一种用于加热炉装卸物料的机器人的制作方法

本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种用于加热炉装卸物料的机器人。

背景技术：

铝型材是通过铝棒挤压成型，在挤压成型加工前需要对短棒进行缓慢均匀加热处理，然后将加热后的铝棒从加热炉中取出，现有的装卸机器人每次只能夹持一根棒料，在棒料的装卸过程中效率较低；装卸机器人的夹持机构在夹持铝棒的过程中，夹持铝棒的面积较少，经常会造成被夹持部位的铝棒的表面质量较差或铝棒的变形量过大，影响后续型材的质量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于加热炉装卸物料的机器人，通过设置本体部，便于根据需要移动夹持部装卸物料；通过设置多个机械手，可以将加热炉中的每层装入或取出一根棒料，提高棒料的装入或取出的效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于加热炉装卸物料的机器人，包括本体部和设置在所述本体部上的用于夹持物料的夹持部；

所述本体部包括与地面固定相连的底架、与所述底架滑动相连的移动平台、设置在所述移动平台的上端的可升降的立柱、设置在所述立柱的顶部的第一回转装置、设置在所述第一回转装置的顶部的可伸缩的悬臂、设置在所述悬臂的伸出端的第二回转装置；

所述夹持部包括与所述第二回转装置相连的架体、设置在所述架体上的多个连接座和与多个所述连接座一一对应设置的多个机械手，

所述连接座包括与所述架体相连的筒体、可转动设置在所述筒体中的连接轴和设置在所述筒体上的用于防止所述连接轴转动的锁紧机构；

所述机械手包括与连接轴相连的座体，所述座体的下端从左到右依次可滑动设置有两个用于夹持物料的夹持块、可转动设置有用于移动两个所述夹持块的钳形机构和用于打开/闭合钳形机构的动力机构。

进一步，所述底架包括底座和设置在所述底座上的两根导轨；所述移动平台包括台板、设置在所述台板的两侧的多个滑块和设置所述台板上用于移动所述移动平台的第一驱动机构，所述第一驱动机构包括设置在所述台板上的第一驱动电机、设置在所述第一驱动电机的输出轴上的第一驱动齿轮、设置在一根所述导轨的内侧的与所述第一驱动齿轮相配合的齿条。

进一步，所述立柱包括与所述移动平台可拆卸的相连的外立柱、滑动设置在所述外立柱中的内立柱和用于推动所述内立柱移动的第一电缸；所述悬臂包括与所述第一回转装置相连的外悬臂、滑动设置在所述外悬臂中的内悬臂和用于推动所述内悬臂移动的第二电缸。

进一步，所述第一回转装置包括设置在所述立柱与所述悬臂间的第一回转轴承、设置在所述立柱上的第二驱动电机和设置在所述第二驱动电机的输出轴上的用于驱动所述第一回转轴承转动的第二驱动齿轮；所述第二回转装置包括设置在所述悬臂与所述架体间的第二回转轴承、设置在所述悬臂上的第三驱动电机和设置在所述第三驱动电机的输出轴上的用于驱动所述第二回转轴承转动的第三驱动齿轮。

进一步，所述锁紧机构包括设置在所述筒体上的锁紧壳、滑动设置在所述锁紧壳中的锁紧杆、便于将所述锁紧杆顶出的锁紧弹簧、设置在所述锁紧杆的顶端的磁铁环和设置在所述锁紧壳上的用于缩回锁紧杆的线圈。

进一步，所述锁紧壳包括与所述筒体相连的下壳、可拆卸的设置在所述下壳上的上壳和设置在所述上壳的外端的锁紧盖，所述上壳的下端设置有便于限制锁紧弹簧的限位环，所述锁紧杆的外壁设置有便于所述锁紧弹簧顶出所述锁紧杆的环形凸台、下端设置有锥形头，所述连接轴的外壁均匀分布设置有四个便于所述锁紧杆插入的锁紧孔。

进一步，所述动力机构包括可转动设置在所述座体上的螺纹套、套装在所述螺纹套中的用于打开/闭合钳形机构的拉杆、设置在所述座体上用于驱动所述螺纹套转动的第四驱动电机、可转动设置在所述拉杆上的用于拉动所述钳形机构的两个拉块和设置在所述螺纹套与第四驱动电机间的传动结构。

