本發(fā)明屬于鑄造機(jī)器人設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種混聯(lián)桁架式可移動重載鑄造機(jī)器人。
背景技術(shù):
工業(yè)機(jī)器人高度的柔性化能夠滿足現(xiàn)代化綠色鑄造生產(chǎn)中的各種特殊要求,鑄造生產(chǎn)采用機(jī)器人,不僅可把操作工人從繁重、單調(diào)的體力勞動中解放出來,節(jié)約勞動力,而且還是提高鑄件生產(chǎn)效率、制造精度和質(zhì)量、實現(xiàn)鑄造生產(chǎn)機(jī)械化、自動化及文明化的重要手段。目前,采用先進(jìn)適用的鑄造新技術(shù),提高鑄造裝備自動化水平,特別是可移動機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用,是鑄造企業(yè)實施綠色鑄造生產(chǎn)、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。因鑄造存在高溫、高粉塵、振動、油污、噪聲及電磁干擾的惡劣環(huán)境,且鑄件重量大,因此一般工業(yè)機(jī)器人無法滿足生產(chǎn)需要。鑄造機(jī)器人要能適應(yīng)這樣的工作環(huán)境并正常運行,還存在眾多關(guān)鍵技術(shù)急需研究與突破。鑄造機(jī)器人不僅可用于壓鑄、精鑄生產(chǎn)中的鑄件搬運和傳送,還可用在砂型鑄造的造型、制芯、下芯、澆注、清理以及檢驗等工序中。尤其是在中大型鑄件的生產(chǎn)中,砂芯和鑄件的尺寸、重量都比較大,執(zhí)行取芯、組芯、下芯、澆注和搬運作業(yè)難度大,要求高。迫切需要能夠滿足鑄件生產(chǎn)中取芯、組芯、下芯、澆注和搬運作業(yè)需求的高柔性、重負(fù)載型鑄造機(jī)器人。
目前,在鑄造生產(chǎn)中所使用的機(jī)器人大多是關(guān)節(jié)式串聯(lián)機(jī)器人,其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、工作空間大,但其精度較差、負(fù)載能力小,只能執(zhí)行輕載作業(yè)任務(wù)。難以滿足中大型鑄件生產(chǎn)中的重載作業(yè)任務(wù)需求,作業(yè)精度和效率的提高受到限制。現(xiàn)有鑄造機(jī)器人的應(yīng)用還僅局限于在固定工位上輔助完成較為簡單的鑄造作業(yè)任務(wù),無法適應(yīng)鑄造生產(chǎn)復(fù)雜作業(yè)環(huán)境下移動式精確作業(yè)要求。如生產(chǎn)中使用的串聯(lián)式澆注機(jī)器人,雖然結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,但由于自由度過少,應(yīng)用場合單一,無法滿足多種場合的使用。普遍應(yīng)用的鑄造機(jī)器人都是由普通機(jī)器人改制過來的。目前,很多中小型鑄件生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過程中進(jìn)行取芯、組芯、下芯和澆注等作業(yè)時,多采用人海戰(zhàn)術(shù),一個工位一個工作人員取芯、下芯、組芯和澆注熔體,工作人員還得來回跑動,顯得十分繁亂,同時工作效率低下。砂芯和鑄件的搬運作業(yè)多以人工輔助簡易吊裝設(shè)備為主,少數(shù)采用機(jī)器人的技術(shù)方案中也多為固定位置的串聯(lián)式機(jī)器人配裝氣動抓手進(jìn)行作業(yè),缺乏專業(yè)的可移動式的重載鑄造機(jī)器人。尤其在中大型鑄件的澆注作業(yè)過程中,仍然以人工為主,工人勞動強(qiáng)調(diào)大,體力消耗多、工作效率低。澆注時鐵水或鋼水需要用澆包轉(zhuǎn)到生產(chǎn)線上,對準(zhǔn)澆注口把澆包中的鐵水或鋼水倒在澆注工件的澆注冒口中。目前,澆注鐵水或鋼水是由工人手抬或行車吊運沉重的澆包,從高頻電爐處接鐵水或鋼水,再把三、四百斤鐵水或鋼水與澆包移到澆注地點,兩人或多人配合,將澆包慢慢地傾斜,將澆包中的鐵水或鋼水傾倒在工件的澆注口中。此種方法有以下缺點:(1)受工人一次負(fù)重量的影響,澆注件的大小(重量)受到限制,一件鑄件要在很短的時間里澆注好,如果用二包或更多包的鐵水或鋼水澆注,由于工人的速度慢,則澆注出來的鑄件很容易存在鑄造缺陷等質(zhì)量問題;(2)工人的勞動強(qiáng)度大,工作環(huán)境差。鐵水或鋼水的溫度高達(dá)1500℃左右,其工作環(huán)境溫度在40℃以上,工人的勞動強(qiáng)度大,容易疲勞;(3)工作環(huán)境危險,時刻要小心鐵水或鋼水飛濺,工作人員的人身安全保障存在隱患;(4)工作中運輸速度低,澆注速度慢;工作效率低,生產(chǎn)率低,增加了制造成本,延緩了制造進(jìn)度。
針對鑄件組芯、下芯、澆注和搬運中存在的問題,現(xiàn)有專利文獻(xiàn)也提出了一些解決方案。申請?zhí)枮?01610698460.5的中國專利公開了一種自動澆注機(jī)器人,由動力裝置、傳動裝置、舀取裝置、檢測裝置等組成,可控制舀勺的旋轉(zhuǎn)速度和角度,但該方案只能進(jìn)行簡單的舀取和澆注,機(jī)器人工作空間小,生產(chǎn)效率低。申請?zhí)枮?00910015467.2的中國專利公開了一種鋁活塞澆注機(jī)器人,澆注機(jī)器人的主擺臂、副擺臂、豎直擺臂和連桿形成平行四連桿機(jī)構(gòu),能夠滿足鋁活塞毛坯鑄造正向或反向傾轉(zhuǎn)隨動澆注工藝要求,但該方案柔性差,動作節(jié)拍長,生產(chǎn)效率低,舀取鋁液重量重復(fù)量精度及定位精度差,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。申請?zhí)枮?01610072679.4的中國專利公開了一種由機(jī)器人控制的澆注裝置,該裝置采用錐齒輪傳動,壓縮空氣冷卻管路和風(fēng)機(jī)給澆注裝置持續(xù)冷卻,但同時對澆注液也有冷卻作用,使產(chǎn)品質(zhì)量降低。申請?zhí)枮?01611165409.4的中國專利公開了一種鋁活塞高精度澆注機(jī)器人,包括abb六軸工業(yè)機(jī)器人和澆注機(jī)器人,具有多自由度,系統(tǒng)柔性高等特點,該方案采用的是串聯(lián)式的機(jī)器人手臂,工作空間小且運動過程不平穩(wěn),影響澆注質(zhì)量。