CN108526449A - 一种用于浇注的机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于浇注的机械臂，属于铸造机械设备。包括三维运动装置和浇注装置，三维运动装置在摄像头指引下带动机械臂的上的浇注装置运动到作业位置，所述浇注装置包括支撑板和浇包，所述支撑板一侧的中心与三维运动装置上的第三支架连接，所述支撑板上设有第四支架和U型滚轮，所述浇包通过旋转轴固定在第四支架的第一轴承内，浇包在自然状态下是保持竖直向下的，连接绳套接于U型滚轮和浇包外侧面的第六支架上，当进行浇注时，连接绳在U型滚轮的带动下，浇包呈倾斜状态，金属液倒出，当U型滚轮反转时，浇包恢复到竖直状态，完成浇注过程。

Description

一种用于浇注的机械臂

技术领域

本发明涉及铸造机械设备，尤其是涉及一种用于浇注的机械臂。

背景技术

金属型重力铸造由于设备较简单，模具及设备投入相对较少，铸造工艺相对简单，被广泛用于各种有色铸件的生产。然而，取钢液温度和钢液样本，高炉的炉内温度可达2000℃以上，高炉旁的温度受热辐射的影响也会达到80℃以上，重力铸造工作多是由人工完成，工作是重体力、高危险工种，而且铸造车间噪音大、粉尘多，工作环境十分恶劣，长期在铸造车间从事铸造工作的工人患尘肺病等职业病的概率较大，为了减轻工人的劳动强度以及节约人力成本，需要采用重力铸造机器人来代替人工进行金属液浇注的工作。

在目前，很多工厂已经采用机器人进行自动浇注，但此类机器人系统成本较高，适用于像汽车领域等大批量生产的行业中，并且此类机器人一般都是固定在特定的地点，更加限制了应用于批量不大生产的行业。例如，在航空企业中，所生产的航空发动机数量批量不大，应用上述机器人系统采用自动浇注成本较高，所以目前国内航空企业铸造厂浇注都是采用最原始的人工浇注。

发明内容

本发明目的在于：针对上述存在的问题，当浇注批量较少时，更加灵活适用于不同场合下的浇注而提出一种浇注机械臂。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于浇注的机械臂，包括三维运动装置和浇注装置，所述三维运动装置包括底座，所述底座下端设有车轮，所述底座上端中心处设有第一伺服电机，所述第一伺服电机输出轴放置方向为竖直向上，所述第一伺服电机输出轴设有第一支架，所述第一支架上端部设有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴与第一支架轴线垂直，所述第二伺服电机输出轴设有与之垂直的第二支架，所述第二支架的另一端部设有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴与第二支架轴线垂直，所述第三伺服电机输出轴设有垂直的第三支架；所述浇注装置包括支撑板和浇包，所述支撑板一侧的中心与第三支架的另一端部连接，所述支撑板的一边沿中间设有第四伺服电机，所述第四伺服电机输出轴上设有U型滚轮，所述第四伺服电机两侧分别设有第四支架，所述第四支架的靠近端部位置设有轴承腔，所述轴承腔内设有第一轴承，所述浇包外形为圆柱体，所述浇包外侧面底部设有第二凸台，所述第二凸台上设有第六支架，所述第六支架上设有连接绳，所述连接绳套接于U型滚轮，所述浇包外侧面中部设有两个第一凸台，分别位于第二凸台两侧，所述第一凸台通过固定螺钉连接有第五支架，所述第五支架靠近端部设有旋转轴，所述旋转轴置于第一轴承内，所述浇包外侧面顶部设有U型的浇口。

优选的，所述第四伺服电机输出轴轴端设有第二轴承，所述第二轴承内嵌于支撑板内。

优选的，所述第六支架与第二凸台螺纹连接，所述第六支架有两个分支，所述分支上设有相对的两个固定孔。

优选的，所述浇包靠近顶部设有溢流口。

优选的，所述浇包内靠近浇口处设有挡渣片。

优选的，所述浇口与浇包连接位置处圆弧过渡。

优选的，所述第五支架上设有热电偶，所述热电偶探测头伸入浇包内。

与现有技术相比，本发明所产生的有益效果：

车轮带动机械臂在水平面上运动，第一伺服电机带动第一支架在水平面上做旋转动作，第二伺服电机带动第二支架在竖直方向上做旋转动作，第三伺服电机带动第三支架在竖直方向上做旋转动作，三维运动装置带动机械臂在一定范围内运动，浇注装置包括支撑板和浇包，所述浇包通过旋转轴固定在第四支架的第一轴承内，浇包在自然状态下是保持竖直向下的，连接绳套接于U型滚轮和第六支架上，当进行浇注时，连接绳在U型滚轮的带动下，浇包呈倾斜状态，金属液倒出，当U型滚轮反转时，浇包恢复到竖直状态，完成浇注过程。

