專利名稱：一種串聯(lián)式大型螺旋槳翻轉機械手的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種大型螺旋槳翻轉裝置，特別是指在大型轉子制造、檢測、安裝過程中所用到的串聯(lián)翻轉機械手。
背景技術：
隨著船舶的大型化，用于船舶上的螺旋槳的尺度和重量越來越大，小到幾十公斤，大到上百噸不等，其制造、檢測、安裝過程中的翻轉問題非常棘手，傳統(tǒng)的天車起吊對翻轉問題不僅工作效率很低，而且存在嚴重的安全隱患。為了克服傳統(tǒng)方法效率低下、對工人、設備的安全性難以保障的不足，我們迫切的需要一種新的技術、方法和裝備。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在解決大型轉子翻轉過程中存在的問題，從而克服上述設備的技術缺點，開發(fā)一種可以連續(xù)工作的串聯(lián)式大型螺旋槳翻轉機械手。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的本發(fā)明包括移動驅動馬達、螺旋絲杠機構、基座、液壓動力源和左右對稱的兩個串聯(lián)式機械手；螺旋絲杠機構的絲杠兩端固定在基座上，移動驅動馬達固定在基座的一側。串聯(lián)式機械手包括支撐移動裝置、翻轉支撐裝置、驅動裝置。所述支撐移動裝置包括移動平臺、機架、移動平臺滾輪、雙滾動導軌和基座；絲杠機構通過鉸鏈固定在基座上部，機架通過鉸鏈固定在移動平臺上部；雙滾動導軌通過鉸鏈固定在基座上部，與螺旋絲杠機構的絲杠平行；移動平臺滾輪固定在移動平臺下部，螺旋絲杠機構驅動移動平臺滾輪在雙滾動導軌上運動，從而帶動移動平臺，使移動平臺帶動機架在導軌上作安全連續(xù)性運動。所述翻轉裝置包括支撐機架、機架-翻轉托板鉸鏈、翻轉托板驅動鉸鏈、螺旋槳、軸孔保護裝置、芯軸、翻轉托板、上增力桿、下增力桿和增力桿驅動鉸鏈；增力桿為液壓缸直推式翻轉機構；支撐機架為由斜支撐桿、豎直支撐桿和移動平臺組成的直角三角形桁架，支撐機架的頂端通過通過機架-翻轉托板鉸鏈與翻轉托板的中間鏈接；芯軸穿過過翻轉托板上開設的圓孔與翻轉托板鏈接；所述下增力桿一端通過增力桿驅動鉸鏈與移動平臺鏈接，另一端通過增力桿驅動鉸鏈與上增力桿的一端鏈接；上增力桿的另一端通過翻轉托板驅動鉸鏈與翻轉托板鏈接，支撐機架，螺旋槳套在芯軸上，軸孔保護裝置套在芯軸外側。所述驅動裝置包括翻轉驅動液壓缸和芯軸夾緊液壓缸；翻轉驅動液壓缸一端通過增力桿驅動鉸鏈與機架鏈接，另一端通過增力桿驅動鉸鏈與上增力桿和下增力桿鉸接處鏈接，帶動上增力桿和下增力桿運動；2個芯軸夾緊液壓缸固定在翻轉托板上側，2個芯軸夾緊液壓缸的活塞桿斜向下運動，2個活塞桿的夾角為60°，2個活塞桿的頂端設有壓力傳感器。液壓動力源為移動驅動馬達、翻轉驅動液壓缸和芯軸夾緊液壓缸提供動力。計算機控制系統(tǒng)控制液壓動力源、驅動移動驅動馬達、翻轉驅動液壓缸和芯軸夾緊液壓缸。通過手動和自動的方式實現(xiàn)螺旋槳的翻轉、定位、夾緊及安全保護功能。所述的串聯(lián)式大型螺旋槳翻轉機械手橫向移動平臺的移動可采用電機驅動絲杠機構實現(xiàn)，也可以通過液壓缸直驅方式來實現(xiàn)兩機械手的相向會合或相背分離。所述串聯(lián)式大型螺旋槳翻轉機械手對翻轉托板的驅動采液壓缸及增力機構實現(xiàn)翻轉驅動與鎖緊，改善了翻轉托板、芯軸、螺旋槳翻轉過程中的受力狀態(tài)。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明解決了大型螺旋槳制造、檢測、安裝過程中的翻轉問題，并可用于諸如其它大型短轉子的翻轉問題，特設上下增力桿用于克服傳統(tǒng)方法工作效率低、安全性難以保障的不足，更好的解決了大型螺旋槳在制造、檢測、安裝過程中的翻轉問題。增力桿的動作效果圖。