申請?zhí)枮?00710012538.4的中國專利公開了一種新型并聯(lián)澆注機(jī)器人,包括基座,旋轉(zhuǎn)副、轉(zhuǎn)盤、機(jī)體和澆包,通過容積法保證取液的準(zhǔn)確性,通過電機(jī)驅(qū)動一套平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)使?jié)舶谝欢ǚ秶鷥?nèi)擺動,實現(xiàn)澆包的定位,但其他方向無法保證精確的定位,機(jī)器人工作空間小。申請?zhí)枮?01320665695.6的中國專利公開了一種四關(guān)節(jié)舀湯或澆注機(jī)器人,該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,無法進(jìn)行復(fù)雜的澆注工作,澆注時的定位精度低,結(jié)構(gòu)承載較小。申請?zhí)枮?01120359585.8的中國專利公開了一種機(jī)器人雙澆包澆注臂,包括澆注臂,支撐架,伺服電機(jī)和減速機(jī),兩個電機(jī)通過鏈條傳動系統(tǒng)分別驅(qū)動兩個澆包進(jìn)行澆注,提高了生產(chǎn)效率,但同時定位精度變差,且兩個澆包的間距不可調(diào),僅適合于小型鑄件的澆注。申請?zhí)枮?01510444411.4的中國專利公開了一種地軌移動澆注機(jī)械手,澆注機(jī)械手下方安裝底座,通過滑輪在地軌上移動,但工作軌跡受軌道限制,靈活性差。申請?zhí)枮?01621367895.3的中國專利提出了一種活塞一機(jī)二模全自動鑄造機(jī)的設(shè)計方案,用固定位置的串聯(lián)式澆注機(jī)器人和簡易的取件手完成取鋁液、澆注和取鑄件任務(wù),適合生產(chǎn)線上固定位置的輕載作業(yè)。
在取芯、組芯和下芯方面,申請?zhí)枮?00920140832.8的中國專利公開了一種由砂箱、砂箱定位組件和用于夾持下芯的串聯(lián)式機(jī)械手等組成的鑄造下芯裝置,機(jī)械手只能在限定的范圍內(nèi)作業(yè),且用于夾持砂芯的執(zhí)行器采用夾板式結(jié)構(gòu),只能滿足單一性砂芯的作業(yè)要求。申請?zhí)枮?01520331028.3的中國專利公開了一種機(jī)器人自動組芯裝置,包括砂芯放置滑臺和固定位置工作的抓手,在砂芯放置滑臺上設(shè)有支撐座、調(diào)整偏心輪、定位輪和光電檢測開關(guān),在抓手上設(shè)有打膠裝置和檢測裝置,在打膠裝置上設(shè)有數(shù)個膠槍,該技術(shù)方案僅僅簡化了打膠裝置及檢測裝置的結(jié)構(gòu),并實現(xiàn)兩種功能的集成,整個裝置不可移動,工作范圍受限,且不滿足異形砂芯的作業(yè)要求。申請?zhí)枮?01610325766.6的中國專利公開了一種基座式機(jī)器人下芯取件機(jī)構(gòu),包括澆料機(jī)械臂和下芯取件機(jī)械臂,雖然通過設(shè)置的三工位組芯旋轉(zhuǎn)平臺可以滿足三工位組芯作業(yè)半徑要求,減輕員工勞動強(qiáng)度,但作業(yè)范圍和對象仍然受機(jī)器人固定式位置和簡易末端執(zhí)行器的限制。申請?zhí)枮?01611053848.6的中國專利公開了一種取芯組芯機(jī)器人抓手,包括控制模塊、抓手框架、連接法蘭、抓手左側(cè)夾緊機(jī)構(gòu)模塊、直線滑塊導(dǎo)軌、抓手中間夾緊機(jī)構(gòu)模塊、氣動伺服平移機(jī)構(gòu)、抓手右側(cè)夾緊機(jī)構(gòu)模塊,能在左、中、右同時夾緊一個、兩個或三個砂芯,各模塊獨立抓取時可通過氣動旋轉(zhuǎn)模塊實現(xiàn)砂芯的旋轉(zhuǎn)動作,其不足在于抓取時只能通過活動端夾緊臂模塊夾緊砂芯,抓取對較重砂芯時不僅夾持點少,而且需要移動砂芯,容易造成砂芯破損。
隨著鑄造技術(shù)水平的提高,中大型鑄件的生產(chǎn)及對鑄件成型過程中的取芯、組芯、下芯、澆注和搬運作業(yè)自動化的需求也越來越多。現(xiàn)有技術(shù)方案中多采用固定工位的串聯(lián)式機(jī)械手進(jìn)行作業(yè),不僅作業(yè)范圍小、運動受限,而且負(fù)載能力較低,無法滿足中大型鑄件的取芯、組芯、下芯、澆注和搬運作業(yè)需求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種全向輪式可移動重載鑄造機(jī)器人,能夠用于中大型鑄件在鑄造成型過程中的取芯、組芯、下芯、澆注和搬運等作業(yè),提高鑄造生產(chǎn)的作業(yè)效率、鑄件質(zhì)量和安全性,降低勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本,可克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。
一種混聯(lián)桁架式可移動重載鑄造機(jī)器人,包括四驅(qū)輪式移動平臺、回轉(zhuǎn)裝置、升降裝置、前移裝置、后移裝置、配重裝置、并聯(lián)工作臂和末端執(zhí)行器。其中,所述的四驅(qū)輪式移動平臺是本發(fā)明的承載和移動平臺,包括平臺車架、前驅(qū)動輪、后驅(qū)動輪、自平衡液壓支腿、控制器和監(jiān)視器。在所述的平臺車架的前后兩端的底部設(shè)有導(dǎo)航傳感器,所述的導(dǎo)航傳感器采用磁導(dǎo)航傳感器或激光掃描器或紅外發(fā)射器或超聲波發(fā)射器;在所述的平臺車架的前側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面和右側(cè)面中部設(shè)有測距傳感器,所述的測距傳感器采用激光測距傳感器或超聲波測距傳感器,在平臺車架內(nèi)還設(shè)有數(shù)字式雙軸水平儀,且所述的數(shù)字式雙軸水平儀的測量精度不低于0.01度;兩個前驅(qū)動輪安裝在平臺車架的前端,兩個后驅(qū)動輪安裝在平臺車架的后端,用于驅(qū)動四驅(qū)輪式移動平臺移動行走;四條自平衡液壓支腿對稱安裝在平臺車架的四個角上,用于鑄造機(jī)器人在作業(yè)時進(jìn)行駐點支撐,保證四驅(qū)輪式移動平臺在作業(yè)過程中實現(xiàn)原地定位和穩(wěn)定支撐。所述的控制器布置在平臺車架的后端一側(cè),用于接收安裝在四驅(qū)輪式移動平臺上的各傳感器和安裝在升降裝置頂部的工業(yè)攝像機(jī)所獲取的傳感信息,并控制四驅(qū)輪式移動平臺、回轉(zhuǎn)裝置、升降裝置、前移裝置、后移裝置、配重裝置、并聯(lián)工作臂和末端執(zhí)行器執(zhí)行相應(yīng)的動作或任務(wù)指令。