桁架机器人夹持装置的制作方法

本发明涉及智能铸造自动化设备技术领域，尤其涉及一种桁架机器人夹持装置。

背景技术

在机器人和自动化工业生产领域中，将桁架机器人引入智能化、自动化、现代化智能铸造成形工厂，满足3d打印设备生产出的大负载砂芯的搬运、清理、浸涂等工艺流程，目前常用的桁架机器人夹持装置再进行砂芯的浸涂工序时，翻转电机是进入到浸涂液中，在密封装置失效或者老化的情况下，就存在电机进水的安全隐患。还有极少数的桁架机器人是利用传动的方式，使得翻转电机远离浸涂液，但是还存在一个问题就是传动效率问题，已有的是利用链条传动的方式传动，需要张紧调试，而且对于链条受力过大且不均匀，经常需要维修。如果选用齿轮传动，又存在齿轮啮合问题，啮合不密切的情况使得齿轮磨损更严重，甚至影响传动效率。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种桁架机器人夹持装置，利用齿轮传动的方式进行传动，一方面杜绝了了翻转电机进水的安全隐患，另一方面完美解决了齿轮啮合问题，使得齿轮严谨啮合，损耗低的情况下，传动效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种桁架机器人夹持装置，用于夹持并旋转砂芯，完成浸涂工作，该夹持装置包括夹臂、夹具装置、驱动装置、传动装置，夹具装置用于固定砂芯，夹臂的一端设置有夹具装置，且另一端设置有驱动装置，传动装置连动驱动装置和夹具装置，传动装置包括齿轮、调整螺栓，齿轮包括一级齿轮、二级齿轮、三级齿轮，一级齿轮与驱动装置啮合，三级齿轮与夹具装置啮合，二级齿轮同时与一级齿轮和三级齿轮啮合，一级齿轮和三级齿轮均沿一号线滑动，二级齿轮沿二号线滑动，一号线与二号线垂直，调整螺栓沿二号线方向将二级齿轮向一号线方向顶紧，即使得二级齿轮同时与一级齿轮和三级齿轮紧密啮合。

最优的，所述传动装置还包括滑动装置，滑动装置包括导向槽、滑块体、突出轴，导向槽固定在夹臂上，导向槽设置有滑槽，滑块体设置在滑槽中，且沿滑槽移动，突出轴固定在滑块体上，且与齿轮轴连接，即滑块体带动齿轮沿导向槽运动，导向槽包括一级导向槽、二级导向槽、三级导向槽，滑块体包括一级滑块体、二级滑块体、三级滑块体，突出轴包括一级突出轴、二级突出轴、三级突出轴，且与一级齿轮、二级齿轮、三级齿轮一一对应。

最优的，所述调整螺栓包括栓体、中间体，栓体一端与中间体接触，中间体设置在二级导向槽的滑槽中，中间体另一面与二级滑块体接触，且设置有与二级滑块体形状相匹配的凹槽，栓体推动中间体，中间体推动二级滑块体以及二级齿轮沿二号线方向向一号线方向运动，即使得二级齿轮与一级齿轮和三级齿轮紧密啮合。

最优的，所述固定轴与齿轮中心重合；所述栓体螺纹贯穿夹臂，即旋转栓体使得栓体靠近或者远离中间体。

最优的，所述二级滑块体与中间体接触一面为轴对称的弧形，且对称轴与二号线重合，栓体与二号线重合。

最优的，所述驱动装置包括电机和主动齿轮，所述夹具装置包括夹体和被动齿轮，所述两个夹臂相对的一面下部设置有相对应的夹体，且外侧一面设置有驱动装置、传动装置、被动齿轮，两个夹体之间为砂芯，主动齿轮设置在夹臂上部，且由电机驱动转动，一级齿轮与主动齿轮啮合，三级齿轮与被动齿轮啮合，被动齿轮与夹体固定连接，即上部的电机驱动下部的夹体旋转。

最优的，所述夹臂为箱体结构，箱体内容纳驱动装置、传动装置、被动齿轮；所述主动齿轮、一级齿轮、三级齿轮和被动齿轮的中心位于同一条直线上。

最优的，所述夹臂包括箱体、封盖、密封装置，箱体的开口和封盖之间设置有密封装置，密封装置包括密封板、机械密封装置和气体密封装置，机械密封装置包括密封槽、密封圈，气体密封装置包括进气口、气腔，密封板的一侧与箱体开口密封固定，且相对的另一侧设置有密封槽和气腔，密封槽中设置有密封圈，进气口贯穿密封板与气腔连通，密封板与封盖固定连接。

