专利名称：双关节低位原地空间翻转机的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种将大型结构件作低位空间翻转机装备，特别是一种双关节低位原地空间翻转机，属于机械工程领域。
背景技术：
大型结构件是锅炉行业，工程机械制造行业不可缺少的承载体，通常这类结构件在组装焊接后必须进行正反两面焊接或机械加工，用以设备所需求的定位与安装其它部件。因此在作业时，一面焊接或加工完毕必须翻转180°进行另一面的焊接或加工，这种翻转180°的作业方式通常采用二种方式。一种方式如PHL-6A CAT系列挖掘机下车架总成专用翻转机使用说明书的双立柱式焊接变位装备，这种装备由两侧庞大的立柱及同步传动机构组成，将结构件装在两立柱之间，用工装夹紧进行翻转。这种翻转装备的旋转中心轴线至地面距离依结构件的中心位置调整，否则不可能进行翻转180°。一种情况是结构件的重心位置不在结构件的对称尺寸中心(这在结构件中是常见的情况)，则工装旋转中心轴线必定偏向于结构件尺寸中心线一侧，造成翻转空间位置变大，另一种情况，如果结构件尺寸很大翻转中心是结构件尺寸中心，翻转180°后，其结构件必定离地面很高，其高度完全取决于结构件的1/2宽度，上述二种情况必然造成生产作业时的极大不方便，而且占用了很大的作业空间，当然，这种双立柱式焊接变位装备也可以先将结构件以水平状态装夹，再提升至一定高度，待翻转180°后，再下降至所需高度，这在技术上是可行的，但显然这种同步上升、下降的传动机构要复杂得多，占用空间也很大。另一种方式是目前工厂较通用的人工起吊翻转方式，当结构件一面焊接加工完毕，操作工用起吊设备将结构件水平起吊放在车间地面上，然后将起吊吊钩夹住结构件一侧，将结构件起调至垂直位置，此时再将结构件微微起吊至结构件离开地面一段小距离，采用人工加力在结构件与吊钩相对的下端，使结构件倾斜一个相反角度，同时使起吊设备下降待结构件以倾斜一个角度的状态接触车间地面，依靠结构件得重心偏移和起吊吊钩的下降，使结构件随着起吊机的下降而下降至车间地面，完成起吊翻转180°的进程，很显然，这种作业方式的二大缺点是，翻转过程的安全性极差，翻转过程占用的车间作业面积很大。
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种双关节低位原地空间翻转机。使其克服生产作业不安全，占地空间大地缺点，实现大型结构件低位原地翻转地机械化作业。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括旋转运动的关节执行机构和直线运动的关节执行机构，旋转运动的关节执行机构上的滑块和直线运动的关节执行机构上的长通道导轨进行链接，旋转运动的关节执行机构由一套作圆周运动的转动机构，一个其下端固定在转动机构上的摆臂及一个固定在摆臂上端的滑块组成，滑块的设计成矩型，面向直线运动的关节执行机构上长通道导轨开口，并凸入长通道导轨成精确配合，保证翻转时的平稳和精度较好的相对运动，直线运动的关节执行机构由一套作直线运动的运动机构和一个转臂组成，转臂上端设计有一个长通道导轨，长通道导轨开口方向面向旋转关节执行机构的滑块并使滑块凸入长通道导轨内。转臂上端的长通道导轨宽度与旋转运动的关节执行机构上的滑块的宽度吻合。摆臂下端与转动机构固定连接，滑块与摆臂上端固定连接，面向直线运动的关节执行机构方向凸出。
在直线运动的运动机构上有一个延伸板，转臂的下端与延伸板连接在一起，并可作相对銷轴转动，转臂另外两侧则安装有工装夹具，安装工装夹具的两侧与长通道导轨开口方向为垂直的轴向方向。设计时必须使直线运动的运动机构上转臂的长通道导轨长度有一定的足够的尺寸，至少可以保证在两个执行机构组合翻转运动时，转臂必须能处于垂直位置和水平位置，而不至于发生不到位的情况。
以下对本发明进一步描述首先将工件在水平位置由工装夹具夹持到位，此时摆臂与转臂都处于水平位置，摆臂上端的滑块处于转臂长通道导轨内的上端，翻转时，由旋转运动的关节执行机构带动摆臂作绕轴旋转，摆臂的旋转依靠其上端固定在一起的滑块在转臂上的长通道导轨内滑动，随着滑块旋转运动过程中其高度位置的提升将转臂按相同方向抬升，此过程一直延续至摆臂与转臂都处于相对原始水平位置为90°的垂直位置左右，此时状态下，滑块正好处于长通道导轨内的下端，同样，此时状态下，工件已从水平位置翻转了90°，然后，旋转运动的关节执行机构停止转动，直线运动的关节执行机构运动带动延伸板从其起始位置移动至与之相对的另一设定位置，此过程同时带动转臂下端沿延伸板移动，从而使处于垂直状态下的工件重心再度降低，显然，转臂长通道导轨相对滑块位置由下端吻合又逐步向上变化，当延伸板移动至另一极限位置时，直线运动的关节执行机构停止运动，再使旋转运动的关节执行机构沿其原先转动方向转动，随着旋转运动的关节执行机构的继续转动，转臂的高度位置也继续降低，此运动过程直至滑块在长通道导轨内处于上端，并使摆臂与转臂在与原始水平位置相对的另一水平位置为止，显然，整个过程同时就将工装夹具上的工件也从原始水平一面翻转至水平面的另一面。
