履带式熔铝搅拌加精炼剂机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机械设备技术领域，具体为一种履带式熔铝搅拌加精炼剂机器人。


背景技术：

2.现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。机械手是近代自动控制领域出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。这种新技术发展很快，逐渐形成一门新兴的学科——机械手工程。机械手是在上世纪五十年代末期出现，近年来才迅速发展起来的重要自动化装置，现已成为实现工业自动化的一种重要手段。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手大的特点，因此，机械手已经受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
3.传统的熔炉搅拌结构一般采用固定式搅拌器，其不便于调节搅拌角度及深度，导致搅拌不均匀且搅拌周期长能耗大，故而提出一种履带式熔铝搅拌加精炼剂机器人来解决上述问题。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种履带式熔铝搅拌加精炼剂机器人，具备高效精准多方位均匀搅拌及全自动、半自动控制等优点，解决了传统的熔炉搅拌结构一般采用固定式搅拌器，其不便于调节搅拌角度及深度，导致搅拌不均匀且搅拌周期长能耗大的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述高效精准多方位均匀搅拌及全自动、半自动控制的目的，本实用新型提供如下技术方案：履带式熔铝搅拌加精炼剂机器人，包括履带底盘，履带底盘上设置有回转平台，还包括折叠支腿机构，折叠支腿机构对称设置于履带底盘上，折叠支腿机构用于选择性增大该机器人与地面支撑受力点的间距，机械臂设置于回转平台的驱动端上，机械臂的末端设置有伸缩机构，机械臂用于沿铅垂面调节伸缩机构与履带底盘之间的位置，伸缩机构的驱动端上设置有搅拌管，履带底盘上设置有电动液压泵，电动液压泵的进油口和出油口通过管路与回转平台、折叠支腿机构和机械臂的进油口和出油口连通，履带底盘上设置有plc控制柜，plc控制柜通过导线与电动液压泵和伸缩机构的输入端电连接，搅拌管靠近履带底盘的一端通过软管与外部输料装置连通。
8.优选的，折叠支腿机构包括数量为四个的旋转座、支撑架和第一液压缸，旋转座沿
水平转动设置于履带底盘上，且四个旋转座在履带底盘的两侧呈对称分布，支撑架沿铅垂面转动设置于旋转座上，第一液压缸一端与支撑架铰接另一端与旋转座铰接，第一液压缸的进油口和出油口通过管路与电动液压泵的进油口和出油口连通。
9.优选的，支撑架包括支杆、支座和弯折部，支杆沿铅垂面转动设置于旋转座上并与第一液压缸一端铰接，支杆远离旋转座的一端沿铅垂面转动设置有支座，支座靠近地面的一侧为平面，支座上且位于其平面的边缘处设置有过渡的弯折部。
10.优选的，机械臂包括底座、第一力臂、第二液压缸、第二力臂、第三液压缸、第一连接件、第二连接件、第三力臂、第三连接件、第四液压缸和第四连接件，底座设置于回转平台的驱动端上，第一力臂铰接于底座上，底座上且位于第一力臂的下方铰接有第二液压缸，第二液压缸远离底座的一端与第一力臂铰接，第二力臂铰接于第一力臂远离底座的一端，第三液压缸铰接于第一力臂远离第二液压缸的一侧，第一力臂上铰接有第一连接件，第一连接件与第三液压缸远离第一力臂一端铰接，第一连接件上铰接有与第二力臂铰接的第二连接件，第二力臂远离第一力臂的一端铰接有第三力臂，第三力臂上铰接有第三连接件，第二力臂上铰接有与第三连接件远离第三力臂一端铰接的第四液压缸，第三连接件与第四液压缸的铰接点上铰接有与第二力臂铰接的第四连接件，第二液压缸、第三液压缸和第四液压缸的进油口和出油口通过管路与电动液压泵的进油口和出油口连通，伸缩机构平行设置于第三力臂上。
11.优选的，第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件的数量均为两个，且第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件分别在第一力臂、第二力臂和第三力臂的两侧以铅垂面为中心面呈对称分布。
12.优选的，伸缩机构包括伺服电机、丝杠和直线滑动模组，伺服电机设置于第三力臂上，丝杠相对于第三力臂平行设置并与伺服电机传动连接，丝杠的直线驱动端设置有与第三力臂连接的直线滑动模组，直线滑动模组上平行设置有搅拌管，plc控制柜通过导线与伺服电机的输入端电连接。
13.优选的，丝杠为滚珠丝杠。
