一种多自由度控制的粘性流体自动装车装置

技术领域

本发明涉及粘性流体装车技术领域，具体涉及一种多自由度控制的粘性流体自动装车装置。

背景技术

随着自动化技术的不断发展，各行业都在进行技术升级，以实现更高程度的自动化程度。目前，在流体装车领域，依旧以人工作业为主，需要工人爬上罐体，手动将管道插入到罐体的入口以便进行输入，工作效率很低，且增加了工人的操作风险；另外，大部分流体通常易挥发出有害气体，还会对工人的身体健康造成影响。基于以上问题，本发明提出一种多自由度控制的粘性流体自动装车装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多自由度控制的粘性流体自动装车装置，实现粘性流体输送管道与运输车辆罐口的自动对接，进而实现粘性流体自动装车。

本发明采用的技术方案为：

一种多自由度控制的粘性流体自动装车装置，包括机架、安装于机架上的粘性流体输送机构及控制粘性流体输送机构实现X Y Z方向移动的X向移动机构、Y向移动机构、Z向移动机构；

所述粘性流体输送机构包括设置有中间开口的输送固定板及设置于输送固定板的中间开口内的可伸缩输送管；

所述X向移动机构包括位于粘性流体输送机构左侧或右侧的推杆固定框架、设置于电动推杆固定框架中部的电动推杆及设置于粘性流体输送机构前侧和/或后侧的X向导轨，且所述电动推杆的推杆一端与通过Y向移动机构与粘性流体输送机构的一侧连接，所述X向导轨与机架固定连接，所述电动推杆能够推动粘性流体输送机构沿X向导轨左右移动；

所述Y向移动机构包括与输送固定板的左侧和/或右侧滑动连接的Y向导轨及设置于Y向导轨侧面的至少一组Y向驱动组件，所述Y向驱动组件能够驱动粘性流体输送机构沿Y向导轨前后移动；

所述Z向移动机构包括设置于输送固定板上且位于输送固定板的中间开口侧面的升降气缸，所述升降气缸的活塞杆一端与可伸缩输送管连接，所述升降气缸能够驱动粘性流体输送机构的可伸缩输送管在输送固定板的中间开口内伸缩。

进一步地，所述Y向导轨的底部设置有与X向导轨平行的连接梁，所述连接梁设置于X向导轨的内侧，且所述连接梁靠近X向导轨的一侧与X向导轨滑动连接。

进一步地，所述Y向驱动组件包括从外至内依次套设的外层板、中间层板、内层板以及固定于外层板一侧的驱动电机，且所述外层板及中间层板远离驱动电机的一侧设置有开口；

所述驱动电机的输出端设置有丝杠，所述中间层板靠近驱动电机的一端与丝杠螺纹连接，所述内层板远离驱动电机的一端与输送固定板连接；

所述外层板的内侧设置有第一齿条，所述内层板的外侧设置有第二齿条，所述中间层板上设置有与第一齿条、第二齿条啮合传动的齿轮。

进一步地，所述Y向导轨侧面的Y向驱动组件设置2组，2组Y向驱动组件关于Y向导轨的中线对称设置。

进一步地，所述Z向移动机构还包括导向板及伸缩导向杆，所述导向板固定设置于输送固定板上方且与可伸缩输送管的一端固定连接，所述伸缩导向杆的一端与导向板固定连接，所述伸缩导向杆的另一端与可伸缩输送管的另一端固定连接。

所述伸缩导向杆包括从外至内嵌套的外层导向管、中间层导向管及内层导向管，所述中间层导向管的顶部及内层导向管的顶部均套设有弹簧及挡头，所述外层导向管的底部及中间层导向管的底部均设置有用于阻挡中间层导向管及内层导向管顶部的弹簧及挡头脱出的挡盘

进一步地，所述推杆固定框架与X向导轨之间设置有能够使推杆固定框架翻转的翻转机构，所述翻转机构设置2组，2组翻转机构设置于X向导轨的外侧面。

进一步地，所述翻转机构包括翻转气缸、翻转固定板及翻转前推板，所述翻转固定板固定设置于X向导轨的外侧面，所述翻转气缸固定设置于翻转固定板的内侧面，所述翻转前推板滑动设置于翻转固定板的内侧面，所述翻转气缸的活塞杆一端与翻转前推板连接；

所述翻转前推板通过连接轴及轴承与推杆固定框架转动连接，且所述连接轴靠近翻转固定板的一侧设置有翻转连接臂，所述翻转连接臂的另一端设置有翻转滚轮，所述翻转固定板的内侧面设置有翻转路径凹槽，所述翻转滚轮位于翻转路径凹槽内，所述翻转气缸能够推动翻转前推板及推杆固定框架沿翻转固定板滑动且同时带动翻转滚轮沿翻转路径凹槽行进，进而带动连接轴转动实现推杆固定框架翻转。