本发明具有实质性特点和显著进步，整个结构相对简单，占有空间位置小，在翻转过程中，实际上是将工件重心或尺寸中心从低到高，再从高到低的过程，达到了操作方便翻转安全，占地空间省地目的。
图1本发明结构示意2翻转起另一侧的翻转机械结构示意图具体实施方式
如图1、图2所示，本发明包括旋转运动的关节执行机构1和直线运动的关节执行机构2，旋转运动的关节执行机构1上的滑块5和直线运动的关节执行机构2上的长通道导轨9进行链接，旋转运动的关节执行机构1由一套作圆周运动的转动机构3，一个其下端固定在转动机构3上的摆臂4及一个固定在摆臂4上端的滑块5组成，直线运动的关节执行机构2由一套作直线运动的运动机构6和一个转臂7组成。
滑块5的设计成矩型，面向直线运动的关节执行机构2上长通道导轨11开口，并凸入长通道导轨11成精确配合。
转臂7上端设计有一个长通道导轨9，长通道导轨9开口方向面向旋转关节执行机构1的滑块5并使滑块5凸入长通道导轨内。
转臂7上端的长通道导轨9宽度与旋转运动的关节执行机构1上的滑块5的宽度吻合。
摆臂4下端与转动机构3固定连接滑块5与摆臂4上端固定连接，面向凸直线运动的关节执行机构2方向凸出。
在直线运动的运动机构6上有一个延伸板8，转臂7的下端与延伸板8连接在一起，并可作相对銷轴转动，转臂7另外两侧则安装有工装夹具10，
安装工装夹具10的两侧与长通道导轨9开口方向为垂直的轴向方向。
直线运动的运动机构6上转臂7的长通道导轨9长度有一定的足够的尺寸，至少可以保证在旋转运动的关节执行机构1和直线运动的关节执行机构2组合翻转运动时，转臂7必须能处于垂直位置和水平位置。
权利要求
1.一种双关节低位原地空间翻转机，其特征在于，包括旋转运动的关节执行机构(1)和直线运动的关节执行机构(2)，旋转运动的关节执行机构(1)上的滑块(5)和直线运动的关节执行机构(2)上的长通道导轨(9)进行链接，旋转运动的关节执行机构(1)由一套作圆周运动的转动机构(3)，一个其下端固定在转动机构(3)上的摆臂(4)及一个固定在摆臂(4)上端的滑块(5)组成，直线运动的关节执行机构(2)由一套作直线运动的运动机构(6)和一个转臂(7)组成。
2.根据权利要求1所述的双关节低位原地空间翻转机，其特征是，滑块(5)的设计成矩型，面向直线运动的关节执行机构(2)上长通道导轨(11)开口，并凸入长通道导轨(11)成精确配合。
3.根据权利要求1所述的双关节低位原地空间翻转机，其特征是，转臂(7)上端设计有一个长通道导轨(9)，长通道导轨(9)开口方向面向旋转关节执行机构(1)的滑块(5)并使滑块(5)凸入长通道导轨内。
4.根据权利要求1或3所述的双关节低位原地空间翻转机，其特征是，转臂(7)上端的长通道导轨(9)宽度与旋转运动的关节执行机构(1)上的滑块(5)的宽度吻合。
5.根据权利要求1所述的双关节低位原地空间翻转机，其特征是，摆臂(4)下端与转动机构(3)固定连接滑块(5)与摆臂(4)上端固定连接，面向凸直线运动的关节执行机构(2)方向凸出。
6.根据权利要求1所述的双关节低位原地空间翻转机，其特征是，在直线运动的运动机构(6)上有一个延伸板(8)，转臂(7)的下端与延伸板(8)连接在一起，并可作相对銷轴转动，转臂(7)另外两侧则安装有工装夹具(10)，
7.根据权利要求6所述的双关节低位原地空间翻转机，其特征是，安装工装夹具(10)的两侧与长通道导轨(9)开口方向为垂直的轴向方向。
8.根据权利要求1或6所述的双关节低位原地空间翻转机，其特征是，直线运动的运动机构(6)上转臂(7)的长通道导轨(9)长度有一定的足够的尺寸，至少保证在旋转运动的关节执行机构(1)和直线运动的关节执行机构(2)组合翻转运动时，转臂(7)处于垂直位置和水平位置。
全文摘要
一种双关节低位原地空间翻转机，属于机械工程领域。包括旋转运动的关节执行机构和直线运动的关节执行机构，旋转运动的关节执行机构上的滑块和直线运动的关节执行机构上的长通道导轨进行链接，旋转运动的关节执行机构由一套作圆周运动的转动机构，一个其下端固定在转动机构上的摆臂及一个固定在摆臂上端的滑块组成，直线运动的关节执行机构由一套作直线运动的运动机构和一个转臂组成。本发明具有实质性特点和显著进步，整个结构相对简单，占有空间位置小，在翻转过程中，实际上是将工件重心或尺寸中心从低到高，再从高到低的过程，达到了操作方便翻转安全，占地空间省地目的。
文档编号B23Q7/00GK1445053SQ0311680
公开日2003年10月1日 申请日期2003年5月8日 优先权日2003年5月8日
发明者金鑫, 林涛, 俞海良, 石忠贤, 吴毅雄 申请人:上海交通大学