專利名稱：單提升臂六自由度鍛造操作機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鍛造操作機(jī)。
背景技術(shù)：
鍛造操作機(jī)是大型鍛造壓力加工的基本工具之一，是實現(xiàn)鍛壓生產(chǎn)機(jī)械化、自動化的一項主要設(shè)備，與鍛壓機(jī)配合使用。目前的鍛造操作機(jī)有鋼絲繩懸掛式、多桿機(jī)構(gòu)組合式等。鋼絲繩懸掛式鍛造操作機(jī)操作能力較小，用于小型鍛造，多桿機(jī)構(gòu)組合式鍛造操作機(jī)操作能力大，用于大型鍛造。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，申請公布號為CN 101879571 A的中國專利公開了一種后懸掛桿斜置式鍛造操作機(jī)提升機(jī)構(gòu)，采用雙提升臂機(jī)構(gòu)，雖然機(jī)構(gòu)的提升承載能力得到加強(qiáng)，但增加了從驅(qū)動器到夾鉗的傳遞運(yùn)動構(gòu)件數(shù)，從而加大了運(yùn)動傳遞過程中的能量損耗，降低了操作機(jī)的機(jī)械效率；且這種操作機(jī)后懸掛部分僅有一對后懸掛桿用球鉸與鉗桿后部相連，后懸掛桿和連接球鉸受力過大，降低了該操作機(jī)的整體承載能力。目前，也有一些鍛造操作機(jī)采用低副連接，如DYH系列鍛造操作機(jī)各連接處均采用低副連接，但是不能滿足全方位六自由度的鍛造要求；且有些機(jī)構(gòu)存在過約束，使其加工與裝配較為困難。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能減少能量損耗，具有六個自由度的鍛造操作機(jī)。本實用新型主要包括大車移動及旋轉(zhuǎn)裝置、夾鉗自轉(zhuǎn)裝置、提升裝置、俯仰裝置、前后緩沖裝置和左右緩沖裝置。其中，大車移動及旋轉(zhuǎn)裝置包括大車底盤、大車車架及移動機(jī)構(gòu)。大車底盤通過鉸鏈與大車車架底部連接，移動機(jī)構(gòu)安裝在大車底盤上，該移動機(jī)構(gòu)可以是移動副也可以是車輪。夾鉗裝置包括鉗桿和夾鉗。夾鉗后端通過鉸鏈與鉗桿前端連接，該鉗桿的前端固聯(lián)在前連接件的中心孔內(nèi)，該鉗桿的中部固聯(lián)在后連接件的中心孔內(nèi)。提升裝置包括上述前連接件、后連接件、前提升臂、一對升降直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿和一對后懸掛桿。其有兩種連接方式，第一種方式是上述前連接件的兩側(cè)與一對前左右直線驅(qū)動器的一端固聯(lián)，該前左右直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈與一對前懸掛桿的一端相連，該前懸掛桿的另一端通過鉸鏈與前提升臂的一端相連，其另一端通過鉸鏈與一對升降直線驅(qū)動器的一端相連，該一對升降直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述前提升臂的一部位通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述前懸掛桿的一部位通過鉸鏈與一對協(xié)調(diào)件的一端相連，該一對協(xié)調(diào)件的一部位通過鉸鏈與一對后懸掛桿的一端相連，該一對后懸掛桿的另一端通過鉸鏈與一對中左右直線驅(qū)動器的一端相連，該中左右直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后連接件的兩側(cè)，上述鉗桿的中部固聯(lián)在該后連接件的中心孔。第二種方式是上述前連接件的兩側(cè)與一對前左右直線驅(qū)動器的一端固聯(lián)，該前左右直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈與一對前懸掛桿的一端相連，該前懸掛桿的另一端通過鉸鏈與前提升臂的一端相連，該前提升臂的另一端通過鉸鏈與一對升降直線驅(qū)動器的一端相連，該升降直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述前提升臂的一部位通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，協(xié)調(diào)件的一端通過鉸鏈與一對后懸掛桿的一端相連，該后懸掛桿的另一端通過鉸鏈與一對中左右直線驅(qū)動器的一端相連，該中左右直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后連接件兩側(cè)，上述鉗桿的中部固聯(lián)在該后連接件的中心孔內(nèi)。