本發(fā)明涉及一種用于抓夾車輪的機(jī)構(gòu)，尤其涉及的是一種重載機(jī)械手夾持車輪翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

車輪生產(chǎn)過程中，需要將其夾持進(jìn)行處理或者轉(zhuǎn)移。目前車輪抓夾是采用固定式的接觸車輪方式，容易劃傷車輪表面需要后期打磨完善，費(fèi)時費(fèi)力。

特別是對于有凸出邊緣的車輪，其夾持過程要求更高，如果用固定式的抓夾方式，不僅會劃傷車輪表面，還會導(dǎo)致劃傷凸起的邊緣，需要打磨的區(qū)域增大。

鐵路高速化已經(jīng)迅猛發(fā)展，車輪(特別是高速車輪)的要求越來越高，原有的車輪生產(chǎn)線需要升級改造，用重載機(jī)械手代替輥道進(jìn)行車輪輸送，避免車輪與輥道之間剛性接觸，造成車輪表面劃傷和擦傷，是行業(yè)的一種發(fā)展趨勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種重載機(jī)械手夾持車輪翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)夾緊和定位的功能。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括桁架、雙梁支架、z向?qū)к?、第一?qū)動機(jī)構(gòu)、第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)、第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)和抓取夾具；所述桁架固定在地面，所述雙梁支架支承在桁架的頂部，所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)固定在雙梁支架上并驅(qū)動雙梁支架沿桁架的長度方向移動，所述z向?qū)к夁B接抓取夾具，所述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)固定在雙梁支架上并驅(qū)動z向?qū)к壯卮怪辫旒芨叨确较蜻\(yùn)動；所述抓取夾具包括兩個抓夾臂、兩個夾緊臂、絲桿、直線導(dǎo)軌和安裝板，所述直線導(dǎo)軌和絲桿分別固定到安裝板上，所述夾緊臂的一端連接在直線導(dǎo)軌上，另一端連接抓夾臂，所述絲桿轉(zhuǎn)動帶動夾緊臂開合，所述兩個抓夾臂之間形成用于抓取車輪的空間，所述夾緊臂與抓夾臂之間通過軸承連接；所述夾緊臂上設(shè)有齒輪傳動機(jī)構(gòu)，所述第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接在齒輪傳動機(jī)構(gòu)的輸入端，所述齒輪傳動機(jī)構(gòu)的輸出端連接至抓夾臂并帶動抓夾臂旋轉(zhuǎn)。

所述齒輪傳動機(jī)構(gòu)包括第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪和第五齒輪；所述第一齒輪連接第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述第五齒輪連接抓夾臂，所述第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪和第五齒輪依次嚙合。

所述第一齒輪小于第二齒輪，第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪和第五齒輪尺寸相同。用一個小齒輪和四個大齒輪，能夠平穩(wěn)的傳動，確保整個抓夾臂能夠平穩(wěn)的抓夾車輪，不會發(fā)生晃動。

所述第一齒輪的模數(shù)為3，齒數(shù)為20，所述第二齒輪的模式為3，齒數(shù)為60。

所述第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第三驅(qū)動電機(jī)和減速機(jī)，所述第三驅(qū)動電機(jī)固定在安裝板上，所述減速機(jī)的一端連接第三驅(qū)動電機(jī)，另一端連接第一齒輪。

所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第一驅(qū)動電機(jī)、輸出轉(zhuǎn)軸、第一輸出齒輪和第一傳動齒條，所述第一驅(qū)動電機(jī)的具有兩個輸出端，分別連接對應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)軸，所述輸出轉(zhuǎn)軸的一端連接第一驅(qū)動電機(jī)上，另一端連接第一輸出齒輪，所述第一輸出齒輪和第一傳動齒條相嚙合，所述第一傳動齒條沿桁架頂部兩側(cè)的長度方向設(shè)置。

所述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第二驅(qū)動電機(jī)、第二輸出齒輪和第二傳動齒條，所述第二驅(qū)動電機(jī)固定在雙梁支架上，所述第二驅(qū)動電機(jī)的輸出端連接第二輸出齒輪，所述第二輸出齒輪和第二傳動齒條相嚙合，所述第二傳動齒條沿z向?qū)к壍母叨确较蚬潭ㄔ趜向?qū)к壣稀?/p>