在平臺車架后端中間位置還設(shè)有用于操作人員乘坐的座椅,所述的監(jiān)視器固定安裝在座椅的正前方,用于顯示導(dǎo)航傳感器、測距傳感器位置、距離信息和工業(yè)攝像機(jī)獲取的圖像信息以及本發(fā)明的工作狀態(tài)參數(shù);所述的回轉(zhuǎn)裝置固定安裝在四驅(qū)輪式移動平臺的前端,用于驅(qū)動升降裝置、并聯(lián)工作臂和末端執(zhí)行器進(jìn)行回轉(zhuǎn)運動。所述的升降裝置位于回轉(zhuǎn)裝置的正上方,且升降裝置的底部固定安裝在回轉(zhuǎn)裝置的頂部,用于驅(qū)動前移裝置、后移裝置、配重裝置、并聯(lián)工作臂和末端執(zhí)行器進(jìn)行升降運動。所述的前移裝置、后移裝置分別固定安裝在升降裝置的前后兩側(cè)且均可沿升降裝置上下滑移,所述的并聯(lián)工作臂的上端固定安裝在前移裝置上且與前移裝置通過滑移副相連接,所述的配重裝置固定安裝在后移裝置上且與后移裝置通過滑移副相連接,用于平衡并聯(lián)工作臂和末端執(zhí)行器的重量;所述的配重裝置采用分體式結(jié)構(gòu),配重塊的數(shù)量可根據(jù)末端執(zhí)行器的負(fù)載大小進(jìn)行調(diào)整,同時也可沿著前后方向增加配重塊的數(shù)量。所述的并聯(lián)工作臂為4upu結(jié)構(gòu)的五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),u表示萬向節(jié),p表示運動副,用于支撐并驅(qū)動末端執(zhí)行器實現(xiàn)前后平移、左右平移、上下升降和繞兩個水平軸的轉(zhuǎn)動共五個自由度的運動及姿態(tài)調(diào)整。所述的末端執(zhí)行器固定安裝在并聯(lián)工作臂的下端,用于執(zhí)行澆注、搬運、組芯或下芯等作業(yè)任務(wù)。所述的工業(yè)攝像機(jī)用于采集、分析和處理在工作現(xiàn)場獲取的圖像信息,識別和判斷砂芯組件、鑄件、砂箱和澆口的幾何形狀和姿態(tài),以及鑄造機(jī)器人在執(zhí)行澆注任務(wù)時判斷澆口內(nèi)金屬液面的高度;所述的工業(yè)攝像機(jī)有兩部,且均設(shè)有l(wèi)ed照明光源,所述的工業(yè)攝像機(jī)通過數(shù)據(jù)線與控制器、監(jiān)視器相連接。所述的前驅(qū)動輪和后驅(qū)動輪均采用麥克納姆全向輪;所述的末端執(zhí)行器具體的采用澆包或兩爪夾板式氣動抓手或三指式同步氣動手爪。
所述的回轉(zhuǎn)裝置包括回轉(zhuǎn)底座、回轉(zhuǎn)體、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、回轉(zhuǎn)齒輪、內(nèi)齒圈和回轉(zhuǎn)頂蓋。其中,所述的回轉(zhuǎn)底座通過螺釘固定安裝在平臺車架上;所述的回轉(zhuǎn)體套裝在回轉(zhuǎn)底座內(nèi),且與回轉(zhuǎn)底座之間通過一個徑向軸承和兩個止推軸承相連接,所述的徑向軸承采用圓柱滾子型徑向軸承,所述的止推軸承為圓柱滾子型止推軸承;所述的回轉(zhuǎn)馬達(dá)固定安裝在回轉(zhuǎn)底座的下方,用于驅(qū)動回轉(zhuǎn)體和回轉(zhuǎn)頂蓋進(jìn)行回轉(zhuǎn)運動,所述的回轉(zhuǎn)齒輪安裝在回轉(zhuǎn)馬達(dá)的輸出軸上;所述的內(nèi)齒圈通過螺釘固定安裝在回轉(zhuǎn)體內(nèi),且與回轉(zhuǎn)齒輪保持內(nèi)嚙合;所述的回轉(zhuǎn)頂蓋固定安裝在回轉(zhuǎn)體的頂部,在所述的回轉(zhuǎn)頂蓋的底部中心還設(shè)有角度傳感器,用于測量回轉(zhuǎn)體和回轉(zhuǎn)頂蓋相對回轉(zhuǎn)底座的轉(zhuǎn)動角度;所述的回轉(zhuǎn)馬達(dá)采用伺服減速電機(jī)或伺服液壓馬達(dá)。
所述的升降裝置包括立柱、頂梁、升降絲杠、升降導(dǎo)軌、升降滑塊組和升降馬達(dá)。其中,所述的立柱的底部通過螺釘固定安裝在回轉(zhuǎn)頂蓋的頂端,且在其中一個立柱的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有大位移傳感器,用于測量前移裝置、后移裝置在立柱上滑移運動時的位移參數(shù),所述的升降導(dǎo)軌固定安裝在立柱的內(nèi)側(cè)面上,且四條升降導(dǎo)軌呈左右對稱布置;所述的頂梁位于立柱的頂端且與立柱固連,所述的升降絲杠位于兩根立柱之間,升降絲杠的上下兩端分別與頂梁、回轉(zhuǎn)頂蓋通過軸承相連接;所述的升降馬達(dá)固定安裝在回轉(zhuǎn)頂蓋的下方,且與升降絲杠的下端通過聯(lián)軸器相連接,用于為升降絲杠的旋轉(zhuǎn)提供動力,進(jìn)而驅(qū)動前移裝置、后移裝置進(jìn)行升降運動。所述的升降滑塊組包括升降螺母、前升降滑塊和后升降滑塊,兩個前升降滑塊固定安裝在升降螺母的前端且與升降導(dǎo)軌通過滑移副相連接,兩個后升降滑塊固定安裝在升降螺母的后端且與升降導(dǎo)軌通過滑移副相連接,所述的升降螺母與升降絲杠通過螺紋相連接;所述的升降導(dǎo)軌采用ω型直線導(dǎo)軌。所述的大位移傳感器采用直線式磁柵傳感器或直線型光柵傳感器或直線式感應(yīng)同步器。所述的兩部工業(yè)攝像機(jī)固定安裝在頂梁的前端兩側(cè),且與頂梁之間通過兩自由度云臺相連接。所述的升降馬達(dá)采用伺服減速電機(jī)或伺服液壓馬達(dá)。
所述的前移裝置包括前橫梁、前移滑塊、前移絲杠和前移馬達(dá)。其中,所述的前橫梁的后端布置在立柱的前方,且與升降螺母固連,在所述的前橫梁的頂部設(shè)有兩條直線導(dǎo)軌;所述的前移絲杠的兩端通過軸承座固定安裝在前橫梁上,所述的前移滑塊與前橫梁上的直線導(dǎo)軌通過滑移副相連接,且與前移絲杠通過螺紋相連接;所述的前移馬達(dá)固定安裝在前橫梁的后端,且與前移絲杠通過聯(lián)軸器相連接,用于為前移絲杠的旋轉(zhuǎn)提供動力,進(jìn)而驅(qū)動前移滑塊、并聯(lián)工作臂前后移動。