圖I為翻轉機械手系統(tǒng)總體結構圖。圖2為翻轉機械手的動作順序圖。圖3為增力桿的動作效果圖。圖中1，移動驅動馬達；2，螺旋絲杠機構；3，移動平臺；4，翻轉驅動液壓缸；5，機架-翻轉托板鉸鏈；6，翻轉托板驅動鉸鏈；7，螺旋槳；8，軸孔保護裝置；9，芯軸；10，芯軸夾緊液壓缸；11，翻轉托板；12，上增力桿；13，下增力桿；14，增力桿驅動鉸鏈；15，機架；16，移動平臺滾輪；17，雙滾動導軌；18，基座；19，計算機控制系統(tǒng)；20，液壓動力源。
具體實施例方式 結合圖1，移動平臺滾輪16與移動平臺3組成了一個可沿雙滾動導軌17橫向移動的滾動小車，該小車在移動驅動馬達I、螺旋絲杠機構2的驅動下推動移動平臺做往復運動。移動平臺3作為機械手的安裝基礎，機架15下部與移動平臺3的上表面固聯(lián)，下增力桿13、翻轉驅動液壓缸4下端分別與平臺上相應的鉸鏈鉸接，上端則與上增力桿12的下端通過增力桿驅動鉸鏈14相連，增力桿12的上端與固聯(lián)在翻轉托板11 一端的翻轉托板驅動鉸鏈6鉸接。固聯(lián)在機架15頂端的機架-翻轉托板鉸鏈5與固聯(lián)在翻轉托板11另一端相應的鉸鏈進行連接，使得翻轉托板11可以在翻轉驅動液壓缸4的驅動下，通過增力機構繞機架-翻轉托板鉸鏈5產生90°的翻轉。芯軸夾緊液壓缸10以及相應的夾緊機構與翻轉托架11連接，可確保芯軸9及軸孔保護裝置8可靠的裝卡在翻轉托架11上，且芯軸9與翻轉托板11成垂直狀態(tài)。工作時，螺旋槳通過中心孔套在芯軸9上，在翻轉驅動液壓缸4的推動下可產生90°的翻轉。作為重型機械手，芯軸夾緊、翻轉驅動全部采用液壓驅動，動力由液壓動力源20提供。螺旋槳的翻轉是通過左右串聯(lián)機械手按照一定的工作循環(huán)交替來完成的。整個系統(tǒng)的控制通過計算機控制系統(tǒng)19來完成。本發(fā)明的工作原理為，一種串聯(lián)式大型螺旋槳翻轉機械手由移動驅動馬達I、螺旋絲杠機構2、基座18、液壓動力源20和左右對稱的兩個串聯(lián)式機械手組成。機械手的芯軸左右對稱，它作為螺旋槳裝卡的工裝，芯軸的一端通過翻轉托板由芯軸夾持機構進行固定，芯軸與翻轉托板裝卡完成后呈90°，芯軸在左右兩個機械手之間隨翻轉工況的變化下被夾持和釋放，軸孔保護裝置采用橡膠材料套在芯軸上保護螺旋槳的中心孔；翻轉托板通過后鉸鏈與翻轉托板安裝機架頂部的鉸鏈相連，其前鉸鏈通過上增力桿與下增力桿、翻轉驅動液壓缸的頭部鉸接相連，液壓缸的尾部鉸鏈通過鉸鏈滑塊與移動平臺固連，翻轉時，翻轉驅動液壓缸通過增力機構使得翻轉托板-芯軸-螺旋槳系統(tǒng)繞機架-翻轉托板鉸鏈旋轉，完成翻轉動作；滑動平臺上平面作為前述各個機構的安裝基礎，下平面通過與之固聯(lián)的滾輪與固定在地基上的雙導軌形成滾動副；橫向移動平臺可通過電機-減速器-絲杠機構實現(xiàn)直線驅動，從而完成兩機械手的串聯(lián)分離或會合，也可以通過液壓缸直接驅動方式來實現(xiàn)。具體工作及實現(xiàn)
I號工位，左機械手工作，夾緊液壓缸將芯軸一端夾緊，且使得芯軸垂直軸豎立，將螺旋槳起吊使其中心孔套在芯軸上。2號工位，左機械手工作，翻轉驅動液壓缸通過增力機構使得翻轉托板-芯軸-螺旋槳順時針翻轉90度。3號工位，右機械手工作，右側翻轉機構向左水平進給。4號工位，右機械手工作，行程至確保裝在左機械手上的芯軸的另一端套入右機械手，并利用夾緊液壓缸將芯軸夾緊，此時螺旋槳由左右兩機械手共同支撐。5號工位，左機械手工作，左側機械手芯軸夾緊機構釋放，滑動平臺帶動整個左機械手向左移動，讓出空間。6號工位，右機械手工作，右側翻轉機構的翻轉驅動液壓缸推出，翻轉平臺順時針翻轉90度，從而實現(xiàn)螺旋槳180°整體翻轉。7號工位，螺旋槳完成整個翻轉過程，通過起吊 設備將螺旋槳調走，參考圖2。
權利要求