每個所述抓夾臂包括兩個抓夾本體、夾緊環(huán)和銷軸，每個抓夾本體具有開口結(jié)構(gòu)，所述抓夾本體的開口端部具有夾持口，所述夾緊環(huán)設(shè)置于所述夾持口內(nèi)，所述銷軸依次穿過夾持口的端部和夾緊環(huán)并套設(shè)在夾持口內(nèi)，所述夾緊環(huán)繞銷軸轉(zhuǎn)動。

所述兩個抓夾本體相互垂直。抓夾臂轉(zhuǎn)動90°可以直接實(shí)現(xiàn)車輪的90°旋轉(zhuǎn)，滿足常規(guī)生產(chǎn)需要，便于控制。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方式之一，所述夾緊環(huán)沿徑向具有用于配合待夾持車輪凸緣的凹槽。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明能夠根據(jù)生產(chǎn)需要，控制齒輪和夾臂尺寸，齒輪在數(shù)控滾齒機(jī)上加工，在確定了齒輪和夾臂關(guān)鍵尺寸后，進(jìn)行裝配，從下往上裝配，確保齒輪轉(zhuǎn)動靈活。裝配好后，試車，抱夾晃動最大1mm，滿足要求。夾持過程中不會有旋轉(zhuǎn)扭矩產(chǎn)生，受力合理，車輪可實(shí)現(xiàn)x軸和z軸移動，夾具可實(shí)現(xiàn)抱緊、旋轉(zhuǎn)功能，采用電控系統(tǒng)控制伺服電機(jī)驅(qū)動，可精確和任意定位車輪移動的位置，可實(shí)現(xiàn)最大抓取1200kg的車輪，并沿導(dǎo)軌方向隨意移動旋轉(zhuǎn)車輪，以放置到不同加工工位上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是機(jī)械手的主視圖；

圖3是圖2的右視圖；

圖4是圖2的立體圖；

圖5是抓取夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1～4所示，本實(shí)施例包括桁架1、雙梁支架2、z向?qū)к?、第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)4、第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)5和抓取夾具6；所述桁架1固定在地面，所述雙梁支架2支承在桁架1的頂部，所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)4固定在雙梁支架2上并驅(qū)動雙梁支架2沿桁架1的長度方向移動，所述z向?qū)к?連接抓取夾具6，所述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)5固定在雙梁支架2上并驅(qū)動z向?qū)к?沿垂直桁架1高度方向運(yùn)動。

所述雙梁支架2的兩端具有導(dǎo)向部21，所述導(dǎo)向部21套設(shè)在桁架1的頂部。帶動整個設(shè)備沿桁架1的長度方向移動。

所述導(dǎo)向部21的端部設(shè)有防撞塊22?？梢苑乐骨昂蟮臋C(jī)械手發(fā)生碰撞而造成設(shè)備損失。

所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)4包括第一驅(qū)動電機(jī)41、輸出轉(zhuǎn)軸42、第一輸出齒輪43和第一傳動齒條(圖中未顯示)，所述第一驅(qū)動電機(jī)41的具有兩個輸出端，分別連接兩個輸出轉(zhuǎn)軸42，所述輸出轉(zhuǎn)軸42的一端連接第一驅(qū)動電機(jī)41上，另一端連接第一輸出齒輪43，所述第一輸出齒輪43和第一傳動齒條相嚙合，所述第一傳動齒條沿桁架1頂部兩側(cè)的長度方向設(shè)置。通過第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)4帶動機(jī)械手沿桁架1長度方向移動，實(shí)現(xiàn)x軸的移動。

所述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)5包括第二驅(qū)動電機(jī)51、第二輸出齒輪(圖中未顯示)和第二傳動齒條52，所述第二驅(qū)動電機(jī)51固定在雙梁支架2上，所述第二驅(qū)動電機(jī)51的輸出端連接第二輸出齒輪，所述第二輸出齒輪和第二傳動齒條52相嚙合，所述第二傳動齒條52沿z向?qū)к?的高度方向固定在z向?qū)к?上。通過第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)5帶動整個機(jī)械手沿桁架1高度方向移動，實(shí)現(xiàn)y軸移動。