所述的后移裝置包括后橫梁、后移滑塊、后移絲杠和后移馬達(dá)。其中,所述的后橫梁的前端布置在立柱的后方,且與升降螺母固連,在所述的后橫梁的頂部設(shè)有兩條直線導(dǎo)軌;所述的后移絲杠的兩端通過軸承座固定安裝在后橫梁上,所述的后移滑塊與后橫梁上的直線導(dǎo)軌通過滑移副相連接,且與后移絲杠通過螺紋相連接;所述的后移馬達(dá)固定安裝在后橫梁的后端,且與后移絲杠通過聯(lián)軸器相連接,用于為后移絲杠的旋轉(zhuǎn)提供動力,進(jìn)而驅(qū)動后移滑塊、配重裝置前后移動。
所述的并聯(lián)工作臂包括頂部定平臺、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈和第四支鏈。其中,所述的頂部定平臺位于前橫梁的下方且與前移滑塊固連,所述的第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈和第四支鏈的結(jié)構(gòu)完全相同,其機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均為upu結(jié)構(gòu);所述的第一支鏈、第二支鏈呈左右對稱布置在頂部定平臺與末端執(zhí)行器之間,所述的第三支鏈、第四支鏈呈左右對稱布置在頂部定平臺與末端執(zhí)行器之間;第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈和第四支鏈的頂部呈梯形對稱布置在頂部定平臺上。從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度看,所述的并聯(lián)工作臂與末端執(zhí)行器一起構(gòu)成一個具有空間三個平移和兩個轉(zhuǎn)動共五個運動自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。所述的頂部定平臺即為并聯(lián)工作臂與末端執(zhí)行器所構(gòu)成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的定平臺,末端執(zhí)行器即為并聯(lián)工作臂與末端執(zhí)行器所構(gòu)成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動平臺。所述的并聯(lián)工作臂、末端執(zhí)行器與升降裝置、回轉(zhuǎn)裝置一起構(gòu)成一個具有空間三個平移三個轉(zhuǎn)動共六個自由度的混聯(lián)機(jī)構(gòu),其中前后方向的平移和垂直方向的移動均為冗余自由度。
所述的第一支鏈包括第一上萬向節(jié)、第一伸縮組和第一下萬向節(jié)。其中,所述的第一上萬向節(jié)的上端與頂部定平臺固連,所述的第一伸縮組的上端與第一上萬向節(jié)的下端固連,所述的第一伸縮組的下端與第一下萬向節(jié)的上端相固連,第一下萬向節(jié)的下端與末端執(zhí)行器固連。第二支鏈包括第二上萬向節(jié)、第二伸縮組和第二下萬向節(jié),第三支鏈包括第三上萬向節(jié)、第三伸縮組和第三下萬向節(jié),第四支鏈包括第四上萬向節(jié)、第四伸縮組和第四下萬向節(jié)。所述的第一伸縮組具體的采用電動推桿、直線電機(jī)、伺服液壓缸或伺服氣缸,所述的第四伸縮組、第二伸縮組與第一伸縮組的結(jié)構(gòu)完全相同,所述的第三伸縮組為無驅(qū)動動力的移動副;在第三上萬向節(jié)上設(shè)有支鏈馬達(dá)。
所述的第一上萬向節(jié)的十字軸的兩條軸線分別平行于第一下萬向節(jié)的十字軸的兩條軸線;第一上萬向節(jié)、第二上萬向節(jié)、第三上萬向節(jié)和第四上萬向節(jié)的十字軸的軸線均位于同一水平面內(nèi),且第一上萬向節(jié)的十字軸的一條軸線分別與第二上萬向節(jié)、第三上萬向節(jié)和第四上萬向節(jié)的十字軸的一條軸線保持平行;第一下萬向節(jié)、第二下萬向節(jié)、第三下萬向節(jié)和第四下萬向節(jié)的十字軸的軸線均平行于同一平面,且第一下萬向節(jié)的十字軸的一條軸線分別與第二下萬向節(jié)、第三下萬向節(jié)和第四下萬向節(jié)的十字軸的一條軸線保持平行。如此設(shè)計的目的是為了保證并聯(lián)工作臂與末端執(zhí)行器一起構(gòu)成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有確定的空間內(nèi)三個平移和兩個轉(zhuǎn)動共五個運動自由度。
使用時,先根據(jù)鑄造作業(yè)的任務(wù)選擇合適的末端執(zhí)行器,執(zhí)行澆注任務(wù)時選擇澆包作為末端執(zhí)行器,執(zhí)行取芯、組芯、下芯和搬運任務(wù)時,可選擇兩爪夾板式氣動抓手或三指式同步氣動手爪作為末端執(zhí)行器。然后,根據(jù)作業(yè)要求啟動前驅(qū)動輪、后驅(qū)動輪使四驅(qū)輪式移動平臺在車間內(nèi)移動行走至指定作業(yè)位置,再根據(jù)作業(yè)姿態(tài)和高度要求分別調(diào)整回轉(zhuǎn)裝置、升降裝置和前移裝置,根據(jù)末端執(zhí)行器的負(fù)載調(diào)節(jié)配重裝置在后移裝置上的位置,并調(diào)整配重塊的數(shù)量,通過調(diào)整本發(fā)明的并聯(lián)工作臂將末端執(zhí)行器調(diào)整到合適的作業(yè)姿態(tài)和作業(yè)高度,并聯(lián)工作臂的姿態(tài)調(diào)整通過驅(qū)動各支鏈上的伸縮組伸縮移動或驅(qū)動支鏈馬達(dá)旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。在執(zhí)行駐點作業(yè)時,尤其是針對重量比較大的鑄件的澆注和裝運時,由于前驅(qū)動輪、后驅(qū)動輪可能產(chǎn)生打滑或失穩(wěn),進(jìn)而會影響鑄造機(jī)器人的作業(yè)精度,需要將四條自平衡液壓支腿伸長,實現(xiàn)四驅(qū)輪式移動平臺的駐點穩(wěn)定支撐。導(dǎo)航傳感器、測距傳感器位置、距離信息、工業(yè)攝像機(jī)獲取的圖像信息、末端執(zhí)行器的垂直位移和轉(zhuǎn)角信息以及鑄造機(jī)器人的實時工作狀態(tài)參數(shù)等均在監(jiān)視器上直觀顯示,鑄造機(jī)器人的姿態(tài)調(diào)整和作業(yè)任務(wù)等信息分析和處理任務(wù)由控制器分析完成。