进一步，所述钳形机构包括通过第一销轴与所述座体可转动相连的第一钳臂和第二钳臂，所述第一销轴的上端通过销轴座与所述座体相连，所述第一钳臂与第二钳臂的一端均通过第二销轴与对应的所述夹持块相连、另一端均通过第三销轴与对应的所述拉块相连；所述拉杆上设置有用于连接两个拉块的u型块，两个所述拉块通过第四销轴与所述u型块可转动相连，所述第四销轴的上端伸出座体的上端面，所述座体上设置有便于第四销轴滑动的条形通孔。

进一步，所述传动结构包括设置在所述第四驱动电机的输出轴上的主动齿轮和设置螺纹套上的齿圈，所述齿圈与所述螺纹套一体设置；所述座体上设置有隔热板，所述隔热板设置在所述螺纹套与所述拉块间靠近所述螺纹套端的座体上；所述座体包括座板和设置在所述座板上用于固定第四驱动电机的立板，所述座板一端的下侧设置有便于连接所述夹持块的燕尾形凸起、另一端设置有用于与所述连接轴相连的固定块，所述夹持块的上端设置有与所述燕尾形凸起相配合的燕尾槽，所述座板的左端的下侧还设置有便于放置限位块的凹槽，所述限位块与所述座板可拆卸的相连。

进一步，所述连接座为三个且均匀分布在所述架体上；所述连接轴通过两个第二滚动轴承与所述筒体相连，所述筒体的一端设置有轴承压盖、另一端设置有筒盖、外壁设置有用于将所述筒体固定在所述架板上的连接法兰，所述连接轴伸出所述筒体端设置有用于连接所述机械手的连接盘。

本发明的有益效果：

第一、通过在本体部中设置移动平台、立柱、第一回转装置、悬臂和第二回转装置，便于根据需要调节夹持部的位置；通过设置移动平台，便于调节夹持部沿导轨的前后位移；通过设置立柱，便于调节夹持部的垂直方向的位移；通过设置第一回转装置，便于调节夹持部在水平面中的围绕立柱的方位角，通过设置悬臂，便于调节夹持部与立柱间的距离；通过设置第二回转装置，便于调节夹持部在垂直平面中围绕悬臂的方位角。

第二、通过在夹持部中的连接座中设置锁紧机构，在加热炉中装入或取出棒料时需通过本体部中的第二回转装置将将多个机械手调整到同一垂直平面内，当第二回转装置转动夹持部的过程中多个锁紧机构松开对应的连接轴，使得多个机械手围绕各自的连接轴自转，当多个机械手转动到同一垂直平面后通过对应的锁紧机构将多个连接轴锁定，避免多个机械手围绕各自的连接轴发生自转，在加热炉中装入或取出棒料时防止机械手转动；在输送装置上夹取或放置加热后的物料时需通过本体部中的第二回转装置将将多个机械手调整到同一水平平面内，当第二回转装置转动夹持部的过程中多个锁紧机构松开对应的连接轴，使得多个机械手围绕各自的连接轴自转，当多个机械手转动到同一水平平面后通过对应的锁紧机构将多个连接轴锁定，避免多个机械手围绕各自的连接轴发生自转，在传送装置上上夹取或放置棒料时防止机械手转动。

第三、通过在机械手中将夹持块、钳形机构、动力机构布置在座体的一侧，便于松开锁紧机构时，机械手围绕连接轴自转，使得夹持块始终保持在座体的下端，便于夹持物料；通过在机械手中设置限位块，避免夹块对棒料的夹持力过大，使得棒料变形，通过在机械手中设置隔热板，避免加热炉的热量辐射到第四驱动电机，使得第四驱动电机的温度过高，影响第四驱动电机是使用寿命；通过设置燕尾形凸起，便于夹持块在钳形机构的作用下，沿燕尾形凸起平行移动，便于夹取或松开物料。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明一种用于加热炉装卸物料的机器人的装配结构示意图。

图2为图1的a-a剖面示意图；

图3为本发明的连接座的结构示意图；

图4为本发明的锁紧机构的结构示意图；

图5为本发明的机械手的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为图5的b-b剖面示意图；

图8为本发明的架体旋转到水平位置的示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1-8所示，一种用于加热炉装卸物料的机器人，包括本体部和设置在本体部上的用于夹持物料的夹持部；

本体部包括与地面固定相连的底架1、与底架1滑动相连的移动平台2、设置在移动平台2的上端的可升降的立柱3、设置在立柱3的顶部的第一回转装置4、设置在第一回转装置4的顶部的可伸缩的悬臂5、设置在悬臂5的伸出端的第二回转装置6；通过在本体部中设置移动平台、立柱、第一回转装置、悬臂和第二回转装置，便于根据需要调节夹持部的位置；通过设置移动平台，便于调节夹持部沿导轨的前后位移；通过设置立柱，便于调节夹持部的垂直方向的位移；通过设置第一回转装置，便于调节夹持部在水平面中的围绕立柱的方位角，通过设置悬臂，便于调节夹持部与立柱间的距离；通过设置第二回转装置，便于调节夹持部在垂直平面中围绕悬臂的方位角；