[0007]所述俯仰裝置包括俯仰直線驅(qū)動器。一對俯仰直線驅(qū)動器的一端通過鉸鏈與上述鉗桿的后端相連，該俯仰直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后左右直線驅(qū)動器的中部，該后左右直線驅(qū)動器的兩端通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上。所述左右緩沖裝置包括上述一對與前連接件固聯(lián)的前左右直線驅(qū)動器、上述一對與后連接件固聯(lián)的中左右直線驅(qū)動器和與俯仰直線驅(qū)動器連接的后左右直線驅(qū)動器。所述前后緩沖裝置包括一對前后直線驅(qū)動器。上述第一種方式中的一對前后直線驅(qū)動器一端通過鉸鏈與上述協(xié)調(diào)件的另一端相連，其另一端通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上。上述第二種方式中的一對前后直線驅(qū)動器一端通過鉸鏈與上述前懸掛桿的一部位相連，其另一端通過鉸鏈與上述協(xié)調(diào)件的另一端相連，上述協(xié)調(diào)件的一部位通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上。上述一對后懸掛桿、一對與前懸掛桿鉸接的協(xié)調(diào)件、一對升降直線驅(qū)動器、一對前后直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿、一對前左右直線驅(qū)動器和一對中左右直線驅(qū)動器均左右對稱安裝在大車車架上。上述第一種連接方式的鍛造操作機(jī)的升降運(yùn)動過程一對升降直線驅(qū)動器推動前提升臂，帶動一對前懸掛桿、一對前左右直線驅(qū)動器、前連接件、一對協(xié)調(diào)件、一對后懸掛桿、一對中左右直線驅(qū)動器及后連接件做上下同步運(yùn)動，從而帶動鉗桿前端和中部做升降運(yùn)動，同時俯仰直線驅(qū)動器直接推動鉗桿，帶動鉗桿后端做升降運(yùn)動，進(jìn)而帶動鉗桿和夾鉗做升降運(yùn)動。前后運(yùn)動過程先由移動機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動大車底盤與大車車架，帶動鍛造操作機(jī)整體做前后運(yùn)動，當(dāng)鍛造操作機(jī)夾鉗接近預(yù)期位置時，再由一對前后直線驅(qū)動器推動一對協(xié)調(diào)件，進(jìn)而推動一對前懸掛桿，帶動一對前左右直線驅(qū)動器、前連接件、一對后懸掛桿、一對中左右直線驅(qū)動器及后連接件做前后往返運(yùn)動，進(jìn)而帶動鉗桿及夾鉗做前后運(yùn)動。俯仰運(yùn)動過程俯仰直線驅(qū)動器推動鉗桿后端做上下仰俯運(yùn)動，而前左右直線驅(qū)動與前懸掛桿相連的鉸鏈軸線位置保持不變，從而帶動鉗桿及夾鉗做俯仰運(yùn)動。橫移運(yùn)動過程一對前左右直線驅(qū)動器、一對中左右直線驅(qū)動器和一對后左右直線驅(qū)動器分別同向驅(qū)動前連接件、后連接件及俯仰直線驅(qū)動器，帶動鉗桿與夾鉗做橫向運(yùn)動。夾鉗自轉(zhuǎn)過程通過驅(qū)動夾鉗后端使其繞后端鉸鏈軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。擺動運(yùn)動過程通過驅(qū)動大車車架底部使其繞底部鉸鏈軸線轉(zhuǎn)動，帶動鍛造操作機(jī)整體擺動，實現(xiàn)夾鉗穩(wěn)定的擺動運(yùn)動。上述第二種連接方式的鍛造操作機(jī)的升降運(yùn)動過程一對升降直線驅(qū)動器推動前提升臂，帶動一對前懸掛桿、一對前左右直線驅(qū)動器、前連接件、一對中左右直線驅(qū)動器及后連接件做上下同步運(yùn)動，從而帶動鉗桿前端和中部做升降運(yùn)動，同時俯仰直線驅(qū)動器直接推動鉗桿，帶動鉗桿后端做升降運(yùn)動，進(jìn)而帶動鉗桿和夾鉗做升降運(yùn)動。前后運(yùn)動過程先由移動機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動大車底盤與大車車架，帶動鍛造操作機(jī)整體做前后運(yùn)動，當(dāng)鍛造操作機(jī)夾鉗接近預(yù)期位置時，再由一對前后直線驅(qū)動器推動一對前懸掛桿，帶動一對前左右直線驅(qū)動器、前連接件、一對后懸掛桿、一對中左右直線驅(qū)動器及后連接件做前后往返運(yùn)動，進(jìn)而帶動鉗桿及夾鉗做前后運(yùn)動。