本發(fā)明的有益效果是,與現(xiàn)有的技術(shù)相比,本發(fā)明的四驅(qū)輪式移動平臺采用獨立驅(qū)動的四輪全向輪驅(qū)動,實現(xiàn)長距離靈活穩(wěn)定行走;四條自平衡液壓支腿可根據(jù)平臺車架內(nèi)的數(shù)字式雙軸水平儀測得四驅(qū)輪式移動平臺相對于水平面的靜態(tài)傾斜角度進(jìn)行自動調(diào)節(jié),實現(xiàn)駐點自平衡支撐,配重塊數(shù)量可增減的配重裝置還可沿著后橫梁前后移動調(diào)節(jié),既保證了鑄造機(jī)器人在重負(fù)載條件下的長距離穩(wěn)定行走,又能提高作業(yè)的支撐穩(wěn)定性;除了四驅(qū)輪式移動平臺可全向移動行走外,機(jī)器人本體還具有空間三個移動三個轉(zhuǎn)動共六個運動自由度,回轉(zhuǎn)裝置、升降裝置可分別實現(xiàn)整周回轉(zhuǎn)和升降調(diào)節(jié),前移裝置可以實現(xiàn)末端執(zhí)行器的前后大幅度移動調(diào)節(jié),五自由度并聯(lián)工作臂可對末端執(zhí)行器進(jìn)行姿態(tài)調(diào)節(jié),明顯擴(kuò)大了機(jī)器人的工作空間,提高了鑄造機(jī)器人的運動靈活性;本發(fā)明的末端執(zhí)行器還可根據(jù)工作需要更換為澆包或兩爪夾板式氣動抓手或三指式同步氣動手爪,以滿足中大型鑄件的取芯、組芯、下芯、澆注和搬運等不同作業(yè)的需求,提高鑄造生產(chǎn)中組芯、下芯、澆注和搬運作業(yè)的效率、質(zhì)量和安全性,降低了操作人員的勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。本發(fā)明通過安裝在平臺車架上的導(dǎo)航傳感器、測距傳感器、數(shù)字式雙軸水平儀、回轉(zhuǎn)裝置上的角度傳感器、升降裝置上的大位移傳感器和工業(yè)攝像機(jī)多傳感器信息融合,自動完成鑄造機(jī)器人自平衡控制與位置判斷、砂芯與鑄件的識別、砂箱和澆口的識別,砂芯組件和鑄件的抓取、安放,以及澆注等鑄造作業(yè)任務(wù),自動化程度高、工作效率高、勞動強(qiáng)度低;本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)備占用空間小、生產(chǎn)成本低、安全性高、適應(yīng)性強(qiáng)、末端執(zhí)行器更換方便、操作維護(hù)簡便等優(yōu)點,可克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明的前橫梁、后橫梁與升降滑塊組之間的裝配關(guān)系示意圖;
圖3為本發(fā)明的回轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明的并聯(lián)工作臂的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明的配重裝置裝配關(guān)系示意圖;
圖6為本發(fā)明的配重裝置中t型支架與近架配重塊之間裝配關(guān)系示意圖;
圖7為本發(fā)明的配重裝置中t型支架、近架配重塊、奇數(shù)配重塊之間裝配關(guān)系示意圖;
圖8為本發(fā)明的配重裝置中內(nèi)鎖緊銷的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9為本發(fā)明配重裝置中外鎖緊銷的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10為圖5中近架配重塊的a向視圖;
圖11為圖5中奇數(shù)配重塊的a向視圖;
圖12為圖5中偶數(shù)配重塊的a向視圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明所實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解,下面結(jié)合具體實施例和圖示,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
具體實施方式一:
如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示,一種混聯(lián)桁架式可移動重載鑄造機(jī)器人,包括四驅(qū)輪式移動平臺1、回轉(zhuǎn)裝置2、升降裝置3、前移裝置4、后移裝置5、配重裝置6、并聯(lián)工作臂7和末端執(zhí)行器8。其中,所述的四驅(qū)輪式移動平臺1是本發(fā)明的承載和移動平臺,包括平臺車架11、前驅(qū)動輪12、后驅(qū)動輪13、自平衡液壓支腿14、控制器15和監(jiān)視器17。在所述的平臺車架11的前后兩端的底部設(shè)有導(dǎo)航傳感器,所述的導(dǎo)航傳感器采用磁導(dǎo)航傳感器或激光掃描器或紅外發(fā)射器或超聲波發(fā)射器;在所述的平臺車架11的前側(cè)面、后側(cè)面、左側(cè)面和右側(cè)面中部設(shè)有測距傳感器,所述的測距傳感器采用激光測距傳感器或超聲波測距傳感器,在平臺車架11內(nèi)還設(shè)有數(shù)字式雙軸水平儀,且所述的數(shù)字式雙軸水平儀的測量精度不低于0.01度;兩個前驅(qū)動輪12安裝在平臺車架11的前端,兩個后驅(qū)動輪13安裝在平臺車架11的后端,用于驅(qū)動四驅(qū)輪式移動平臺1移動行走;四條自平衡液壓支腿14對稱安裝在平臺車架11的四個角上,用于鑄造機(jī)器人在作業(yè)時進(jìn)行駐點支撐,保證四驅(qū)輪式移動平臺1在作業(yè)過程中實現(xiàn)原地定位和穩(wěn)定支撐。所述的控制器15布置在平臺車架11的后端一側(cè),用于接收安裝在四驅(qū)輪式移動平臺1上的各傳感器和安裝在升降裝置3頂部的工業(yè)攝像機(jī)所獲取的傳感信息,并控制四驅(qū)輪式移動平臺1、回轉(zhuǎn)裝置2、升降裝置3、前移裝置4、后移裝置5、配重裝置6、并聯(lián)工作臂7和末端執(zhí)行器8執(zhí)行相應(yīng)的動作或任務(wù)指令。在平臺車架11后端中間位置還設(shè)有用于操作人員乘坐的座椅16,所述的監(jiān)視器17固定安裝在座椅16的正前方,用于顯示導(dǎo)航傳感器、測距傳感器位置、距離信息和工業(yè)攝像機(jī)獲取的圖像信息以及本發(fā)明的工作狀態(tài)參數(shù);所述的回轉(zhuǎn)裝置2固定安裝在四驅(qū)輪式移動平臺1的前端,用于驅(qū)動升降裝置3、并聯(lián)工作臂7和末端執(zhí)行器8進(jìn)行回轉(zhuǎn)運動。