夹持部包括与第二回转装置6相连的架体7、设置在架体7上的多个连接座8和与多个连接座8一一对应设置的多个机械手9，

连接座8包括与架体7相连的筒体81、可转动设置在筒体81中的连接轴82和设置在筒体81上的用于防止连接轴82转动的锁紧机构83；通过在连接座中设置锁紧机构，在加热炉中装入或取出棒料时需通过本体部中的第二回转装置将将多个机械手调整到同一垂直平面内，当第二回转装置转动夹持部的过程中多个锁紧机构松开对应的连接轴，使得多个机械手围绕各自的连接轴自转，当多个机械手转动到同一垂直平面后通过对应的锁紧机构将多个连接轴锁定，避免多个机械手围绕各自的连接轴发生自转，在加热炉中装入或取出棒料时防止机械手转动；在输送装置上夹取或放置加热后的物料时需通过本体部中的第二回转装置将将多个机械手调整到同一水平平面内，当第二回转装置转动夹持部的过程中多个锁紧机构松开对应的连接轴，使得多个机械手围绕各自的连接轴自转，当多个机械手转动到同一水平平面后通过对应的锁紧机构将多个连接轴锁定，避免多个机械手围绕各自的连接轴发生自转，在传送装置上上夹取或放置棒料时防止机械手转动；

机械手9包括与连接轴82相连的座体91，座体91的下端从左到右依次可滑动设置有两个用于夹持物料的夹持块92、可转动设置有用于移动两个夹持块92的钳形机构93和用于打开/闭合钳形机构93的动力机构94；通过在机械手中将夹持块、钳形机构、动力机构布置在座体的一侧，便于松开锁紧机构时，机械手围绕连接轴自转，使得夹持块始终保持在座体的下端，便于夹持物料。

本实施例中，底架1包括底座11和设置在底座11上的两根导轨12；导轨呈倒l型且对称分布在底座的上表面，导轨的前后两端设置有加强板，移动平台2包括台板21、设置在台板21的两侧的多个滑块22和设置台板21上用于移动移动平台21的第一驱动机构，滑块为四个且对称分布在台板的两侧的前后两端，滑块通过第一螺栓与台板可拆卸的相连，第一驱动机构包括设置在台板21上的第一驱动电机23、设置在第一驱动电机24的输出轴上的第一驱动齿轮25、设置在一根导轨12的内侧的与第一驱动齿轮24相配合的齿条25，齿条通过第二固定螺栓与导轨可拆卸的相连。

本实施例中，立柱3包括与移动平台2可拆卸的相连的外立柱31、滑动设置在外立柱31中的内立柱32和用于推动内立柱32移动的第一电缸33；内立柱伸出外立柱端设置有用于连接第一回转装置的第一连接板，第一电缸的第一缸体与外立柱相连、第一伸出杆与内立柱相连，悬臂5包括与第一回转装置4相连的外悬臂51、滑动设置在外悬臂51中的内悬臂52和用于推动内悬臂52移动的第二电缸53，第二电缸的第二缸体与外悬臂相连、第二伸出杆与内悬臂相连，内悬臂伸出外悬臂端设置有用于连接第二回转装置的第二连接板，外悬臂的右端的下部设置有过渡筒和用于与第一回转装置相连的第一连接法兰。

本实施例中，第一回转装置4包括设置在立柱3与悬臂5间的第一回转轴承41、设置在立柱3上的第二驱动电机42和设置在第二驱动电机42的输出轴上的用于驱动第一回转轴承41转动的第二驱动齿轮43；第一回转轴承包括与立柱相连的第一回转内圈、与悬臂相连的第一回转外圈和设置在第一回转内圈与第一回转外圈间的多个第一滚珠；第一滚珠间设置有第一隔离块，第一回转外圈的外壁设置有与第二驱动齿轮相配合的外齿；第二回转装置6包括设置在悬臂5与架体7间的第二回转轴承61、设置在悬臂5上的第三驱动电机62和设置在第三驱动电机62的输出轴上的用于驱动第二回转轴承61转动的第三驱动齿轮63；第二回转轴承包括与悬臂相连的第二回转内圈、与架体相连的第二回转外圈和设置在二回转内圈和二回转外圈间的多个第二滚珠；第二滚珠间设置有第二隔离块；第二回转外圈的外壁设置有与第三驱动齿轮相配合的外齿。