附图说明

图1是本发明的机械臂结构示意图；

图2是本发明的图1中浇注装置的结构示意图；

图3是本发明的图2中浇包的结构示意图；

图4是本发明的图2中支撑板的结构示意图；

图5是本发明的图2中第五支架的放大图；

图6是本发明的图2中U型滚轮的放大图；

图中，1-三维运动装置；2-车轮；3-底座；301-第一伺服电机；4-第一支架；401-第二伺服电机；5-第二支架；501-第三伺服电机；6-第三支架；7-支撑板；701-第四支架；702-轴承腔；703-第四伺服电机；704-U型滚轮；8-浇包；801-旋转轴；802-第五支架；803-固定螺钉；804-第一凸台；805-第二凸台；806-第六支架；807-溢流口；808-浇口；809-挡渣片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1-6所示，一种用于浇注的机械臂，包括三维运动装置1和浇注装置，三维运动装置带动机械臂在一定范围内运动，浇注装置是固定机械臂上用于金属液浇注的装置。所述三维运动装置1包括底座3，所述底座3下端设有车轮2，车轮带动机械臂在水平面上运动；所述底座3上端中心处设有第一伺服电机301，所述第一伺服电机301输出轴放置方向为竖直向上，第一伺服电机带动第一支架在水平面上做旋转动作；所述第一伺服电机301输出轴设有第一支架4，所述第一支架4上端部设有第二伺服电机401，所述第二伺服电机401的输出轴与第一支架4轴线垂直，所述第二伺服电机401输出轴设有与之垂直的第二支架5，第二伺服电机带动第二支架在竖直方向上做旋转动作；所述第二支架5的另一端部设有第三伺服电机501，所述第三伺服电机501的输出轴与第二支架5轴线垂直，所述第三伺服电机501输出轴设有垂直的第三支架6，第三伺服电机带动第三支架在竖直方向上做旋转动作。该三维运动装置模拟人的手臂构造，三维运动装置带动机械臂在一定高度范围内运动。

所述浇注装置包括支撑板7和浇包8，所述支撑板7一侧面的中心与第三支架6的另一端部连接，所述支撑板7的一边沿中间设有第四伺服电机703，所述第四伺服电机703输出轴上设有U型滚轮704，所述第四伺服电机703两侧分别设有第四支架701，所述第四支架701的靠近端部位置设有轴承腔702，所述轴承腔702内设有第一轴承，所述浇包8外形为圆柱体，所述浇包8外侧面底部设有第二凸台805，所述第二凸台805上设有第六支架806，所述第六支架806上设有连接绳，所述连接绳套接于U型滚轮704，所述浇包8外侧面中部设有两个第一凸台804，分别位于第二凸台805两侧，所述第一凸台804通过固定螺钉803连接有第五支架802，所述第五支架802靠近端部设有旋转轴801，所述旋转轴801置于第一轴承内，所述浇包8外侧面顶部设有U型的浇口808。