俯仰運(yùn)動過程俯仰直線驅(qū)動器推動鉗桿后端做上下仰俯運(yùn)動，而前左右直線驅(qū)動與前懸掛桿相連的鉸鏈軸線位置保持不變，從而帶動鉗桿及夾鉗做俯仰運(yùn)動。橫移運(yùn)動過程一對前左右直線驅(qū)動器、一對中左右直線驅(qū)動器和一對后左右直線驅(qū)動器分別同向驅(qū)動前連接件、與后連接件及俯仰直線驅(qū)動器，帶動鉗桿與夾鉗做橫向運(yùn)動。夾鉗自轉(zhuǎn)過程通過驅(qū)動夾鉗后端使其繞后端鉸鏈軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。擺動運(yùn)動過程通過驅(qū)動大車車架底部使其繞底部鉸鏈軸線轉(zhuǎn)動，帶動鍛造操作機(jī)整體擺動，實現(xiàn)夾鉗穩(wěn)定的擺動運(yùn)動。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、提升裝置中采用單提升臂結(jié)構(gòu)，減少了提升運(yùn)動傳遞過程中的能量損耗，提高了操作機(jī)的機(jī)械效率。2、夾鉗具有六個自由度，可夾持被鍛工件在各種方位和各種姿態(tài)下進(jìn)行靈活鍛造。3、連接部位均使用低副，避免了使用球鉸等高副而導(dǎo)致的承載能力差，降低了加工和制造成本。


圖1是本實用新型實施例1的主視示意簡圖。圖2是圖1中大車車架內(nèi)部立體示意簡圖。圖3是本實用新型實施例2的主視示意簡圖。圖4是圖3中大車車架內(nèi)部立體示意簡圖。圖中1-大車車架、2-大車底盤、3-車輪、4-升降直線驅(qū)動器、5-俯仰直線驅(qū)動器、6-前后直線驅(qū)動器、7-前懸掛桿、8-協(xié)調(diào)件、9-前左右直線驅(qū)動器、10-后左右直線驅(qū)動器、11-前連接件、12-夾鉗、13-后連接件、14-中左右直線驅(qū)動器、15-鉗桿、16-前提升臂、17-后懸掛桿。
具體實施方式
實施例1在圖1和圖2所示的單提升臂六自由度鍛造操作機(jī)的示意簡圖中，大車車架I底部通過鉸鏈與大車底盤2連接，車輪3對稱安裝在大車底盤的底部。夾鉗12后端通過鉸鏈與鉗桿15前端連接，該鉗桿前端固聯(lián)在前連接件11的中心通孔內(nèi)，該前連接件的兩側(cè)與一對前左右直線驅(qū)動器9的一端固聯(lián)，該一對前左右直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈與一對前懸掛桿7的一端相連，該一對前懸掛桿的另一端分別通過鉸鏈與前提升臂16的一端相連，該前提升臂的另一端通過鉸鏈與一對升降直線驅(qū)動器4的一端相連，該一對升降直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈D連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述前提升臂的一部位通過鉸鏈A連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述前懸掛桿的一部位分別通過鉸鏈與一對協(xié)調(diào)件8的一端相連，該一對協(xié)調(diào)件的一部位通過鉸鏈與一對后懸掛桿17的一端相連，該一對后懸掛桿的另一端通過鉸鏈與一對中左右直線驅(qū)動器14的一端相連，該一對中左右直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后連接件13的兩側(cè)，上述鉗桿中部固聯(lián)在該后連接件的中心孔內(nèi)，上述鉗桿的后端通過鉸鏈與俯仰直線驅(qū)動器5的一端相連，該俯仰直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后左右直線驅(qū)動器10的中部，該后左右直線驅(qū)動器的兩側(cè)通過鉸鏈B連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述協(xié)調(diào)件的另一端分別通過鉸鏈與一對前后直線驅(qū)動器6的一端相連，該一對前后直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈C連接在大車車架兩側(cè)壁上。