所述的升降裝置3位于回轉(zhuǎn)裝置2的正上方,且升降裝置3的底部固定安裝在回轉(zhuǎn)裝置2的頂部,用于驅(qū)動前移裝置4、后移裝置5、配重裝置6、并聯(lián)工作臂7和末端執(zhí)行器8進(jìn)行升降運動。所述的前移裝置4、后移裝置5分別固定安裝在升降裝置3的前后兩側(cè)且均可沿升降裝置3上下滑移,所述的并聯(lián)工作臂7的上端固定安裝在前移裝置4上且與前移裝置4通過滑移副相連接,所述的配重裝置6固定安裝在后移裝置5上且與后移裝置5通過滑移副相連接,用于平衡并聯(lián)工作臂7和末端執(zhí)行器8的重量;所述的配重裝置6采用分體式結(jié)構(gòu),配重塊的數(shù)量可根據(jù)末端執(zhí)行器8的負(fù)載大小進(jìn)行調(diào)整,同時也可沿著前后方向增加配重塊的數(shù)量。所述的并聯(lián)工作臂7為4upu結(jié)構(gòu)的五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu),用于支撐并驅(qū)動末端執(zhí)行器8實現(xiàn)前后平移、左右平移、上下升降和繞兩個水平軸的轉(zhuǎn)動共五個自由度的運動及姿態(tài)調(diào)整。所述的末端執(zhí)行器8固定安裝在并聯(lián)工作臂7的下端,用于執(zhí)行澆注、搬運、組芯或下芯等作業(yè)任務(wù)。所述的工業(yè)攝像機(jī)用于采集、分析和處理在工作現(xiàn)場獲取的圖像信息,識別和判斷砂芯組件、鑄件、砂箱和澆口的幾何形狀和姿態(tài);所述的工業(yè)攝像機(jī)有兩部,且均設(shè)有l(wèi)ed照明光源,所述的工業(yè)攝像機(jī)通過數(shù)據(jù)線與控制器15、監(jiān)視器17相連接。所述的前驅(qū)動輪12和后驅(qū)動輪13均采用45°麥克納姆全向輪;所述的末端執(zhí)行器8具體的采用澆包或兩爪夾板式氣動抓手或三指式同步氣動手爪。
如圖1和圖3所示,所述的回轉(zhuǎn)裝置2包括回轉(zhuǎn)底座21、回轉(zhuǎn)體22、回轉(zhuǎn)馬達(dá)23、回轉(zhuǎn)齒輪24、內(nèi)齒圈25和回轉(zhuǎn)頂蓋26。其中,所述的回轉(zhuǎn)底座21通過螺釘固定安裝在平臺車架11上;所述的回轉(zhuǎn)體22套裝在回轉(zhuǎn)底座21內(nèi),且與回轉(zhuǎn)底座21之間通過一個徑向軸承和兩個止推軸承相連接,所述的徑向軸承采用圓柱滾子型徑向軸承,所述的止推軸承為圓柱滾子型止推軸承;所述的回轉(zhuǎn)馬達(dá)23固定安裝在回轉(zhuǎn)底座21的下方,用于驅(qū)動回轉(zhuǎn)體22和回轉(zhuǎn)頂蓋26進(jìn)行回轉(zhuǎn)運動,所述的回轉(zhuǎn)齒輪24安裝在回轉(zhuǎn)馬達(dá)23的輸出軸上;所述的內(nèi)齒圈25通過螺釘固定安裝在回轉(zhuǎn)體22內(nèi),且與回轉(zhuǎn)齒輪24保持內(nèi)嚙合;所述的回轉(zhuǎn)頂蓋26固定安裝在回轉(zhuǎn)體22的頂部,在所述的回轉(zhuǎn)頂蓋26的底部中心還設(shè)有角度傳感器,用于測量回轉(zhuǎn)體22和回轉(zhuǎn)頂蓋26相對回轉(zhuǎn)底座21的轉(zhuǎn)動角度。
如圖1、圖2和圖3所示,所述的升降裝置3包括立柱31、頂梁32、升降絲杠33、升降導(dǎo)軌34、升降滑塊組35和升降馬達(dá)36。其中,所述的立柱31的底部通過螺釘固定安裝在回轉(zhuǎn)頂蓋26的頂端,且在其中一個立柱31的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有大位移傳感器,用于測量前移裝置4、后移裝置5在立柱31上滑移運動時的位移參數(shù),所述的升降導(dǎo)軌34固定安裝在立柱31的內(nèi)側(cè)面上,且四條升降導(dǎo)軌34呈左右對稱布置;所述的頂梁32位于立柱31的頂端且與立柱31固連,所述的升降絲杠33位于兩根立柱31之間,升降絲杠33的上下兩端分別與頂梁32、回轉(zhuǎn)頂蓋26通過軸承相連接;所述的升降馬達(dá)36固定安裝在回轉(zhuǎn)頂蓋26的下方,且與升降絲杠33的下端通過聯(lián)軸器相連接,用于為升降絲杠33的旋轉(zhuǎn)提供動力,進(jìn)而驅(qū)動前移裝置4、后移裝置5進(jìn)行升降運動。所述的升降滑塊組35包括升降螺母351、前升降滑塊352和后升降滑塊353,兩個前升降滑塊352固定安裝在升降螺母351的前端且與升降導(dǎo)軌34通過滑移副相連接,兩個后升降滑塊353固定安裝在升降螺母351的后端且與升降導(dǎo)軌34通過滑移副相連接,所述的升降螺母351與升降絲杠33通過螺紋相連接;所述的升降導(dǎo)軌34采用ω型直線導(dǎo)軌。所述的大位移傳感器采用直線式磁柵傳感器或直線型光柵傳感器或直線式感應(yīng)同步器。所述的兩部工業(yè)攝像機(jī)固定安裝在頂梁32的前端兩側(cè),且與頂梁32之間通過兩自由度云臺相連接。
如圖1和圖2所示,所述的前移裝置4包括前橫梁41、前移滑塊42、前移絲杠43和前移馬達(dá)44。其中,所述的前橫梁41的后端布置在立柱31的前方,且與升降螺母351固連,在所述的前橫梁41的頂部設(shè)有兩條直線導(dǎo)軌;所述的前移絲杠43的兩端通過軸承座固定安裝在前橫梁41上,所述的前移滑塊42與前橫梁41上的直線導(dǎo)軌通過滑移副相連接,且與前移絲杠43通過螺紋相連接;所述的前移馬達(dá)44固定安裝在前橫梁41的后端,且與前移絲杠43通過聯(lián)軸器相連接,用于為前移絲杠43的旋轉(zhuǎn)提供動力,進(jìn)而驅(qū)動前移滑塊42、并聯(lián)工作臂7前后移動。
如圖1和圖2所示,所述的后移裝置5包括后橫梁51、后移滑塊52、后移絲杠53和后移馬達(dá)54。其中,所述的后橫梁51的前端布置在立柱31的后方,且與升降螺母351固連,在所述的后橫梁51的頂部設(shè)有兩條直線導(dǎo)軌;所述的后移絲杠53的兩端通過軸承座固定安裝在后橫梁51上,所述的后移滑塊52與后橫梁51上的直線導(dǎo)軌通過滑移副相連接,且與后移絲杠53通過螺紋相連接;所述的后移馬達(dá)54固定安裝在后橫梁51的后端,且與后移絲杠53通過聯(lián)軸器相連接,用于為后移絲杠53的旋轉(zhuǎn)提供動力,進(jìn)而驅(qū)動后移滑塊52、配重裝置6前后移動。