进一步地，所述第四伺服电机703输出轴轴端设有第二轴承，所述第二轴承内嵌于支撑板7内。

进一步地，所述第六支架806与第二凸台805螺纹连接，所述第六支架806有两个分支，所述分支上设有相对的两个固定孔，所述固定孔用于固定连接绳。

进一步地，所述浇包8靠近顶部设有溢流口807，防止因不慎操作导致金属液充满浇包8。

进一步地，所述浇包8内靠近浇口808处设有挡渣片809，挡渣片809能有效阻挡金属液中的具有一定体积的杂质。

进一步地，所述浇口808与浇包8连接位置处圆弧过渡，使得金属液在流动过程中流态的稳定，减少金属液湍流的发生。

进一步地，所述第五支架802上设有热电偶，所述热电偶探测头伸入浇包8内，热电偶的导线接入到实时监控的装置，实时监控金属液的温度。

具体过程如下：

车轮带动机械臂在水平面上运动，第一伺服电机带动第一支架在水平面上做旋转动作，第二伺服电机带动第二支架在竖直方向上做旋转动作，第三伺服电机带动第三支架在竖直方向上做旋转动作，三维运动装置带动机械臂在一定范围内运动，三维运动装置带动机械臂的上的浇注装置运动到作业位置，浇包在自然状态下是保持竖直向下的，连接绳套接于U型滚轮和第六支架上，第四伺服电机703带动U型滚轮做旋转运动，连接绳作用于浇包第六支架上，可带动浇包绕旋转轴801做自由旋转动作，当连接绳带动浇包有一个预作用力时，第四伺服电机703停止，外界装置往浇包内注入预先设定的金属液，三维运动装置带动机械臂的浇注装置运动到浇注装置包括支撑板和浇包，所述浇包通过旋转轴固定在第四支架的第一轴承内，浇包在自然状态下是保持竖直向下的，连接绳套接于U型滚轮和第六支架上，当进行浇注时，连接绳在U型滚轮的带动下，浇包呈倾斜状态，根据浇包倾斜程度，控制金属液的流量和流速，金属液倒出，当U型滚轮反转时，浇包恢复到竖直状态，完成浇注过程。

如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于浇注的机械臂，其特征在于，包括三维运动装置（1）和浇注装置，所述三维运动装置（1）包括底座（3），所述底座（3）下端设有车轮（2），所述底座（3）上端中心处设有第一伺服电机（301），所述第一伺服电机（301）输出轴竖直向上设置，所述第一伺服电机（301）输出轴设有第一支架（4），所述第一支架（4）上端设有第二伺服电机（401），所述第二伺服电机（401）的输出轴与第一支架（4）轴线垂直，所述第二伺服电机（401）输出轴设有与之垂直的第二支架（5），所述第二支架（5）的另一端部设有第三伺服电机（501），所述第三伺服电机（501）的输出轴与第二支架（5）轴线垂直，所述第三伺服电机（501）输出轴设有垂直的第三支架（6）；所述浇注装置包括支撑板（7）和浇包（8），所述支撑板（7）一侧面的中心与第三支架（6）的另一端部连接，所述支撑板（7）的一边沿中间设有第四伺服电机（703），所述第四伺服电机（703）输出轴上设有U型滚轮（704），所述第四伺服电机（703）两侧分别设有第四支架（701），所述第四支架（701）的靠近端部位置设有轴承腔（702），所述轴承腔（702）内设有第一轴承，所述浇包（8）外形为圆柱体，所述浇包（8）外侧面底部设有第二凸台（805），所述第二凸台（805）上设有第六支架（806），所述第六支架（806）上设有连接绳，所述连接绳套接于U型滚轮（704），所述浇包（8）外侧面中部设有两个第一凸台（804），分别位于第二凸台（805）两侧，所述第一凸台（804）通过固定螺钉（803）连接有第五支架（802），所述第五支架（802）靠近端部设有旋转轴（801），所述旋转轴（801）置于第一轴承内，所述浇包（8）外侧面顶部设有U型的浇口（808）。

2.根据权利要求1中所述的一种用于浇注的机械臂，其特征在于，所述第四伺服电机（703）输出轴轴端设有第二轴承，所述第二轴承内嵌于支撑板（7）内。

3.根据权利要求1中所述的一种用于浇注的机械臂，其特征在于，所述第六支架（806）与第二凸台（805）螺纹连接，所述第六支架（806）有两个分支，所述分支上设有相对的两个固定孔。

4.根据权利要求1中所述的一种用于浇注的机械臂，其特征在于，所述浇包（8）靠近顶部设有溢流口（807）。

5.根据权利要求1中所述的一种用于浇注的机械臂，其特征在于，所述浇包（8）内靠近浇口（808）处设有挡渣片（809）。

6.根据权利要求1中所述的一种用于浇注的机械臂，其特征在于，所述浇口（808）与浇包（8）连接位置处圆弧过渡。

7.根据权利要求1中所述的一种用于浇注的机械臂，其特征在于，所述第五支架（802）上设有热电偶，所述热电偶探测头伸入浇包（8）内。