本實用新型涉及一種碼垛機機械手臂平衡預(yù)緊系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

型鋼軋制后，經(jīng)冷卻、定尺、矯直后，必須以合乎標準和市場的商品鋼材包裝規(guī)格要求按照一定的模式推碼成垛向客戶交付產(chǎn)品，以便實現(xiàn)物料的存儲、搬運、裝卸運輸?shù)任锪骰顒印Ｐ筒母咚俅a垛機械手宜采用擺臂結(jié)構(gòu)，剛性的擺臂能夠?qū)崿F(xiàn)精確控制和定位，這種擺臂結(jié)構(gòu)工作過程如下：驅(qū)動元件通過連桿驅(qū)動擺臂動作，擺臂可前擺至接鋼位吸取成組型鋼、回擺至碼垛位將型鋼碼垛成堆。然而該機械結(jié)構(gòu)仍存在以下幾個問題：一、擺臂重量大，慣量大，所需驅(qū)動力矩較大，擺臂動作遲緩；二、機械系統(tǒng)鉸接處存在間隙，擺臂前后擺動過程中會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，定位精度低；三、連桿在擺臂擺動過程中承受較大壓力，為避免壓桿失穩(wěn)，連桿直徑必須較大，進一步增加動作部件質(zhì)量，減緩動態(tài)響應(yīng)速度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實用新型提供一種抵消吊臂和/或載荷重量的碼垛機機械手臂平衡預(yù)緊系統(tǒng)。

為達到上述目的，本實用新型碼垛機機械手臂平衡預(yù)緊系統(tǒng)包括機架、與所述機架鉸接的吊臂以及用于平衡部分或全部吊臂自重和/或載荷的平衡裝置；其中，

所述機架包括豎直段和與所述豎直段連接的水平段，所述吊臂與所述水平段前端鉸接；

所述平衡裝置包括兩端分別與所述吊臂和所述豎直段鉸接的彈性機構(gòu)以及用于調(diào)節(jié)彈性機構(gòu)彈力的調(diào)節(jié)機構(gòu)。

進一步地，所述彈性機構(gòu)包括平衡氣缸以及與所述平衡氣缸的進氣口連通的氣包，所述調(diào)節(jié)機構(gòu)包括氣源以及用于連通起源和氣包的氣源處理元件；所述平衡氣缸的伸縮桿和缸體分別與所述吊臂和所述豎直段鉸接。

具體地，所述氣包上設(shè)置有減壓閥或調(diào)壓閥。

具體地，所述氣包上設(shè)置有用于測量氣包氣壓的氣壓表。

進一步地，所述彈性機構(gòu)對所述吊臂施加的平衡力矩不小于所述吊臂的自重以及載荷對吊臂施加的力矩。

具體地，所述平衡氣缸與氣包通過平衡管道連通，所述平衡管道上設(shè)置有第一閥門，所述氣包與所述氣源之間通過供氣管道連通，所述供氣管道上設(shè)置有第二閥門。

進一步地，所述彈性機構(gòu)包括與鉸接在所述豎直段上的拐臂，所述拐臂的其中一個臂與平衡氣缸的伸縮桿鉸接，所述平衡氣缸的缸體與所述豎直段鉸接，所述拐臂的另一個臂與平衡連桿的一端鉸接，所述平衡連桿的另一端與所述吊臂鉸接。

具體地，所述彈性機構(gòu)還包括與所述平衡氣缸連通的氣包；所述調(diào)節(jié)機構(gòu)包括通過氣源處理元件與所述氣包連通的氣源。

具體地，所述拐臂的兩個臂的長度比不小于2：1；其中，長臂與所述連桿鉸接，短臂與所述平衡氣缸的伸縮桿鉸接。

具體地，所述平衡連桿對所述吊臂產(chǎn)生的力矩不小于所述吊臂的自重以及負載對所述吊臂產(chǎn)生的力矩。

本實用新型碼垛機機械手臂平衡預(yù)緊系統(tǒng)采用平衡裝置平衡吊臂和載荷的重量，這樣，使吊臂處于一個接近平衡的狀態(tài)，當(dāng)?shù)醣凼芰r，能夠快速響應(yīng)，快速運動。同時，由于吊臂處于接近平衡的狀態(tài)，驅(qū)動吊臂所需要的力會減小，使用較小功率的驅(qū)動裝置就能夠驅(qū)動吊臂運動。

附圖說明

圖1是本實用新型碼垛機機械手臂平衡預(yù)緊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型做進一步的描述。

實施例1

如圖1所示，碼垛機機械手臂平衡預(yù)緊系統(tǒng)包括機架、與所述機架鉸接的吊臂以及用于平衡部分或全部吊臂自重和/或載荷的平衡裝置；其中，

所述機架包括豎直段和與所述豎直段連接的水平段，所述吊臂與所述水平段前端鉸接；

所述平衡裝置包括兩端分別與所述吊臂和所述豎直段鉸接的彈性機構(gòu)以及用于調(diào)節(jié)彈性機構(gòu)彈力的調(diào)節(jié)機構(gòu)。

所述彈性機構(gòu)包括平衡氣缸501以及與所述平衡氣缸501的進氣口連通的氣包510，所述調(diào)節(jié)機構(gòu)包括氣源516以及用于連通起源和氣包510的氣源處理元件512；所述平衡氣缸501的伸縮桿和缸體分別與所述吊臂和所述豎直段鉸接。