所述z向?qū)к?的底部和抓取夾具6之間設(shè)有緩沖彈簧8。能夠緩沖抓夾帶來的沖擊力。

如圖5所示，所述抓取夾具6包括兩個抓夾臂61、兩個夾緊臂62、絲杠63、直線導(dǎo)軌64和安裝板65，所述直線導(dǎo)軌64和絲杠63分別固定到安裝板65上，所述夾緊臂62的一端連接在直線導(dǎo)軌64上，另一端連接抓夾臂61，所述絲杠63轉(zhuǎn)動帶動夾緊臂62開合，所述兩個抓夾臂61之間形成用于抓取車輪7的空間，所述夾緊臂62與抓夾臂61之間通過軸承連接。

所述抓夾臂61包括兩個相互垂直的抓夾本體611、夾緊環(huán)612和銷軸613，每個抓夾本體611具有開口結(jié)構(gòu)，所述抓夾本體611的開口端部具有夾持口，所述夾緊環(huán)612設(shè)置于所述夾持口內(nèi)，所述銷軸613依次穿過夾持口的端部和夾緊環(huán)612并套設(shè)在夾持口內(nèi)，所述夾緊環(huán)612繞銷軸613轉(zhuǎn)動。

所述夾緊環(huán)612沿徑向具有凹槽?？梢詩A持帶有凸緣的車輪7，凹槽能夠配合待夾持車輪7凸緣。

所述夾緊環(huán)612為301不銹鋼制成。夾緊環(huán)612具有一定的彈性，能夠有效的保護(hù)車輪7。

所述抓夾本體611的開口底部具有連接通孔，所述連接通孔通過軸承連接夾緊臂62。

所述夾緊臂62上設(shè)有齒輪傳動機(jī)構(gòu)66，所述齒輪傳動機(jī)構(gòu)66的輸入端連接第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)9，所述齒輪傳動機(jī)構(gòu)66的輸出端連接到抓夾臂61。車輪7能夠自由旋轉(zhuǎn)，并能夠通過第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)9的輸出控制精確定位。

夾緊臂62安裝到直線導(dǎo)軌64上，絲杠63可帶動夾緊臂62開合，以適應(yīng)不同直徑的車輪7，可適應(yīng)直徑600mm到1300mm的車輪7，抓夾臂61通過軸承與夾緊臂62連接，可繞中心旋轉(zhuǎn)，這樣夾緊后的車輪7也被帶動旋轉(zhuǎn)了。旋轉(zhuǎn)的動力件是伺服電機(jī)，通過伺服電機(jī)控制，車輪7旋轉(zhuǎn)位置可以得到精確的控制。

所述齒輪傳動機(jī)構(gòu)66包括第一齒輪661、第二齒輪662、第三齒輪663、第四齒輪664和第五齒輪665；所述第一齒輪661連接第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)9，所述第五齒輪665連接抓夾臂61，所述第一齒輪661、第二齒輪662、第三齒輪663、第四齒輪664和第五齒輪665依次嚙合。

所述第一齒輪661小于第二齒輪662，第二齒輪662、第三齒輪663、第四齒輪664和第五齒輪665尺寸相同。用一個小齒輪和四個大齒輪，能夠平穩(wěn)的傳動，確保整個抓夾臂61能夠平穩(wěn)的抓夾車輪7，不會發(fā)生晃動。

所述第一齒輪661的模數(shù)為3，齒數(shù)為20，所述第二齒輪662的模式為3，齒數(shù)為60。

所述第三驅(qū)動機(jī)構(gòu)9包括第三驅(qū)動電機(jī)和減速機(jī)(圖中未顯示)，所述第三驅(qū)動電機(jī)固定在安裝板65上，所述減速機(jī)的一端連接第三驅(qū)動電機(jī)，另一端連接第一齒輪661。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。