进一步地，所述X向移动机构中电动推杆的推杆一端与Y向移动机构的一侧通过翻转齿轮组件连接，所述翻转齿轮组件包括与电动推杆的推杆一端固定连接的可伸缩连接板、与Y向导轨的一侧固定连接的固定连接板、设置于可伸缩连接板与固定连接板之间且分别与可伸缩连接板、固定连接板的端部键连接的第一翻转齿轮、第二翻转齿轮，所述可伸缩连接板、固定连接板靠近第一翻转齿轮、第二翻转齿轮的一侧设置有齿轮安装板，所述第一翻转齿轮与第二翻转齿轮的齿轮轴均与齿轮安装板转动连接且所述第一翻转齿轮与第二翻转齿轮啮合。

进一步地，所述可伸缩输送管为包括位于输送固定板上方的软管部分及位于软管部分下部且与软管部分对接的可伸缩直管部分，所述可伸缩输送管的软管部分及可伸缩直管部分均内层输送管与外层加热管的双层套管。

进一步地，所述粘性流体输送机构还包括设置在可伸缩输送管底端的抽气组件，所述抽气组件包括负压空腔、位于负压空腔顶部且与负压空腔连通的抽风风机及位于负压空腔底部且与负压空腔连通的锥形空腔，所述可伸缩输送管的可伸缩直管部分伸入负压空腔及锥形空腔内且可伸缩直管部分的底端伸出锥形空腔外，所述负压空腔的顶部与可伸缩输送管的一端及Z向移动机构固定连接。

本发明的有益效果为：

(1)本发明所提供的一种多自由度控制的粘性流体自动装车装置，通过X向、Y向、Z向移动机构实现了粘性流体输送机构的XYZ向移动，从而能够实现粘性流体输送机构的输送管与待装车罐体对接，其自动化程度高、工作效率高；

(2)本发明所提供的一种多自由度控制的粘性流体自动装车装置，其Y向移动机构通过多层嵌套的Y向移动组件实现了粘性流体输送机构的长行程移动；

(3)本发明所提供的一种多自由度控制的粘性流体自动装车装置，通过在X向移动机构侧面设置翻转机构，能够将X向移动机构的推杆固定框架进行90°翻转，可以在不使用时，节省占用空间。

附图说明

为了清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的自动装车主体部分的结构示意图；

图3为粘性流体输送机构及Z向移动机构的结构示意图；

图4为图3的剖视图；

图5为伸缩导向杆的结构示意图；

图6为Y向移动机构的结构示意图；

图7为Y向驱动组件的结构示意图；

图8为翻转机构的结构示意图；

图9为翻转固定板的结构示意图；

图10为翻转齿轮组件的结构示意图。

图中标注：

1.机架；11.机架支腿；12.机架横梁；

2.粘性流体输送机构；21.输送固定板；22.可伸缩输送管；221.软管部分；222.可伸缩直管部分；23.负压空腔；24.抽风风机；25.锥形空腔；

3.X向移动机构；31.电动推杆固定框架；32.电动推杆；33.X向导轨；34.X向限位板；35.连接梁；

4.Y向移动机构；41.Y向导轨；42.外层板；43.中间层板；44.内层板；45.驱动电机；46.丝杠；47.第一齿条；48.第二齿条；49.Y向传动齿轮；

5.Z向移动机构；51.升降气缸；52.导向板；53.伸缩导向杆；531.外层导向管531；532.中间层导向管；533.内层导向管；534.弹簧；

6.翻转机构；61.翻转气缸；62.翻转固定板；63.翻转前推板；64.连接轴；65.翻转连接臂；66.翻转路径凹槽；

7.翻转齿轮组件；71.可伸缩连接板；72.固定连接板；73.第一翻转齿轮；74.第二翻转齿轮；75.齿轮安装板。

具体实施方式

本发明提供了一种多自由度控制的粘性流体自动装车装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明进行详细说明：

参照图1及图2，本实施例提供一种多自由度控制的粘性流体自动装车装置，包括机架1及安装于机架1上的自动装车主体部分，所述自动装车主体部分包括粘性流体输送机构2及控制粘性流体输送机构实现X Y Z方向移动的X向移动机构3、Y向移动机构4、Z向移动机构5；上述机架1包括机架支腿11及安装于机架支腿上方的机架横梁12，上述粘性流体输送机构2、X向移动机构3、Y向移动机构4、Z向移动机构5均位于机架横梁12下方。

