一种超高纯铝铸造用夹取装置及其夹取方法与流程

1.本发明属于铸造技术领域，涉及一种夹取装置，尤其涉及一种超高纯铝铸造用夹取装置及其夹取方法。


背景技术：

2.金属铝具备多种优良性能，所以在工业生产中有着极为广泛的应用，铝及铝合金是当前用途十分广泛且最经济适用的材料之一。世界铝产量从1956年开始超过铜产量一直居于有色金属之首，当前铝的产量和用量仅次于钢，成为人类应用的第二大金属；而且铝的资源十分丰富，据初步计算，铝的矿藏储存量约占地壳构成物质的8％以上。铝的重量轻和耐腐蚀，是其优良性能中两大突出特点。在工业生产中时常会用到超高纯铝(铝含量99.996wt％-99.999wt％)去铸造一些部件，然而由于铝容易和其他金属之间进行化学反应，目前的一些超高纯铝铸造用夹取装置无法解决该问题，并且装夹稳定性有待进一步提升。
3.cn 112936320a公开了一种用于铝合金圆铸锭的机械抓手，包括固定支架以及枢转连接于固定支架左右两侧的左夹爪和右夹爪，固定支架包括上板体以及下板体，左夹爪和右夹爪均包括有枢转连接于上板体和下板体之间的上部夹爪以及枢转连接于下板体下方的下部夹爪，在上板体的上方安装有气缸，气缸的气缸轴连接于上板体上，上板体在气缸轴的驱动下上下移动。所述发明用于铝合金圆铸锭的机械抓手在一定程度上减少了机械抓手的整机重量，降低了机械抓手的制造成本，且为机械抓手的抓取端腾出了较大的可操作空间，方便了工件的抓取，同时所述机械抓手能够更方便、快速、平稳，准确地抓取在工件的中心点上，从而使得整个抓取动作更可靠。然而所述机械抓手在抓取超高纯铝进行铸造时无法避免铝与抓手上的其他金属之间发生化学反应，一定程度上降低了金属铝的纯度，造成了超高纯铝的污染，仍有较大的改进空间。
4.由此可见，如何提供一种超高纯铝铸造用夹取装置，避免铝与夹取装置上的其他金属之间发生化学反应，防止超高纯铝的污染，同时保证装夹稳定性，提升操作安全性，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种超高纯铝铸造用夹取装置及其夹取方法，所述夹取装置避免了铝与夹取装置上的其他金属之间发生化学反应，防止了超高纯铝的污染，同时保证了装夹稳定性，提升了操作安全性。
6.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
7.第一方面，本发明提供一种超高纯铝铸造用夹取装置，所述夹取装置包括依次连接的支撑单元、拉伸单元和夹取单元。
8.所述夹取单元包括依次活动连接的伸缩组件、传动组件和夹取组件。
9.所述伸缩组件采用压缩气缸进行驱动。
10.所述夹取组件采用硬质陶瓷材料制备而成。
11.本发明提供的夹取装置采用支撑单元提升了整体装置的稳定性和操作安全性，采用拉伸单元实现了夹取单元在竖直高度上的灵活调整。此外，夹取单元中的伸缩组件采用压缩气缸进行驱动，避免了其他化学物质对超高纯铝的污染，夹取组件采用硬质陶瓷材料制备而成，避免了超高纯铝在铸造过程中与其他金属之间发生化学反应。
12.优选地，所述伸缩组件包括箱体和设置于所述箱体内部的压缩气缸。
13.优选地，所述压缩气缸的伸缩杆伸出所述箱体并铰接于所述传动组件。
14.优选地，所述压缩气缸的伸缩杆通过设置于所述伸缩杆末端的支撑板铰接于所述传动组件。
15.优选地，所述传动组件包括对称设置的至少2个摆杆和至少4个摇杆，进一步优选为2个摆杆和4个摇杆。
16.优选地，所述摆杆的一端铰接于所述压缩气缸的伸缩杆或所述伸缩杆末端的支撑板，另一端铰接于所述摇杆的中间部位。
17.优选地，所述摇杆的一端铰接于所述箱体，另一端铰接于所述夹取组件。
18.优选地，同侧摇杆之间相互平行排布。
19.优选地，所述夹取组件包括夹取架、垫片架、固定垫片和可拆垫片。
20.优选地，所述夹取架的一端铰接于所述摇杆，另一端固定于所述垫片架。
21.优选地，所述垫片架上设置有至少2个固定垫片，例如可以是2个、3个或4个，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
22.优选地，所述固定垫片上设置有可拆垫片。
23.本发明中，所述可拆垫片在每次使用后可及时更换，避免了不同批次超高纯铝之间的交叉污染。
24.优选地，所述拉伸单元包括电机组件和牵引组件。
25.优选地，所述电机组件固定于所述支撑单元，并通过所述牵引组件对所述夹取单元进行竖直方向上的牵引。
26.优选地，所述电机组件包括电机箱和设置于所述电机箱内部的电机与收线轮。
27.优选地，所述电机箱为半开放式结构。
28.优选地，所述收线轮固定于所述电机的机轴上。
29.优选地，所述牵引组件包括牵引线、弹力线和提环。