14.优选的，直线滑动模组的数量为两个，两个直线滑动模组在丝杠的直线驱动端的两侧呈对称分布。
15.(三)有益效果
16.与现有技术相比，本实用新型提供了一种履带式熔铝搅拌加精炼剂机器人，具备以下有益效果：
17.该履带式熔铝搅拌加精炼剂机器人，通过履带底盘配合折叠支腿机构，使得该机器人底部支撑更加稳定且适合多种外部环境和复杂地面支撑及使用，同时折叠支腿机构和机械臂及搅拌管均可相对于履带底盘进行折叠调节，进而减小该机器人占用空间，通过plc控制柜控制电动液压泵的进油口和出油口液压流向及液压力，从而精准控制回转平台、折叠支腿机构和机械臂的折叠角度，同时通过plc控制柜控制伸缩机构带动搅拌管伸缩，使得搅拌管以特定的轨迹对熔炉中的熔铝进行搅拌，从而避免搅拌管发生碰撞导致变形损坏而影响该机器人使用寿命的情况发生，通过搅拌管配合软管与外部输料装置对熔炉中定点添加精炼剂，最后通过plc控制柜和手动操作杆可实现该机器人的全自动控制及半自动控制，进而减少劳动力并提高了熔铝的安全性能，达到简单方便高效精炼熔铝的效果。
附图说明
18.图1为本实用新型提出的履带式熔铝搅拌加精炼剂机器人结构立体图；
19.图2为本实用新型中折叠支腿机构的结构立体图；
20.图3为本实用新型提出的履带式熔铝搅拌加精炼剂机器人的局部结构正视图；
21.图4为本实用新型提出的履带式熔铝搅拌加精炼剂机器人的局部结构立体图。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1-4，履带式熔铝搅拌加精炼剂机器人，包括履带底盘10，履带底盘10上固定安装有回转平台11，还包括折叠支腿机构2，折叠支腿机构2对称且固定安装于履带底盘10的两侧，折叠支腿机构2用于选择性增大该机器人与地面之间的支撑受力点的间距，机械臂3固定安装于回转平台11的驱动端上，机械臂3的末端固定安装有伸缩机构4，机械臂3用于沿铅垂面调节伸缩机构4与履带底盘10之间的位置，伸缩机构4的驱动端上固定安装有搅拌管5，履带底盘10上固定安装有电动液压泵6，电动液压泵6的进油口和出油口通过管路与回转平台11、折叠支腿机构2和机械臂3的进油口和出油口连通，履带底盘10上固定安装有plc控制柜7，plc控制柜7上设置有手动操作杆，plc控制柜7通过导线与电动液压泵6和伸缩机构4的输入端电连接，搅拌管5靠近履带底盘10的一端通过软管与外部输料装置连通；通过履带底盘10配合折叠支腿机构2，使得该机器人底部支撑更加稳定且适合多种外部环境和复杂地面支撑及使用，同时折叠支腿机构2和机械臂3及搅拌管5均可相对于履带底盘10进行折叠调节，进而减小该机器人占用空间，通过plc控制柜7控制电动液压泵6的进油口和出油口液压流向及液压力，从而精准控制回转平台11、折叠支腿机构2和机械臂3的折叠角度，同时通过plc控制柜7控制伸缩机构4带动搅拌管5伸缩，使得搅拌管5以特定的轨迹对熔炉中的熔铝进行搅拌，从而避免搅拌管5发生碰撞导致变形损坏而影响该机器人使用寿命的情况发生，通过搅拌管5配合软管与外部输料装置对熔炉中定点添加精炼剂，最后通过plc控制柜7和手动操作杆可实现该机器人的全自动控制及半自动控制，进而减少人工参与熔铝过程并提高了该机器人的安全性能，达到简单方便高效精炼熔铝的效果。
24.优选的，折叠支腿机构2包括数量为四个的旋转座21、支撑架22和第一液压缸23，旋转座21沿水平方向转动安装于履带底盘10上，且四个旋转座21在履带底盘10的两侧呈对称分布，支撑架22沿铅垂面转动安装于旋转座21上，第一液压缸23一端与支撑架22铰接另一端与旋转座21铰接，第一液压缸23的进油口和出油口通过管路与电动液压泵6的进油口和出油口连通；通过旋转座21便于初步调节支撑架22相对于履带底盘10的水平角度，再通过第一液压缸23带动支撑架22围绕旋转座21旋转，并使得支撑架22对履带底盘10进行支撑受力，进一步使得该机器人适合多种外部环境和复杂地面支撑及使用，同时通过多个旋转座21及支撑架22对称设置于履带底盘10的两侧，避免该机器人受力不均导致发生倾斜而影响该机器人搅拌精度及使用寿命的情况发生。
25.优选的，支撑架22包括支杆221、支座222和弯折部223，支杆221沿铅垂面转动安装
于旋转座21上并与第一液压缸23的一端铰接，支杆221远离旋转座21的一端沿铅垂面转动安装有支座222，支座222靠近地面的一侧为平面，支座222上且位于其平面的边缘处设置有过渡的弯折部223；通过支撑架22采用支杆221、支座222和弯折部223配合使用，从而使得第一液压缸23带动支杆221围绕旋转座21旋转过程中支座222在重力的作用下与支杆221发生自适应偏转，进而使得支座222上的平面处于水平状态，即支座222与地面接触及支撑过程中受力面积最大且不易变形，同时通过支座222上的弯折部223避免支座222与地面接触时对地面造成破坏性损伤，进一步提高了该机器人的使用便利性及延长了其使用寿命。