参照图3及图4，上述粘性流体输送机构2包括设置有中间开口的输送固定板21、设置于输送固定板的中间开口内的可伸缩输送管22及设置在可伸缩输送管底端的抽气组件。其中，上述可伸缩输送管22包括位于输送固定板上方的软管部分221及位于软管部分下部且与软管部分对接的可伸缩直管部分222，且上述可伸缩输送管的软管部分通过法兰与工厂的粘性流体输出端对接，上述可伸缩直管部分具体由三段不同直径的硬质直管嵌套形成三级伸缩管(即包括最外层、中间层及最内层)，其底部用于与运输车罐体对接，上述可伸缩输送管的软管部分及可伸缩直管部分的中间层均为设置有内层输送管与外层加热管的双层套管，便于对粘性流体进行加热，保证粘性流体的流动状态，使其输送通畅；上述抽气组件包括负压空腔23、位于负压空腔23顶部且与负压空腔23连通的抽风风机24及位于负压空腔底部且与负压空腔连通的锥形空腔25，且锥形空腔25的外圈设置有若干个气孔，可增大抽气面积，提高抽气效率，上述可伸缩输送管22的可伸缩直管部分221伸入负压空腔23及锥形空腔25内且可伸缩直管部分221的底端伸出锥形空腔外，且可伸缩直管部分221的最外层与负压空腔23顶部固定连接，可伸缩直管部分221的最内层与下述的导向板52固定连接，上述抽气组件的锥形空腔的锥形口能够卡入运输车罐体的进口，将运输车罐体的气体抽取，便于流体从工厂的粘性流体输出端流入运输车罐体内。

在上述粘性流体输送机构中，由于工厂的粘性流体输出端是固定的，因此将可伸缩输送管设计为软管部分及可伸缩直管部分，利用X、Y、Z向移动机构对可伸缩直管部分进行移动调整使其与运输车罐体的进口对接，在可伸缩直管部分移动过程中，尤其是沿X方向及Y方向移动过程中，软管部分也随之移动，但不影响软管部分与工厂的粘性流体输出端的连接。

参照图2，上述X向移动机构3包括位于粘性流体输送机构左侧的推杆固定框架31、设置于电动推杆固定框架31中部的电动推杆32及设置于粘性流体输送机构前侧、后侧的X向导轨33，X向导轨33远离推杆固定框架的一端设置有X方向限位板34；具体地，上述X向导轨33与机架固定连接，上述电动推杆32的一端通过下述Y向导轨41与输送固定板连接，且上述X向导轨33的内侧设置有与X向导轨平行的连接梁35，该连接梁35固定于下述Y向导轨41的底部，且所述连接梁35靠近X向导轨的一侧设置有与X向导轨相配合的X向滑轮，通过电动推杆32能够推动粘性流体输送机构2及Y向移动机构3一同沿X向导轨33左右移动。

参照图6及图7，上述Y向移动机构4包括与输送固定板的左侧及右侧滑动连接的Y向导轨41及设置于每条Y向导轨41侧面的2组Y向驱动组件，且2组Y向驱动组件关于Y向导轨的中线对称设置；上述Y向驱动组件能够驱动粘性流体输送机构沿Y向导轨41前后移动。

具体地，每组上述Y向驱动组件包括从外至内依次套设的外层板42、中间层板43、内层板44以及固定于外层板42一侧的驱动电机45，且外层板42及中间层43板远离驱动电机45的一侧设置有开口；上述驱动电机42的输出端设置有丝杠46，中间层板43靠近驱动电机42的一端与丝杠46螺纹连接，内层板44远离驱动电机42的一端与输送固定板21连接；另外，外层板42的内侧设置有第一齿条47，内层板44的外侧设置有第二齿条48，中间层板43上设置有与第一齿条、第二齿条啮合传动的Y向传动齿轮49。

在上述Y向移动机构中，当需要对粘性流体输送机构进行Y向调整时，需控制每条Y向导轨侧面的2组Y向驱动组件的驱动电机同时转动，在丝杠及齿条、齿轮的作用下，使2组Y向驱动组件的内层板同向移动，从而带动粘性流体输送机构的输送固定板移动，即带动粘性流体输送机构的可伸缩输送管移动。