最优的，所述气腔位于密封槽的外周，密封槽位于箱体开口内侧，且设置至少一个，气腔位于箱体开口外侧，且设置至少一个，一个气腔至少设置有两个进气口。

最优的，所述气腔中通入高压气体，使得气体从缝隙中溢出，阻止浸涂液由箱体外侧进入箱体内侧。

由上述技术方案可知，本发明提供的桁架机器人夹持装置，传动齿轮为两个活动齿轮之间设置一个固定齿轮的方式使得齿轮严谨啮合，快捷安装和调试，从而更高效的完成传动，使得旋转电机远离浸涂液，同时还设置有多种密封方式，机械密封和气体密封相结合的方式保证密封效果，提高装置安全性的同时提高工作效率。

附图说明

附图1是桁架机器人夹持装置的结构示意图。

附图2是桁架机器人夹持装置夹臂封盖打开后的结构示意图。

附图3是附图2的局部放大图。

附图4是桁架机器人夹持装置的夹臂拆除封盖和二级齿轮后的结构示意图。

附图5是附图4的局部示意图。

附图6是桁架机器人夹持装置的夹臂内示意图。

图中：夹臂10、箱体11、封盖12、密封装置13、密封板130、机械密封装置131、气体密封装置132、进气口1320、气腔1321、夹具装置20、夹体21、被动齿轮22、驱动装置30、电机31、主动齿轮32、传动装置40、齿轮41、一级齿轮410、二级齿轮411、三级齿轮412、调整螺栓42、栓体420、中间体421、滑动装置43、导向槽430、一级导向槽4300、二级导向槽4301、三级导向槽4302、滑块体431、一级滑块体4310、二级滑块体4311、三级滑块体4312、突出轴432、一级突出轴4320、二级突出轴4321、三级突出轴4322。

具体实施方式

结合本发明的附图，对发明实施例的技术方案做进一步的详细阐述。

实施例1：

参照附图1和附图2所示，桁架机器人夹持装置，用于夹持并旋转砂芯，完成浸涂工作，该夹持装置包括夹臂10、夹具装置20、驱动装置30、传动装置40。驱动装置30包括电机31和主动齿轮32；夹具装置20包括夹体21和被动齿轮22；传动装置40包括齿轮41、调整螺栓42、滑动装置43，齿轮41包括一级齿轮410、二级齿轮411、三级齿轮412，调整螺栓42包括栓体420、中间体421，滑动装置43包括导向槽430、滑块体431、突出轴432，导向槽430包括一级导向槽4304300、二级导向槽4301、三级导向槽4302，滑块体431包括一级滑块体4310、二级滑块体4311、三级滑块体4312，突出轴432包括一级突出轴4320、二级突出轴4321、三级突出轴4322，一级导向槽4304300、一级滑块体4310、一级突出轴4320与一级齿轮410一一对应，二级导向槽4301、二级滑块体4311、二级突出轴4321与二级齿轮411一一对应，三级导向槽4302、三级滑块体4312、三级突出轴4322与三级齿轮412一一对应。

夹臂10为箱体结构，箱体11内容纳驱动装置30、传动装置40、被动齿轮22，两个夹臂10相对的一面下部设置有相对应的夹体21，且外侧一面设置有驱动装置30、传动装置40、被动齿轮22，两个夹臂10相对运动，使得两个夹体21夹持住砂芯，夹臂10的一端设置有夹具装置20，即主动齿轮32设置在夹臂10上部，且由电机31驱动转动，夹臂10的另一端设置有驱动装置30，传动装置40连动驱动装置30和夹具装置20，即上部的电机31驱动下部的夹体21旋转。

工作时，夹持装置夹持砂芯进行工作，需要旋转时，由电机31驱动夹体21带动砂芯旋转，在进行浸涂工序的时候，夹持装置的下半部分浸入到浸涂液中，电机31驱动夹体21旋转，也就是带动砂芯在浸涂液中旋转，电机31在浸涂液之上，杜绝了电机31进液体的风险，提高了安全性，增长了使用寿命。

参照附图4、附图5、附图6所示，导向槽430固定在夹臂10上，导向槽430设置有滑槽，滑块体431设置在滑槽中，且沿滑槽移动，突出轴432固定在滑块体431上，且与齿轮41轴连接，即滑块体431带动齿轮41沿导向槽430运动。一级齿轮410与主动齿轮32啮合，三级齿轮412与被动齿轮22啮合，二级齿轮411同时与一级齿轮410和三级齿轮412啮合，一级齿轮410和三级齿轮412均沿一号线滑动，即一级导向槽4304300和三级导向槽4302的滑槽方向一致，二级齿轮411沿二号线滑动，一号线与二号线垂直，即二级导向槽4301的滑槽方向与一级导向槽4304300和三级导向槽4302的滑槽方向垂直，栓体420螺纹贯穿夹臂10，栓体420一端与中间体421接触，即旋转栓体420使得栓体420靠近或者远离中间体421，中间体421设置在二级导向槽4301的滑槽中，中间体421另一面与二级滑块体4311接触，且设置有与二级滑块体4311形状相匹配的凹槽，栓体420推动中间体421，中间体421推动二级滑块体4311以及二级齿轮411沿二号线方向向一号线方向运动，即使得二级齿轮411与一级齿轮410和三级齿轮412紧密啮合。

