專利名稱：運動少耦合型六自由度鍛造操作機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鍛造操作機。
背景技術(shù)：
鍛造操作機屬于重型裝備，一般采用液壓驅(qū)動，其驅(qū)動控制輸入越簡單越好。目前的鍛造操作機有鋼絲繩懸掛式、多桿機構(gòu)組合式等。鋼絲繩懸掛式鍛造操作機操作能力較小，用于小型鍛造，多桿機構(gòu)組合式鍛造操作機操作能力大，用于大型鍛造。經(jīng)對現(xiàn)有鍛造操作機技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，公開號為CN 1745937 A的中國專利公開了一種六維并聯(lián)型鍛造操作機，這種操作機的鉗桿可以看做是并聯(lián)機構(gòu)的動平臺，雖然增加了機構(gòu)的剛度和承載能力，但使得驅(qū)動輸入控制系統(tǒng)變得較為復(fù)雜，不易實現(xiàn)。公開號為CN 101607296A的中國專利公開了一種上連桿順向連接式鍛造操作機，該操作機避免使用完全并聯(lián)形式，多桿機構(gòu)組合形式，雖然簡化了一些運動過程中驅(qū)動輸入控制系統(tǒng)，但此鍛造操作機提升運動時需要同時控制前、后提升驅(qū)動器，才能保持夾鉗水平運動，要完成夾鉗的一項簡單運動需所有驅(qū)動器一起配合才能完成，從而要調(diào)整夾鉗精確的位姿，操作起來較為困難，增加了工作時間，降低了工作效率，且該操作機提升機構(gòu)后懸掛桿采用球鉸與鉗桿后部相連，減弱了操作機的整體承載能力。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種運動耦合少，承載能力高的鍛造操作機。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、前后緩沖裝置及左右緩沖裝置。其中，大車移動及旋轉(zhuǎn)裝置包括大車底盤、大車車架及移動機構(gòu)。大車底盤通過鉸鏈與大車車架底部連接，移動機構(gòu)安裝在大車底盤上，該移動機構(gòu)可以是移動副也可以是車輪。所述夾鉗自轉(zhuǎn)裝置包括鉗桿和夾鉗。夾鉗后端通過鉸鏈與鉗桿前端連接，該鉗桿前端固聯(lián)在前連接件的中心孔內(nèi)。所述提升裝置包括前連接件、前提升臂、后提升臂、一對升降直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿和一對同步連桿。其有兩種連接方式，第一種方式是前連接件的兩端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)動器與一對前懸掛桿的一端鉸接，該前懸掛桿的另一端通過鉸鏈與一對同步連桿的一部位連接，該同步連桿的一端通過鉸鏈與前提升臂的一端連接，該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)動器的一端連接，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，上述同步連桿的另一端通過鉸鏈與后提升臂的一端連接，該后提升臂的一部位通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上。第二種方式是前連接件的兩端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)動器通過鉸鏈與一對前懸掛桿的一端連接，該一對前懸掛桿的另一端通過鉸鏈與前提升臂的一端連接，該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)動器的一端連接，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，上述一對前懸掛桿的一部位通過鉸鏈與一對同步連桿的一端連接，該一對同步連桿的另一端通過鉸鏈與后提升臂的一端連接，該后提升臂的一部位通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上。所述俯仰裝置包括俯仰直線驅(qū)動器。俯仰直線驅(qū)動器的一端通過鉸鏈與上述鉗桿后端連接，該俯仰直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在后左右直線驅(qū)動器中部。所述前后緩沖裝置包括一對前后直線驅(qū)動器。其有兩種連接方式，上述第一種方式中一對前后直線驅(qū)動器的一端通過鉸鏈與上述一對前懸掛桿的一部位連接,該一對前后直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上。上述第二種方式中一對前后直線驅(qū)動器的一端通過鉸鏈與上述一對同步連桿的一部位連接，該一對前后直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上。所述左右緩沖裝置包括與前連接件兩端固聯(lián)的前左右直線驅(qū)動器和中部與俯仰直線驅(qū)動器固聯(lián)的后左右直線驅(qū)動器。后左右直線驅(qū)動器通過鉸鏈與上述后提升臂的一部位連接。上述一對升降直線驅(qū)動器、一對前后直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿、一對同步連桿和一對前左右直線驅(qū)動器均左右對稱安裝在大車車架上。上述第一種方式的鍛造操作機的升降運動過程一對升降直線驅(qū)動器推動前提升臂，通過一對同步連桿帶動一對前懸掛桿、一對前左右直線驅(qū)動器及前連接件做上下同步運動，從而帶動夾鉗做升降運動。