上述一對后懸掛桿、一對協(xié)調(diào)件、一對升降直線驅(qū)動器、一對前后直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿、一對前左右直線驅(qū)動器、一對中左右直線驅(qū)動器均左右對稱安裝在大車車架上。[0026]實施例2在圖3和圖4所示的單提升臂六自由度鍛造操作機(jī)的示意簡圖中，大車車架I底部通過鉸鏈與大車底盤2連接，車輪3對稱安裝在大車底盤的底部。夾鉗12后端通過鉸鏈與鉗桿15前端連接，該鉗桿前端固聯(lián)在前連接件11的中心通孔內(nèi)，該前連接件的兩側(cè)與一對前左右直線驅(qū)動器9的一端固聯(lián)，該一對前左右直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈與一對前懸掛桿7的一端相連，該一對前懸掛桿的另一端分別通過鉸鏈與前提升臂16的一端相連，該前提升臂的另一端通過鉸鏈與一對升降直線驅(qū)動器4的一端相連，該一對升降直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈D連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述前提升臂的一部位通過鉸鏈A連接在大車車架兩側(cè)壁上；上述一對前懸掛桿的一部位通過鉸鏈與一對前后直線驅(qū)動器6的一端相連，該一對前后直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈與協(xié)調(diào)件8的一端相連，該協(xié)調(diào)件的一部位通過鉸鏈C連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述協(xié)調(diào)件的另一端通過鉸鏈與一對后懸掛桿17的一端相連，該一對后懸掛桿的另一端通過鉸鏈與一對中左右直線驅(qū)動器
14的一端相連，該一對中左右直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后連接件13的兩側(cè)，上述鉗桿的中部固聯(lián)在該后連接件的中心孔內(nèi)，上述鉗桿的后端通過鉸鏈與俯仰直線驅(qū)動器5的一端相連，該俯仰直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后左右直線驅(qū)動器10的中部，該后左右直線驅(qū)動器的兩側(cè)通過鉸鏈B連接在大車車架兩側(cè)壁上。上述一對后懸掛桿、一對升降直線驅(qū)動器、一對前后直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿、一對前左右直線驅(qū)動器、一對中左右直線驅(qū)動器均左右對稱安裝在大車車架上。
權(quán)利要求1.一種單提升臂六自由度鍛造操作機(jī)，包括大車移動及旋轉(zhuǎn)裝置、夾鉗自轉(zhuǎn)裝置、提升裝置、俯仰裝置、前后緩沖裝置和左右緩沖裝置，其特征是大車車架底部通過鉸鏈與大車底盤連接，移動機(jī)構(gòu)安裝在大車底盤上，夾鉗后端通過鉸鏈與鉗桿前端連接，該鉗桿前端固聯(lián)在前連接件的中心通孔內(nèi)，該前連接件的兩側(cè)與一對前左右直線驅(qū)動器的一端固聯(lián)，該一對前左右直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈與一對前懸掛桿的一端相連，該一對前懸掛桿的另一端分別通過鉸鏈與前提升臂的一端相連，該前提升臂的另一端通過鉸鏈與一對升降直線驅(qū)動器的一端相連，該一對升降直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述前提升臂的一部位通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述一對前懸掛桿的一部位通過鉸鏈分別與一對協(xié)調(diào)件的一端相連，該一對協(xié)調(diào)件的一部位通過鉸鏈與一對后懸掛桿的一端相連，該一對后懸掛桿的另一端通過鉸鏈與一對中左右直線驅(qū)動器的一端相連，該一對中左右直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后連接件的兩側(cè)，上述鉗桿的中部固聯(lián)在該后連接件的中心孔內(nèi)，上述鉗桿的后端通過鉸鏈與俯仰直線驅(qū)動器的一端相連，該俯仰直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后左右直線驅(qū)動器的中