由于齿轮啮合的侧隙调整始终是齿轮安装的关键所在，啮合侧隙过大，齿轮冲击加大且噪声增加；侧隙过小，则磨损加剧，不管是侧隙过大或过小都会影响齿轮使用精度及寿命。本方案的传动装置40设计的关键点是主动齿轮32与被动齿轮22为固定轴齿轮，中心距不可调整，一级齿轮410与三级齿轮412一号线方向上有可调性自由度，且二级齿轮411可通过调整栓体420的旋入或者旋出实现在二号线方向的移动。实际安装调试过程中，安装人员只需旋入或者旋出栓体420，利用栓体420做顶丝，沿二号线方向移动二级齿轮411，依靠齿轮啮合将二级齿轮411将力分散给一级齿轮410和三级齿轮412，依靠齿轮啮合将一级齿轮410又将力分散成向上作用于主动齿轮32的和向侧面作用于一级导向槽4304300，依靠齿轮啮合将三级齿轮412又将力分散成向下作用于被动齿轮22的和向侧面作用于三级导向槽4302，最终使得二级齿轮411与一级齿轮410和三级齿轮412紧密啮合，同时使得一级齿轮410和主动齿轮32紧密啮合，三级齿轮412和被动齿轮22紧密啮合，实现主动齿轮32、一级齿轮410、二级齿轮411、三级齿轮412、被动齿轮22之间啮合侧隙的自动拟合调整。本结构设计有效的解决齿轮安装问题，同时简化安装方式、降低安装难度，完全符合实际设备安装调试要求。桁架机器人夹持装置可以实现所述机械手臂能够抓取2200kg以内的重物。

需要注意的是，本发明的最佳方案中固定轴与齿轮41中心要重合，二级滑块体4311与中间体421接触一面为轴对称的弧形，且对称轴与二号线重合，栓体420与二号线重合。但是有关主动齿轮32、一级齿轮410、三级齿轮412和被动齿轮22的位置关系，一种方式是主动齿轮32、一级齿轮410、三级齿轮412和被动齿轮22的中心位于同一条直线上，另一种方式是一级齿轮410、三级齿轮412的中心位可以于同一条直线上，一级齿轮410和主动齿轮32的中心不在同一条直线上，同时三级齿轮412和被动齿轮22的中心不在同一条直线上的方式工作。

实施例2：

参照附图2和附图3所示，在实施例1的基础上，对于夹臂10进行了优化，夹臂10包括箱体11、封盖12、密封装置13，箱体11的开口和封盖12之间设置有密封装置13，密封装置13包括密封板130、机械密封装置131和气体密封装置132，机械密封装置131包括密封槽、密封圈，气体密封装置132包括进气口1320、气腔1321，密封板130的一侧与箱体11开口密封固定，且相对的另一侧设置有密封槽和气腔1321，密封槽中设置有密封圈，进气口1320贯穿密封板130与气腔1321连通，密封板130与封盖12固定连接，且保证钣金件完全压紧密封圈。气腔1321位于密封槽的外周，密封槽位于箱体11开口内侧，且设置两个，气腔1321位于箱体11开口外侧，且设置一个，一个气腔1321至少设置有两个进气口1320。气腔1321中通入高压气体，使得气体从缝隙中溢出，阻止浸涂液由箱体11外侧进入箱体11内侧。

正常工况下，夹臂10下半部分长时间接触微小沙粒，当沙粒接近开口和封盖12之间间隙时，便被气体密封装置132溢出的压缩空气吹走，很大程度的降低了因长时间处于沙粒环境中沙粒进入夹臂10内侧的概率，密封效果显著；同时，当桁架机器人夹持装置进入到液体中时，液体难免会通过气体密封装置132，但是液体不会通过机械密封装置131的ο型密封条，而且当桁架机器人夹持装置完成浸涂工艺流程后，气体密封装置132中的压缩空气会迅速吹出残留在气道中的液体，并吹干ο型密封条接触液体一侧，保证整个气道及ο型密封条的清洁和干燥，有效的提高密封效果和密封寿命。

本发明提供的桁架机器人夹持装置，传动齿轮为两个活动齿轮之间设置一个固定齿轮的方式使得齿轮严谨啮合，传动高效的同时，安装快捷和调试方便，杜绝了现有的电机31至今进入浸涂池中，密封失效后，液料与电机31电缆接触而出现安全事故；同时还将机械密封和气体密封相结合的方式，综合机械密封、气体密封的优势，极大地增加密封效果，提高密封寿命，提高装置安全性的同时提高工作效率。