前后運動過程先由大車移動機構(gòu)直接驅(qū)動大車底盤，帶動鍛造操作機整體做前后運動，當鍛造操作機夾鉗接近預(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、前連接件做前后往返運動，進而帶動鉗桿及夾鉗做前后運動。俯仰運動過程俯仰直線運動驅(qū)動器推動鉗桿后端做上下運動，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動。橫移運動過程一對前左右直線驅(qū)動器驅(qū)動前連接件，同時一對后左右直線驅(qū)動器同向驅(qū)動俯仰直線驅(qū)動器，帶動鉗桿與夾鉗做橫向運動。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)運動。擺動運動過程通過驅(qū)動大車車架底部使其繞底部鉸鏈軸線轉(zhuǎn)動，帶動鍛造操作機整體擺動，實現(xiàn)夾鉗穩(wěn)定的擺動運動。上述第二種方式的鍛造操作機的升降運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)動器及前連接件做上下同步運動，從而帶動同步連桿及保持定長的俯仰直線驅(qū)動器做升降運動，進而帶動鉗桿和夾鉗做升降運動。前后運動過程先由大車移動機構(gòu)直接驅(qū)動大車底盤，帶動鍛造操作機整體做前后運動，當鍛造操作機夾鉗接近預(yù)期位置時，再由一對前后直線驅(qū)動器推動一對同步連桿，帶動一對前懸掛桿、一對前左右直線驅(qū)動器及前連接件做前后往返運動，進而帶動鉗桿及夾鉗做前后運動。俯仰運動過程俯仰直線運動驅(qū)動器推動鉗桿后端做上下運動，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動。橫移運動過程一對前左右直線驅(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，帶動鉗桿與夾鉗做橫向運動。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)運動。擺動運動過程通過驅(qū)動大車車架底部使其繞底部鉸鏈軸線轉(zhuǎn)動，帶動鍛造操作機整體擺動，實現(xiàn)夾鉗穩(wěn)定的擺動運動。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1、只有提升過程運動耦合，其它各主運動均可由單一驅(qū)動器來完成，簡化了運動學和動力學分析，易于控制。2、連接部位均使用低副，避免了使用球鉸等高副而導致的承載能力差，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-同步連桿、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-鉗桿、14-前提升臂、15-后提升臂。
具體實施方式
實施例1在圖1和圖2所示的運動少耦合型六自由度鍛造操作機的示意簡圖中，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13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)，該鉗桿的后端通過鉸鏈與俯仰直線驅(qū)動器5 —端相連，該俯仰直線驅(qū)動器另一端固聯(lián)在后左右直線驅(qū)動器10中部，該后左右直線驅(qū)動器兩端通過鉸鏈與后提升臂15的中部連接，該后提升臂的一部位通過鉸鏈B連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述后提升臂的另一部位通過鉸鏈與一對同步連桿8的一端連接，該一對同步連桿的另一端通過鉸鏈與前提升臂14的一端連接，該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的一端連接，該一對升降直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈D連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述一對同步連桿的一部位通過鉸鏈與一對前懸掛桿7的一端連接，該一對前懸掛桿的另一端通過鉸鏈與一對前左右直線驅(qū)動器9連接，該一對前左右直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在上述前連接件的兩端，上述前懸掛桿的中部通過鉸鏈與一對前后直線驅(qū)動器6的一端連接，該一對前后直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈C連接在大車車架兩側(cè)壁上。上述一對升降直線驅(qū)動器、一對前后直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿、一對同步連桿和一對前左右直線驅(qū)動器均左右對稱安裝在大車車架上。實施例2在圖3和圖4所示的運動少耦合型六自由度鍛造操作機的示意簡圖中，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13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)，該鉗桿的后端通過鉸鏈與俯仰直線驅(qū)動器5 —端相連，該俯仰直線驅(qū)動器另一端固聯(lián)在后左右直線驅(qū)動器10中部，該后左右直線驅(qū)動器兩端通過鉸鏈與后提升臂15的中部連接，該后提升臂的一部位通過鉸鏈B連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述后提升臂的另一部位通過鉸鏈與一對同步連桿8的一端連接，該一對同步連桿的中部通過鉸鏈與一對前后直線驅(qū)動器6的一端連接，該一對前后直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈D連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述一對同步連桿的另一端通過鉸鏈與一對前懸掛桿7的中部連接，該一對前懸掛桿的一端通過鉸鏈與前提升臂14的一端連接，該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的一端連接，該一對升降直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈C連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述前懸掛桿的另一端通過鉸鏈與一對前左右直線驅(qū)動器9連接，該前左右直線驅(qū)動器的另一端固聯(lián)在上述前連接件的兩端。上述一對升降直線驅(qū)動器、一對前后直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿、一對同步連桿和一對前左右直線驅(qū)動器均左右對稱安裝在大車車架上。
權(quán)利要求1.一種運動少耦合型六自由度鍛造操作機，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，其特征是大車車架底部通過鉸鏈與大車底盤連接，移動機構(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)，該鉗桿的后端通過鉸鏈與俯仰直線驅(qū)動器一端相連，該俯仰直線驅(qū)動器另一端固聯(lián)在后左右直線驅(qū)動器中部，該后左右直線驅(qū)動器鉸接在后提升臂上，該后提升臂的一部位通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述后提升臂的另一端通過鉸鏈與一對同步連桿的一端連接，該一對同步連桿的另一端通過鉸鏈與前提升臂的一端連接，該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)動器的一端連接，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，上述一對同步連桿的一部位通過鉸鏈與一對前懸掛桿的一端連接，該一對前懸掛桿的另一端通過鉸鏈與一對前左右直線驅(qū)動器連接，該一對前左右直線驅(qū)動器的一端固聯(lián)在上述前連接件的兩端，上述前懸掛桿的一部位通過鉸鏈與一對前后直線驅(qū)動器的一端連接，該一對前后直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動少耦合型六自由度鍛造操作機，其特征是一對升降直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿、一對同步連桿、一對前后直線驅(qū)動器、一對前左右直線驅(qū)動器均對稱安裝在大車車架上。
3.—種運動少耦合型六自由度鍛造操作機，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，其特征是大車車架底部通過鉸鏈與大車底盤連接，移動機構(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)，該鉗桿的后端通過鉸鏈與俯仰直線驅(qū)動器一端相連，該俯仰直線驅(qū)動器另一端固聯(lián)在后左右直線驅(qū)動器中部，該后左右直線驅(qū)動器鉸接在后提升臂上，該后提升臂的一部位通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述后提升臂的另一端通過鉸鏈與一對同步連桿的一端連接，該同步連桿的一部位通過鉸鏈與一對前后直線驅(qū)動器的一端連接，該一對前后直線驅(qū)動器的另一端通過鉸鏈連接在大車車架兩側(cè)壁上，上述一對同步連桿的另一端通過鉸鏈與一對前懸掛桿的一部位連接，該前懸掛桿的一端通過鉸鏈與前提升臂的一端連接，該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)動器的一端連接，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，上述前懸掛桿的另一端通過鉸鏈與一對前左右直線驅(qū)動器連接，該前左右直線驅(qū)動器的一端固聯(lián)在上述前連接件的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的運動少耦合型六自由度鍛造操作機，其特征是一對升降直線驅(qū)動器、一對前懸掛桿、一對同步連桿、一對前后直線驅(qū)動器、一對前左右直線驅(qū)動器均對稱安裝在大車車架上。
專利摘要運動少耦合型六自由度鍛造操作機，其夾鉗與鉗桿前端鉸接，前連接件與鉗桿和前左右直線驅(qū)動器固聯(lián)，前懸掛桿與前左右直線驅(qū)動器鉸接，前提升臂和后提升臂鉸接在大車車架上，后提升臂與后左右直線驅(qū)動器和同步連桿鉸接，俯仰直線驅(qū)動器與后左右直線驅(qū)動器固聯(lián)，且與鉗桿后端鉸接，升降直線驅(qū)動器與前提升臂和大車車架鉸接，方案一的前提升臂與同步連桿鉸接，前后直線驅(qū)動器與前懸掛桿和大車車架鉸接，方案二的前提升臂與前懸掛桿鉸接，前后直線驅(qū)動器與同步連桿和大車車架鉸接。本實用新型運動耦合少，運動和動力學分析容易，便于控制，且全部使用低副，降低加工制造成本。
文檔編號B21J13/10GK202894190SQ20122056038
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, 付鴻曄, 王園園, 朱金孟 申請人:燕山大學