如圖1和圖4所示,所述的并聯(lián)工作臂7包括頂部定平臺71、第一支鏈72、第二支鏈73、第三支鏈74和第四支鏈75。其中,所述的頂部定平臺71位于前橫梁41的下方且與前移滑塊42固連,所述的第一支鏈72、第二支鏈73、第三支鏈74和第四支鏈75的結(jié)構(gòu)完全相同,其機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均為upu結(jié)構(gòu);所述的第一支鏈72、第二支鏈73呈左右對稱布置在頂部定平臺71與末端執(zhí)行器8之間,所述的第三支鏈74、第四支鏈75呈左右對稱布置在頂部定平臺71與末端執(zhí)行器8之間;第一支鏈72、第二支鏈73、第三支鏈74和第四支鏈75的頂部呈梯形對稱布置在頂部定平臺71上。從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度看,所述的并聯(lián)工作臂7與末端執(zhí)行器8一起構(gòu)成一個具有空間三個平移和兩個轉(zhuǎn)動共五個運動自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)。所述的頂部定平臺71即為并聯(lián)工作臂7與末端執(zhí)行器8所構(gòu)成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的定平臺,末端執(zhí)行器8即為并聯(lián)工作臂7與末端執(zhí)行器8所構(gòu)成的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動平臺。所述的并聯(lián)工作臂7、末端執(zhí)行器8與升降裝置3、回轉(zhuǎn)裝置2一起構(gòu)成一個具有空間三個平移三個轉(zhuǎn)動共六個自由度的混聯(lián)機(jī)構(gòu),其中前后方向的平移和垂直方向的移動均為冗余自由度。
具體實施方式二:
如圖1和圖4所示,所述的第一支鏈72包括第一上萬向節(jié)721、第一伸縮組722和第一下萬向節(jié)723。其中,所述的第一上萬向節(jié)721的上端與頂部定平臺71固連,所述的第一伸縮組722的上端與第一上萬向節(jié)721的下端固連,所述的第一伸縮組722的下端與第一下萬向節(jié)723的上端相固連,第一下萬向節(jié)723的下端與末端執(zhí)行器8固連。第二支鏈73包括第二上萬向節(jié)731、第二伸縮組732和第二下萬向節(jié)733,第三支鏈74包括第三上萬向節(jié)741、第三伸縮組742和第三下萬向節(jié)743,第四支鏈75包括第四上萬向節(jié)751、第四伸縮組752和第四下萬向節(jié)753。所述的第一伸縮組722具體的采用電動推桿、直線電機(jī)、伺服液壓缸或伺服氣缸,所述的第四伸縮組752、第二伸縮組732與第一伸縮組722的結(jié)構(gòu)完全相同,且均為帶驅(qū)動動力的移動副;而所述的第三伸縮組742為無驅(qū)動動力的移動副;在第三上萬向節(jié)741上設(shè)有支鏈馬達(dá)744,用于驅(qū)動第三支鏈74中第三上萬向節(jié)741繞其十字軸的左右方向的軸線轉(zhuǎn)動。所述的第一上萬向節(jié)721的十字軸的兩條軸線分別平行于第一下萬向節(jié)723的十字軸的兩條軸線;第一上萬向節(jié)721、第二上萬向節(jié)731、第三上萬向節(jié)741和第四上萬向節(jié)751的十字軸的軸線均位于同一水平面內(nèi),且第一上萬向節(jié)721的十字軸的一條軸線分別與第二上萬向節(jié)731、第三上萬向節(jié)741和第四上萬向節(jié)751的十字軸的一條軸線保持平行;第一下萬向節(jié)723、第二下萬向節(jié)733、第三下萬向節(jié)743和第四下萬向節(jié)753的十字軸的軸線均平行于同一平面,且第一下萬向節(jié)723的十字軸的一條軸線分別與第二下萬向節(jié)733、第三下萬向節(jié)743和第四下萬向節(jié)753的十字軸的一條軸線保持平行;第一下萬向節(jié)723與第二下萬向節(jié)733的十字軸的左右方向的水平軸線保持同軸。所述的支鏈馬達(dá)744采用伺服減速電機(jī)或伺服液壓馬達(dá)。如此設(shè)計,通過嚴(yán)格限定第一支鏈72、第二支鏈73、第三支鏈74和第四支鏈75中上萬向節(jié)、下萬向節(jié)的軸線之間的尺度約束類型,即限定各軸線之間的平行、同軸或共面的關(guān)系,可以唯一限定本發(fā)明中并聯(lián)工作臂7與末端執(zhí)行器8所構(gòu)成的五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)能按照設(shè)定的空間三個平移和兩個轉(zhuǎn)動共五個自由度進(jìn)行準(zhǔn)確地運動和姿態(tài)調(diào)整。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式一相同。
具體實施方式三:
如圖1和圖3所示,本實施方式中的回轉(zhuǎn)馬達(dá)23采用伺服減速電機(jī)。如此設(shè)計,直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速高,配合相應(yīng)的rv精密減速器可以提供較大的扭矩;另外,直流伺服電機(jī)還可實現(xiàn)閉環(huán)控制,可實現(xiàn)較高的傳動精度。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式一、或二相同。
具體實施方式四:
如圖1和圖3所示,本實施方式中的升降馬達(dá)36采用伺服減速電機(jī)。如此設(shè)計,直流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速高,配合相應(yīng)的rv精密減速器可以提供較大的扭矩;另外,直流伺服電機(jī)還可實現(xiàn)閉環(huán)控制,可實現(xiàn)較高的傳動精度。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式一、二或三相同。
具體實施方式五:
如圖1、圖2、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11和圖12所示,所述的配重裝置6包括t型支架61、近架配重塊62、奇數(shù)配重塊63、偶數(shù)配重塊64、內(nèi)鎖緊銷65和外鎖緊銷66。其中,所述的t型支架61位于后橫梁51的下方,且t型支架61的水平支架611與后移滑塊52相固連,在所述的t型支架61的垂直支架612上設(shè)有四個內(nèi)鎖緊銷安裝孔,所述的內(nèi)鎖緊銷65通過軸用彈性擋圈固定在t型支架61的垂直支架612上;所述的近架配重塊62有兩塊,對稱布置在t型支架61的兩側(cè),且通過四根內(nèi)鎖緊銷65與t型支架61相連接;所述的奇數(shù)配重塊63、偶數(shù)配重塊64由內(nèi)向外按奇-偶-奇的順序依次對稱布置在t型支架61的兩側(cè),所述的奇數(shù)配重塊63與近架配重塊62之間通過外鎖緊銷66相連接,所述的奇數(shù)配重塊63與偶數(shù)配重塊64之間通過外鎖緊銷66相連接;在所述的近架配重塊62上設(shè)有四個第一類凸字形銷軸孔621和四個第一圓形通孔623,且所述的第一類凸字形銷軸孔621的凸起槽方向朝上,在第一類凸字形銷軸孔621的右端設(shè)有第一半圓形沉孔622,所述的第一類凸字形銷軸孔621位于第一圓形通孔623的外側(cè);在所述的奇數(shù)配重塊63上設(shè)有四個第二類凸字形銷軸孔631和四個第二圓形通孔633,在所述的第二類凸字形銷軸孔631的右端設(shè)有第二半圓形沉孔632,所述的第二類凸字形銷軸孔631位于第二圓形通孔633的內(nèi)側(cè);在所述的偶數(shù)配重塊64上設(shè)有四個第三類凸字形銷軸孔641和四個第三圓形通孔643,在所述的第三類凸字形銷軸孔641的右端設(shè)有第三半圓形沉孔642,所述的第三類凸字形銷軸孔641位于第三圓形通孔643的外側(cè)。在所述的第一圓形通孔623、第二圓形通孔633和第三圓形通孔643的左端均設(shè)有圓形沉孔;所述的第一類凸字形銷軸孔621、第二類凸字形銷軸孔631和第三類凸字形銷軸孔641的凸起槽的方向均朝上;在所述的內(nèi)鎖緊銷65的中部設(shè)有兩個環(huán)形凹槽651,在內(nèi)鎖緊銷65的兩端均設(shè)有第一鎖頭653和第一鎖孔652,在所述的外鎖緊銷66的左端設(shè)有限位擋塊661,在外鎖緊銷66的右端設(shè)有第二鎖頭663和第二鎖孔662;所述的第一鎖頭653、第二鎖頭663的截面為矩形,所述的第一鎖孔652、第二鎖孔662為內(nèi)六角孔。配重裝置6裝配時,外鎖緊銷66左端的限位擋塊661置于第一圓形通孔623、第二圓形通孔633和第三圓形通孔643的圓形沉孔內(nèi),第一鎖頭653和第二鎖頭663置于第一半圓形沉孔622、第二半圓形沉孔632和第三半圓形沉孔642中,并使第一鎖頭653和第二鎖頭663方向朝下,確保將近架配重塊62、奇數(shù)配重塊63、偶數(shù)配重塊64鎖緊在t型支架61上;拆卸時,只需使用內(nèi)六角扳手插入第一鎖孔652、第二鎖孔662旋轉(zhuǎn)外鎖緊銷66并使第二鎖頭663方向朝上,由外向內(nèi)依次拆卸下奇數(shù)配重塊63、偶數(shù)配重塊64;拆卸近架配重塊62時,可旋轉(zhuǎn)內(nèi)鎖緊銷65使第一鎖頭653方向朝上即可。如此設(shè)計,使得調(diào)整配重裝置5的配重塊數(shù)量時速度快,操作簡單易行。
具體實施方式六:
如圖1所示,本實施方式中的自平衡液壓支腿14上還設(shè)有位移傳感器,用于檢測自平衡液壓支腿14的伸長量,自平衡液壓支腿14的驅(qū)動動力采用電液伺服油缸或電液步進(jìn)式液壓缸。如此設(shè)計,自平衡液壓支腿14可根據(jù)平臺車架11內(nèi)的數(shù)字式雙軸水平儀測得四驅(qū)輪式移動平臺1相對于水平面的靜態(tài)傾斜角度進(jìn)行自動調(diào)節(jié),進(jìn)而實現(xiàn)四驅(qū)輪式移動平臺1在駐點支撐時的自平衡功能,還可以提高本發(fā)明的四驅(qū)輪式移動平臺1在大負(fù)載作業(yè)時抗傾覆的能力。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式一、二、三、四或五相同。
使用時,先根據(jù)鑄造作業(yè)的任務(wù)選擇合適的末端執(zhí)行器8,執(zhí)行澆注任務(wù)時選擇澆包作為末端執(zhí)行器,執(zhí)行取芯、組芯、下芯和搬運任務(wù)時,可選擇兩爪夾板式氣動抓手或三指式同步氣動手爪作為末端執(zhí)行器。然后,根據(jù)作業(yè)要求啟動前驅(qū)動輪12、后驅(qū)動輪13使四驅(qū)輪式移動平臺1在車間內(nèi)移動行走至指定作業(yè)位置,再根據(jù)作業(yè)姿態(tài)和高度要求分別調(diào)整回轉(zhuǎn)裝置2、升降裝置3和前移裝置4,根據(jù)末端執(zhí)行器8的負(fù)載調(diào)節(jié)配重裝置6在后移裝置5上的位置,并調(diào)整配重塊的數(shù)量,通過調(diào)整本發(fā)明的并聯(lián)工作臂7將末端執(zhí)行器8調(diào)整到合適的作業(yè)姿態(tài)和作業(yè)高度,并聯(lián)工作臂7的姿態(tài)調(diào)整通過驅(qū)動各支鏈上的伸縮組伸縮移動或驅(qū)動支鏈馬達(dá)744旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。在執(zhí)行駐點作業(yè)時,尤其是針對重量比較大的鑄件的澆注和裝運時,由于前驅(qū)動輪12、后驅(qū)動輪13可能產(chǎn)生打滑或失穩(wěn),進(jìn)而會影響鑄造機(jī)器人的作業(yè)精度,需要將四條自平衡液壓支腿14伸長,實現(xiàn)四驅(qū)輪式移動平臺1的駐點穩(wěn)定支撐。導(dǎo)航傳感器、測距傳感器位置、距離信息、工業(yè)攝像機(jī)獲取的圖像信息、末端執(zhí)行器8的垂直位移和轉(zhuǎn)角信息以及鑄造機(jī)器人的實時工作狀態(tài)參數(shù)等均在監(jiān)視器17上直觀顯示,鑄造機(jī)器人的姿態(tài)調(diào)整和作業(yè)任務(wù)等信息分析和處理任務(wù)由控制器15分析完成。
在本發(fā)明的描述中,需要理解的是,術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。