30.优选地，所述牵引线的一端缠绕于所述收线轮，另一端连接于所述提环，且所述提环固定于所述夹取单元。
31.优选地，所述弹力线的一端连接于所述电机组件，另一端连接于所述夹取单元。
32.优选地，所述支撑单元包括竖直组件和水平组件。
33.优选地，所述竖直组件与地面接触部位安装有滚轮。
34.优选地，所述水平组件具有水平转向功能。
35.优选地，所述竖直组件包括底座、支撑架和支撑柱。
36.优选地，所述支撑柱的一端通过所述支撑架的稳定作用固定于所述底座，另一端固定于所述水平组件。
37.优选地，所述支撑柱上还设置有控制面板，且所述控制面板分别独立地与所述拉
伸单元中的电机和所述夹取单元中的压缩气缸之间电连接。
38.优选地，所述水平组件包括支架、支撑杆和转杆。
39.优选地，所述支架的一端通过支撑杆的稳定作用固定于所述支撑柱，另一端铰接于所述转杆。
40.优选地，所述转杆的一端铰接于所述支架，另一端固定于所述拉伸单元。
41.优选地，所述转杆与所述控制面板之间电连接。
42.第二方面，本发明提供一种采用如第一方面所述夹取装置对超高纯铝进行夹取的方法，所述方法包括以下步骤：
43.(1)将夹取装置安放于水平地面，启动拉伸单元，将夹取单元调整至目标高度；
44.(2)启动夹取单元，伸缩组件依次带动传动组件和夹取组件对超高纯铝进行夹取操作。
45.优选地，步骤(1)所述拉伸单元对夹取单元进行高度调整的具体过程为：操作控制面板，启动拉伸单元中的电机，所述电机带动收线轮正向/反向旋转，收回/放出牵引线，进而将夹取单元调整至目标高度。
46.优选地，步骤(2)所述夹取单元对超高纯铝进行夹取操作的具体过程为：操作控制面板，启动夹取单元中的压缩气缸，所述压缩气缸的伸缩杆依次带动摆杆和摇杆向所述伸缩杆方向转动，所述摇杆带动夹取架收紧，可拆垫片逐渐夹紧超高纯铝，从而对超高纯铝进行夹取操作。
47.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
48.本发明提供的夹取装置采用支撑单元提升了整体装置的稳定性和操作安全性，采用拉伸单元实现了夹取单元在竖直高度上的灵活调整。此外，夹取单元中的伸缩组件采用压缩气缸进行驱动，避免了其他化学物质对超高纯铝的污染，夹取组件采用硬质陶瓷材料制备而成，避免了超高纯铝在铸造过程中与其他金属之间发生化学反应。
附图说明
49.图1是本发明提供的超高纯铝铸造用夹取装置结构示意图；
50.图2是本发明提供的夹取装置中夹取单元结构示意图；
51.图3是本发明提供的夹取装置中夹取组件放大图；
52.图4是本发明提供的夹取装置中拉伸单元结构示意图；
53.图5是本发明提供的夹取装置中支撑单元结构示意图。
54.其中：100-支撑单元；110-竖直组件；111-滚轮；112-底座；113-支撑架；114-支撑柱；115-控制面板；120-水平组件；121-支架；122-支撑杆；123-转杆；200-拉伸单元；210-电机组件；211-电机箱；212-电机；213-收线轮；220-牵引组件；221-牵引线；222-弹力线；223-提环；300-夹取单元；310-伸缩组件；311-箱体；312-压缩气缸；313-伸缩杆；314-支撑板；320-传动组件；321-摆杆；322-摇杆；330-夹取组件；331-夹取架；332-垫片架；333-固定垫片；334-可拆垫片。
具体实施方式
55.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明
了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
56.实施例1
57.本实施例提供一种超高纯铝铸造用夹取装置，如图1所示，所述夹取装置包括依次连接的支撑单元100、拉伸单元200和夹取单元300。所述夹取单元300包括依次活动连接的伸缩组件310、传动组件320和夹取组件330；所述伸缩组件310采用压缩气缸进行驱动，所述夹取组件330采用硬质陶瓷材料制备而成。
58.如图2所示，所述伸缩组件310包括箱体311和设置于所述箱体311内部的压缩气缸312，所述压缩气缸312的伸缩杆313伸出所述箱体311并通过设置于所述伸缩杆313末端的支撑板314铰接于所述传动组件320。所述传动组件320包括对称设置的2个摆杆321和4个摇杆322；所述摆杆321的一端铰接于所述伸缩杆313末端的支撑板314，另一端铰接于所述摇杆322的中间部位；所述摇杆322的一端铰接于所述箱体311，另一端铰接于所述夹取组件330，且同侧摇杆322之间相互平行排布。所述夹取组件330包括夹取架331、垫片架332、固定垫片333和可拆垫片334(见图3)；所述夹取架331的一端铰接于所述摇杆322，另一端固定于所述垫片架332；所述垫片架332上设置有2个固定垫片333，且每个固定垫片333上均设置有可拆垫片334。