1.一種串聯(lián)式大型螺旋槳翻轉機械手，其特征在于，包括移動驅動馬達(I)、螺旋絲杠機構(2 )、基座(18 )、液壓動力源(20 )和左右對稱的兩個串聯(lián)式機械手；螺旋絲杠機構(2 )的絲杠兩端固定在基座(18)上，移動驅動馬達(I)固定在基座(18)的一側； 串聯(lián)式機械手包括支撐移動裝置、翻轉支撐裝置、驅動裝置； 所述支撐移動裝置包括移動平臺(3)、機架(15)、移動平臺滾輪(16)、雙滾動導軌(17)和基座(18);絲杠機構通過鉸鏈固定在基座(18)上部，機架(15)通過鉸鏈固定在移動平臺(3)上部；雙滾動導軌(17)通過鉸鏈固定在基座(18)上部，與螺旋絲杠機構(2)的絲杠平行；移動平臺滾輪(16)固定在移動平臺(3)下部，螺旋絲杠機構(2)驅動移動平臺滾輪(3)在雙滾動導軌(17)上運動，從而帶動移動平臺(3 )，使移動平臺(3 )帶動機架(15 )在導軌上作安全連續(xù)性運動； 所述翻轉支撐裝置包括支撐機架、機架-翻轉托板鉸鏈(5 )、翻轉托板驅動鉸鏈(6 )、螺旋槳(7)、軸孔保護裝置(8)、芯軸(9)、翻轉托板(11)、上增力桿(12)、下增力桿(13)和增力桿驅動鉸鏈(14);增力桿為液壓缸直推式翻轉機構；支撐機架為由斜支撐桿、豎直支撐桿和移動平臺(3)組成的直角三角形桁架，支撐機架的頂端通過機架-翻轉托板鉸鏈(5)與翻轉托板(11)的中間鏈接；芯軸(9 )穿過翻轉托板(11)上開設的圓孔與翻轉托板(11)鏈接；所述下增力桿(13) —端通過增力桿驅動鉸鏈(14)與移動平臺(3)鏈接，另一端通過增力桿驅動鉸鏈(14)與上增力桿(12)的一端鏈接；上增力桿(12)的另一端通過翻轉托板驅動鉸鏈(6 )與翻轉托板(11)鏈接，螺旋槳(7 )套在芯軸(9 )上，軸孔保護裝置(8 )套在芯軸(9)外側； 所述驅動裝置包括翻轉驅動液壓缸(4)和芯軸夾緊液壓缸(10);翻轉驅動液壓缸(4)一端通過增力桿驅動鉸鏈(14)與機架(15)鏈接，另一端通過增力桿驅動鉸鏈(14)與上增力桿(12)和下增力桿(13)鉸接處鏈接，帶動上增力桿(12)和下增力桿(13)運動；2個芯軸夾緊液壓缸(10)固定在翻轉托板(11)上側，2個芯軸夾緊液壓缸(10)的活塞桿斜向下運動，2個活塞桿的夾角為60°，2個活塞桿的頂端設有壓力傳感器； 液壓動力源(20)為移動驅動馬達(I)、翻轉驅動液壓缸(4)和芯軸夾緊液壓缸(10)提供動力。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種串聯(lián)式大型螺旋槳翻轉機械手，其特征在于，還包括計算機控制系統(tǒng)(19)，所述計算機控制系統(tǒng)(19)控制液壓動力源(20)、驅動移動驅動馬達(I)、翻轉驅動液壓缸(4)和芯軸夾緊液壓缸(10)。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的一種串聯(lián)式大型螺旋槳翻轉機械手，其特征在于，所述移動驅動馬達(I)替換為電機，所述移動平臺(3)通過電機驅動螺旋絲杠機構(2)進行直線驅動。
全文摘要
本發(fā)明是一種串聯(lián)式大型螺旋槳翻轉機械手，本發(fā)明由移動驅動馬達、螺旋絲杠機構、基座、液壓動力源和左右對稱的兩個串聯(lián)式機械手組成。每個機械手由移動平臺及運動驅動系統(tǒng)、翻轉驅動-動力-運動傳遞系統(tǒng)、機架、芯軸及軸孔保護裝置、芯軸夾緊系統(tǒng)、翻轉托板及其附屬機構組成，該機械手在計算機控制下使每個機械手的芯軸及套在芯軸上的螺旋槳翻轉90°，左、右兩個機械手可使螺旋槳翻轉180°，滿足翻身要求。該機械手主要用于解決大型螺旋槳制造、檢測、安裝過程中的翻身問題，并可用于諸如其它大型短轉子的翻身問題，克服傳了統(tǒng)方法工作效率低、安全性難以保障的不足，更好的解決大型螺旋槳在制造、檢測、安裝過程中的翻身問題。
文檔編號B25J9/00GK102950589SQ20121045765
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權日2012年11月15日
發(fā)明者王存堂, 王奉秒, 楊明澤 申請人:江蘇大學