本实施例中，锁紧机构83包括设置在筒体81上的锁紧壳831、滑动设置在锁紧壳831中的锁紧杆832、便于将锁紧杆832顶出的锁紧弹簧833、设置在锁紧杆832的顶端的磁铁环834和设置在锁紧壳831上的用于缩回锁紧杆832的线圈835；锁紧壳831包括与筒体81相连的下壳、可拆卸的设置在下壳上的上壳和设置在上壳的外端的锁紧盖，上壳的下端设置有便于限制锁紧弹簧833的限位环，锁紧杆832的外壁设置有便于锁紧弹簧833顶出锁紧杆832的环形凸台、下端设置有锥形头，连接轴82的外壁均匀分布设置有四个便于锁紧杆832插入的锁紧孔；通过设置线圈和磁铁环，当需要通过松开锁紧机构时，线圈通电后产生磁场吸引磁铁环，从而使得锁紧杆从连接轴的锁紧孔中滑出，便于连接轴自由转动。

本实施例中，动力机构94包括可转动设置在座体91上的螺纹套941、套装在螺纹套941中的用于打开/闭合钳形机构93的拉杆942、设置在座体91上用于驱动螺纹套941转动的第四驱动电机943、可转动设置在拉杆942上的用于拉动钳形机构93的两个拉块944和设置在螺纹套941与第四驱动电机943间的传动结构。

本实施例中，钳形机构93包括通过第一销轴931与座体91可转动相连的第一钳臂932和第二钳臂933，第一销轴931的上端通过销轴座934与座体91相连，销轴座焊接在座体上；第一钳臂932与第二钳臂933的一端均通过第二销轴935与对应的夹持块92相连、另一端均通过第三销轴936与对应的拉块944相连；夹持块92的外侧设置有便于第一钳臂与第二钳臂移动的第一条形凹槽、下端设置有便于第二销轴滑动的第二条形凹槽，第二条形凹槽与第一条形凹槽连通，夹持块92的下端设置有便于设置挡板的第三凹槽；拉杆942上设置有用于连接两个拉块944的u型块946，两个拉块944通过第四销轴947与u型块946可转动相连，第四销轴947的上端伸出座体91的上端面，座体91上设置有便于第四销轴947滑动的条形通孔，设置条形通孔便于第四销轴滑动，同时防止拉杆转动，便于拉杆前后移动打开/闭合钳形机构。

本实施例中，传动结构包括设置在第四驱动电机943的输出轴上的主动齿轮945和设置螺纹套上的齿圈，齿圈与螺纹套一体设置；座体91上设置有隔热板95，隔热板95设置在螺纹套941与拉块944间靠近螺纹套941端的座体91上，通过在机械手中设置隔热板，避免加热炉的热量辐射到第四驱动电机，使得第四驱动电机的温度过高，影响第四驱动电机是使用寿命；第四驱动电机943为力矩电机；座体91包括座板911和设置在座板911上用于第四固定驱动943电机的立板912，座板911一端的下侧设置有便于连接夹持块92的燕尾形凸起913、另一端设置有用于与连接轴相连的固定块914，夹持块92的上端设置有与燕尾形凸起913相配合的燕尾槽，通过设置燕尾形凸起，便于夹持块在钳形机构的作用下，沿燕尾形凸起平行移动，便于夹取或松开物料；座板911的左端的下侧还设置有便于放置限位块915的凹槽，通过在机械手中设置限位块，避免夹块对棒料的夹持力过大，使得棒料变形，限位块915与座板911可拆卸的相连；便于根据棒料的大小更换不同长度的限位块，螺纹套与立板通过滚第一动轴承可转动相连，拉杆的外壁设置有与螺纹套相配合的驱动螺纹。

本实施例中，连接座8为三个且均匀分布在架体7上；通过设置三个连接座，可对应设置三个机械手，便于同时夹持三根棒料，提高机器人的装夹效率；架体7包括用于固定连接座8的架板71和设置在架板71上的u型固定架72，通过设置u固定架便于将架体固定在第二回转轴承的外圈上，连接轴82通过两个第二滚动轴承与筒体81相连，筒体81的一端设置有轴承压盖、另一端设置有筒盖、外壁设置有用于将筒体81固定在架板上的连接法兰，连接轴82伸出筒体81端设置有用于连接机械手9的连接盘。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。