参照图3-5，上述Z向移动机构5包括升降气缸51、导向板52及伸缩导向杆53，上述升降气缸51及伸缩导向杆53均设置2组，上述导向板52固定设置于输送固定板21上方且与可伸缩输送管的可伸缩直管部分固定连接；上述2组升降气缸51固定于输送固定板上且位于输送固定板的中间开口的两侧，上述升降气缸51的活塞杆一端向下与负压空腔23顶部固定连接；上述2组伸缩导向杆53的一端均与导向板52固定连接且位于输送固定板的中间开口的两侧，上述伸缩导向杆53的另一端与负压空腔23固定连接。上述升降气缸51能够驱动粘性流体输送机构2的可伸缩输送管在输送固定板的中间开口内伸缩，从而与其下方的运输车罐体的进口对接。

另外，上述伸缩导向杆53具体包括从外至内嵌套的外层导向管531、中间层导向管532及内层导向管533，其中，外层导向管531与导向板53固定连接，内层导向管533底端与负压空腔23顶部固定连接，且中间层导向管532的顶部及内层导向管533的顶部均套设有弹簧534，另外，中间层导向管532的顶部及内层导向管533的顶部还设置有挡头、外层导向管531的底部及中间层导向管532的底部设置有挡盘，防止其伸出时脱离。通过上述伸缩导向杆不仅保证输送管升降过程中不发生偏移，而且还能够缓冲升降气缸在达到行程尽头时产生的冲击。

参照图8及图9，上述推杆固定框架31与X向导轨33之间设置有能够使推杆固定框架翻转的翻转机构6，所述翻转机构6设置2组，2组翻转机构6设置于X向导轨33的外侧面。

具体地，上述翻转机构6包括翻转气缸61、翻转固定板62及翻转前推板63，上述翻转固定板62固定设置于X向导轨的外侧面，上述翻转气缸61固定设置于翻转固定板62的内侧面，上述翻转前推板63滑动设置于翻转固定板62的内侧面，上述翻转气缸61的活塞杆一端与翻转前推板63连接；上述翻转前推板63通过连接轴64及轴承与推杆固定框架31转动连接，具体为连接轴64通过轴承与翻转前推板63转动连接，连接轴64靠近推杆固定框架31的一端与推杆固定框架31键连接，连接轴64靠近翻转固定板62的一端固定设置有翻转连接臂65，且上述翻转连接臂65的另一端设置有翻转滚轮，上述翻转固定板62的内侧面设置有翻转路径凹槽66，上述翻转滚轮位于翻转路径凹槽66内，上述翻转气缸61能够推动翻转前推板63及推杆固定框架31沿翻转固定板62滑动且同时带动翻转滚轮沿翻转路径凹槽66行进，进而带动连接轴64转动，从而带动推杆固定框架31翻转。上述翻转机构设置2组并安装在电动推杆固定架的两侧，2组翻转机构同时作用能够实现更加精准的翻转动作；且该机构可以通过使用较小行程的气缸实现翻转动作，其机构整体布置较为集中紧密，占用空间少。

另外，参照图10，为保证推杆固定框架能够实现翻转，在上述X向移动机构中电动推杆32的推杆一端与Y向导轨41的一侧通过翻转齿轮组件7连接，上述翻转齿轮组件7包括与电动推杆的推杆一端固定连接的可伸缩连接板71、与Y向导轨41的一侧固定连接的固定连接板72、设置于可伸缩连接板与固定连接板之间且分别与可伸缩连接板、固定连接板的端部键连接的第一翻转齿轮73、第二翻转齿轮74，上述可伸缩连接板、固定连接板靠近第一翻转齿轮、第二翻转齿轮的一侧设置有一块齿轮安装板75，且上述第一翻转齿轮73与第二翻转齿轮74的齿轮轴均与齿轮安装板75转动连接且上述第一翻转齿轮73与第二翻转齿轮74啮合。通过上述翻转机构及翻转齿轮组件能够实现在平动过程及翻转过程，保证推杆固定框架能够实现翻转，能够在不使用时减小占用空间。

另外，本实施例提供的一种多自由度控制的粘性流体自动装车装置，还包括控制器，且该控制器分别与X向移动机构、Y向移动机构、Z向移动机构及翻转机构的驱动部分电连接，即该控制器与X向移动机构的电动推杆、Y向移动机构的驱动电机、Z向移动机构的升降气缸及翻转机构的翻转气缸电连接，当需要进行粘性流体输送时，操作人员可首先将可伸缩输送管的软管部分与工厂的粘性流体输出端通过法兰对接，然后根据运输车罐体的进口的位置，通过控制器控制翻转机构将电动推杆固定框架打开使其处于水平状态，然后控制X向移动机构、Y向移动机构、Z向移动机构带动粘性流体输送机构进行移动，使粘性流体输送机构的可伸缩输送管的可伸缩直管部分与运输车罐体的进口对接。

需要说明的是，本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。