59.如图1所示，所述拉伸单元200包括电机组件210和牵引组件220，所述电机组件210固定于所述支撑单元100，并通过所述牵引组件220对所述夹取单元300进行竖直方向上的牵引。
60.如图4所示，所述电机组件210包括电机箱211和设置于所述电机箱211内部的电机212与收线轮213；所述电机箱211为半开放式结构，所述收线轮213固定于所述电机212的机轴上。所述牵引组件220包括牵引线221、弹力线222和提环223；所述牵引线221的一端缠绕于所述收线轮213，另一端连接于所述提环223，且所述提环223固定于所述夹取单元300；所述弹力线222的一端连接于所述电机组件210，另一端连接于所述夹取单元300。
61.如图1所示，所述支撑单元100包括竖直组件110和水平组件120；如图5所示，所述竖直组件110与地面接触部位安装有滚轮111，所述水平组件120具有水平转向功能。其中，所述竖直组件110包括底座112、支撑架113和支撑柱114；所述支撑柱114的一端通过所述支撑架113的稳定作用固定于所述底座112，另一端固定于所述水平组件120；所述支撑柱114上还设置有控制面板115，且所述控制面板115分别独立地与所述拉伸单元200中的电机212和所述夹取单元300中的压缩气缸312之间电连接。所述水平组件120包括支架121、支撑杆122和转杆123；所述支架121的一端通过支撑杆122的稳定作用固定于所述支撑柱114，另一端铰接于所述转杆123；所述转杆123的一端铰接于所述支架121，另一端固定于所述拉伸单元200，且所述转杆123与所述控制面板115之间电连接。
62.实施例2
63.本实施例提供一种超高纯铝铸造用夹取装置，所述夹取装置中除了去除支撑板314，即压缩气缸312的伸缩杆313伸出所述箱体311直接铰接于摆杆321的一端，其余结构均与实施例1相同，故在此不做赘述。
64.实施例3
65.本实施例提供一种超高纯铝铸造用夹取装置，所述夹取装置中除了去除滚轮111和转杆123，将拉伸单元200直接固定于支架121的一端，其余结构均与实施例1相同，故在此
不做赘述。
66.相较于实施例1，本实施例由于去除了滚轮和转杆，支撑单元不再具备水平移动和转向功能，一定程度上增加了操作繁琐度。
67.对比例1
68.本对比例提供一种超高纯铝铸造用夹取装置，所述夹取装置中除了将压缩气缸312改为液压驱动器，其余结构均与实施例1相同，故在此不做赘述。
69.对比例2
70.本对比例提供一种超高纯铝铸造用夹取装置，所述夹取装置中除了将夹取组件300的制备材料改为铝合金，其余结构均与实施例1相同，故在此不做赘述。
71.应用例1
72.本应用例应用实施例1提供的夹取装置对超高纯铝进行夹取，夹取方法包括以下步骤：
73.(1)将夹取装置安放于水平地面，启动拉伸单元200，将夹取单元300调整至目标高度，具体过程为：操作控制面板，启动拉伸单元200中的电机212，所述电机212带动收线轮213正向/反向旋转，收回/放出牵引线221，进而将夹取单元300调整至目标高度；
74.(2)启动夹取单元300，伸缩组件310依次带动传动组件320和夹取组件330对超高纯铝进行夹取操作，具体过程为：操作控制面板，启动夹取单元300中的压缩气缸312，所述压缩气缸312的伸缩杆313依次带动摆杆321和摇杆322向所述伸缩杆313方向转动，所述摇杆322带动夹取架331收紧，可拆垫片334逐渐夹紧超高纯铝，从而对超高纯铝进行夹取操作。
75.对比应用例1
76.本对比应用例应用对比例1提供的夹取装置对超高纯铝进行夹取，夹取方法与应用例1相同，故在此不做赘述。
77.相较于应用例1，由于本对比应用例采用液压进行驱动，长时间操作过程中液体渗出液压驱动器，容易造成对超高纯铝的污染。
78.对比应用例2
79.本对比应用例应用对比例2提供的夹取装置对超高纯铝进行夹取，夹取方法与应用例1相同，故在此不做赘述。
80.相较于应用例1，由于本对比应用例采用铝合金制备夹取组件，在铸造过程中，铝合金中的杂质金属容易与被夹取的超高纯铝之间发生化学反应。
81.由此可见，本发明提供的夹取装置采用支撑单元提升了整体装置的稳定性和操作安全性，采用拉伸单元实现了夹取单元在竖直高度上的灵活调整。此外，夹取单元中的伸缩组件采用压缩气缸进行驱动，避免了其他化学物质对超高纯铝的污染，夹取组件采用硬质陶瓷材料制备而成，避免了超高纯铝在铸造过程中与其他金属之间发生化学反应。
82.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。