所述氣包510上設(shè)置有減壓閥或調(diào)壓閥。

所述氣包510上設(shè)置有用于測量氣包510氣壓的氣壓表511。

所述平衡氣缸501與氣包510通過平衡管道連通，所述平衡管道上設(shè)置有第一閥門，所述氣包510與所述氣源516之間通過供氣管道連通，所述供氣管道上設(shè)置有第二閥門。

本實施例包括碼垛機械手機架1、擺臂2、驅(qū)動連桿3、平衡氣缸501及其供氣系統(tǒng)。所述的擺臂2懸掛于碼垛機械手架體1下方，可繞架體1上一軸旋轉(zhuǎn)，所述驅(qū)動連桿與擺臂2鉸接，在驅(qū)動元件的作用下推動擺臂2旋轉(zhuǎn)；所述平衡氣缸501安裝在擺臂2與架體1之間，在擺臂2動作過程中支撐擺臂自重。

所述供氣系統(tǒng)包括氣源516、氣包510、氣壓表511、氣源處理三元件512、焊接鋼管503及球閥513，所述氣源516通過異徑接頭515、焊接鋼管514、球閥513及氣源處理三元件512將壓縮空氣儲存至氣包510，可手動調(diào)節(jié)球閥513對氣包510進行充氣，也可調(diào)節(jié)氣包510上的減壓閥或調(diào)壓閥進行放氣。

所述氣包510上設(shè)有氣壓表511，可實時讀取氣包510氣壓值；

所述氣缸進氣單元502通過焊接鋼管503、異徑管接頭504、焊接鋼管505、球閥506、活接頭507焊接鋼管508以及異徑管接頭509與氣包510連接，可手動關(guān)閉或打開球閥506以便控制氣包510與平衡氣缸501之間的輸氣通道。

所述氣包510放置在碼垛機械手架體1側(cè)邊或較近處，氣包510與氣缸之間的球閥506安裝在架體1上便于操作的位置。

本實施例碼垛機機械手臂平衡預(yù)緊系統(tǒng)采用平衡裝置平衡吊臂和載荷的重量，這樣，使吊臂處于一個接近平衡的狀態(tài)，當(dāng)?shù)醣凼芰r，能夠快速響應(yīng)，快速運動。同時，由于吊臂處于接近平衡的狀態(tài)，驅(qū)動吊臂所需要的力會減小，使用較小功率的驅(qū)動裝置就能夠驅(qū)動吊臂運動。

實施例2

在上述實施例的基礎(chǔ)上，所述彈性機構(gòu)對所述吊臂施加的平衡力矩不小于所述吊臂的自重以及載荷對吊臂施加的力矩。

本實施例的氣包510中的壓力應(yīng)滿足：一、平衡氣缸501的推力產(chǎn)生的平衡力矩略大于擺臂運動過程中自重產(chǎn)生的最大負載阻力矩，二、氣包510在整個驅(qū)動過程中壓力基本不變。

在上述兩個條件下，無驅(qū)動連桿的作用，擺臂將在平衡氣缸501的推力下擺動到最前端位置，因此驅(qū)動連桿的受力由原先的受壓變?yōu)槭芾苊獬霈F(xiàn)壓桿失穩(wěn)現(xiàn)象；擺臂2前擺接鋼后，增加了鋼材的重量，負載力矩的變大有利于擺臂回擺，驅(qū)動連桿的拉力也隨之減??；在擺臂2動作過程中，平衡氣缸501一直處于推力狀態(tài)，驅(qū)動拉桿一直處于受拉狀態(tài)，連接部件受力沒有換向，從而消除了鉸接處的間隙影響。

根據(jù)上述分析，采用本發(fā)明可有效平衡擺臂自重，改善拉桿受力條件，提高擺臂響應(yīng)速度，消除機械系統(tǒng)運動間隙，進而保證擺臂的動作精度。

實施例3

本實施例提供另一種彈性機構(gòu)的設(shè)置方式，所述彈性機構(gòu)包括與鉸接在所述豎直段上的拐臂，所述拐臂的其中一個臂與平衡氣缸的伸縮桿鉸接，所述平衡氣缸的缸體與所述豎直段鉸接，所述拐臂的另一個臂與平衡連桿的一端鉸接，所述平衡連桿的另一端與所述吊臂鉸接。

所述彈性機構(gòu)還包括與所述平衡氣缸連通的氣包；所述調(diào)節(jié)機構(gòu)包括通過氣源處理元件與所述氣包連通的氣源。

所述拐臂的兩個臂的長度比不小于2：1；其中，長臂與所述連桿鉸接，短臂與所述平衡氣缸的伸縮桿鉸接。

所述平衡連桿對所述吊臂產(chǎn)生的力矩不小于所述吊臂的自重以及負載對所述吊臂產(chǎn)生的力矩。

本實施例通過拐臂以及平衡連桿實現(xiàn)吊臂的預(yù)緊平衡，這樣，能夠采用較小的力將吊臂進行平衡，同時，還能夠通過拐臂轉(zhuǎn)換氣缸彈力的方向，能夠?qū)飧自O(shè)置在方便的位置。

以上，僅為本實用新型的較佳實施例，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準。