26.优选的，机械臂3包括底座301、第一力臂302、第二液压缸303、第二力臂304、第三液压缸305、第一连接件306、第二连接件307、第三力臂308、第三连接件309、第四液压缸310和第四连接件311，底座301固定安装于回转平台11的驱动端上，第一力臂302铰接于底座301上，底座301上且位于第一力臂302的下方铰接有第二液压缸303，第二液压缸303远离底座301的一端与第一力臂302铰接，第二力臂304铰接于第一力臂302远离底座301的一端，第三液压缸305铰接于第一力臂302远离第二液压缸303的一侧，第一力臂302上铰接有第一连接件306，第一连接件306与第三液压缸305远离第一力臂302一端铰接，第一连接件306上铰接有与第二力臂304铰接的第二连接件307，第二力臂304远离第一力臂302的一端铰接有第三力臂308，第三力臂308上铰接有第三连接件309，第二力臂304上铰接有与第三连接件309远离第三力臂308一端铰接的第四液压缸310，第三连接件309与第四液压缸310的铰接点上铰接有与第二力臂304铰接的第四连接件311，第二液压缸303、第三液压缸305和第四液压缸310的进油口和出油口通过管路与电动液压泵6的进油口和出油口连通，第一力臂302、第二液压缸303、第二力臂304、第三液压缸305、第一连接件306、第二连接件307、第三力臂308、第三连接件309、第四液压缸310和第四连接件311的转动面均在同一铅垂面内，伸缩机构4平行设置于第三力臂308上；通过第二液压缸303、第三液压缸305和第四液压缸310分别调节底座301与第一力臂302之间的折叠夹角、第一力臂302与第二力臂304之间的折叠夹角和第二力臂304与第三力臂308之间的折叠夹角，进而对伸缩机构4及搅拌管5与履带底盘10上回转平台11的位置进行精准调节，同时通过第一连接件306和第二连接件307与第三连接件309和第四连接件311分别对第一力臂302与第二力臂304和第二力臂304与第三力臂308之间的力进行变胞机构式调节及传动，进而增加该机械臂3调节过程中的受力支点及受力支点之间的间距，避免该机械臂3调节过程中局部应力过大而导致该机械臂3变形损坏影响该机器人搅拌精度及使用寿命的情况发生。
27.优选的，通过第一连接件306、第二连接件307、第三连接件309和第四连接件311的数量均为两个，且第一连接件306、第二连接件307、第三连接件309和第四连接件311分别在第一力臂302、第二力臂304和第三力臂308的两侧以铅垂面为中心面呈对称分布，从而使得该第一力臂302、第二力臂304和第三力臂308在调节过程中其两侧受力更加均匀，避免其受力不均导致该机械臂3铰接位置易变形损坏影响该机器人搅拌精度及使用寿命的情况发生。
28.优选的，伸缩机构4包括伺服电机41、丝杠42和直线滑动模组43，伺服电机41固定安装于第三力臂308上，丝杠42相对于第三力臂308平行设置并与伺服电机41传动连接，第三力臂308上固定安装有与丝杠42相适配的轴承座，丝杠42的直线驱动端固定安装有与第三力臂308连接的直线滑动模组43，直线滑动模组43上相对于第三力臂308平行且固定安装
有搅拌管5，plc控制柜7通过导线与伺服电机41的输入端电连接；通过plc控制柜7控制伺服电机41精准启停，从而控制丝杠42带动搅拌管5相对于第三力臂308直线伸缩，进而精准调节搅拌管5与第三力臂308及履带底盘10之间的位置，避免搅拌管5在搅拌过程中发生磕碰导致变形损坏而影响该机器人使用寿命的情况发生，同时通过直线滑动模组43对丝杠42的驱动端及搅拌管5进行导向及固定，避免搅拌管5在调节过程中对丝杠42产生非轴向作用力而影响该伸缩机构4驱动精度和该机器人搅拌精度及使用寿命的情况发生。
29.优选的，通过丝杠42采用滚珠丝杠，从而降低丝杠42的驱动阻力并提高丝杠42的驱动精度，进一步提高搅拌管5的调节稳定性及调节精度，避免搅拌管5调节精度差而影响该机器人搅拌精度及使用寿命的情况发生。
30.优选的，通过直线滑动模组43的数量为两个，且两个直线滑动模组43在丝杠42的直线驱动端的两侧呈对称分布，进一步使得丝杠42在驱动过程中两个直线滑动模组43对其非轴向作用力进行对称式抵消，更进一步提高搅拌管5的调节稳定性及调节精度，避免搅拌管5调节精度差而影响该机器人搅拌精度及使用寿命的情况发生。
31.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。