部，該后左右直線驅(qū)動器的兩側(cè)通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述一對協(xié)調(diào)件的另一端分別通過鉸鏈與一對前后直線驅(qū)動器的一端相連，該一對前后直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單提升臂六自由度鍛造操作機(jī)，其特征是所述一對后懸掛桿、一對協(xié)調(diào)桿、一對升降直線驅(qū)動器、一對前后直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿、一對前左右直線驅(qū)動器和一對中左右直線驅(qū)動器均左右對稱安裝在大車車架上。
3.一種單提升臂六自由度鍛造操作機(jī)，包括大車移動及旋轉(zhuǎn)裝置、夾鉗自轉(zhuǎn)裝置、提升裝置、俯仰裝置、前后緩沖裝置和左右緩沖裝置，其特征是大車車架底部通過鉸鏈與大車底盤連接，移動機(jī)構(gòu)安裝在大車底盤上，夾鉗后端通過鉸鏈與鉗桿前端連接，該鉗桿前端固聯(lián)在前連接件的中心通孔內(nèi)，該前連接件的兩側(cè)分別與一對前左右直線驅(qū)動器的一端固聯(lián)，該一對前左右直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈與一對前懸掛桿的一端相連，該一對前懸掛桿的另一端分別通過鉸鏈與前提升臂的一端相連，該前提升臂的另一端通過鉸鏈與一對升降直線驅(qū)動器的一端相連，該一對升降直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述前提升臂的一部位通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上；上述一對前懸掛桿的一部位通過鉸鏈與一對前后直線驅(qū)動器的一端相連，該一對前后直線驅(qū)動器的另一端分別通過鉸鏈與協(xié)調(diào)件的一端相連，該協(xié)調(diào)件的一部位通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述協(xié)調(diào)件的另一端通過鉸鏈與一對后懸掛桿的一端相連，該一對后懸掛桿的另一端通過鉸鏈與一對中左右直線驅(qū)動器的一端相連，該一對中左右直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后連接件的兩側(cè)，上述鉗桿的中部固聯(lián)在該后連接件的中心孔內(nèi)，上述鉗桿的后端通過鉸鏈與俯仰直線驅(qū)動器的一端相連，該俯仰直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后左右直線驅(qū)動器的中部，該后左右直線驅(qū)動器的兩側(cè)通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單提升臂六自由度鍛造操作機(jī)，其特征是所述一對后懸掛桿、一對升降直線驅(qū)動器、一對前后直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿、一對前左右直線驅(qū)動器和一對中左右直線驅(qū)動器均左右對稱安裝在大車車架上。
專利摘要單提升臂六自由度鍛造操作機(jī)，其夾鉗與鉗桿鉸接，前、后連接件分別與鉗桿和前、中左右直線驅(qū)動器固聯(lián)，前懸掛桿與前左右直線驅(qū)動器和前提升臂鉸接，前提升臂與大車車架鉸接，升降直線驅(qū)動器與前提升臂和大車車架鉸接，俯仰直線驅(qū)動器與后左右直線驅(qū)動器固聯(lián)，且與鉗桿鉸接，后左右直線驅(qū)動器與大車車架鉸接，升降直線驅(qū)動器與前提升臂和大車車架鉸接，后懸掛桿與中左右直線驅(qū)動器和協(xié)調(diào)件鉸接，方案一的協(xié)調(diào)件與前、后懸掛桿鉸接，前后直線驅(qū)動器與協(xié)調(diào)件和大車車架鉸接，方案二的前后直線驅(qū)動器與前懸掛桿和協(xié)調(diào)件鉸接，協(xié)調(diào)件與大車車架鉸接。本實用新型采用單提升臂結(jié)構(gòu)，減少能量損耗，且全部使用低副連接，降低加工制造和維護(hù)成本。
文檔編號B21J13/10GK202894184SQ20122055943
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者丁華鋒, 馮澤民, 曹宇 申請人:燕山大學(xué)