一种重型防爆龙门桁架机器人

技术领域

本发明涉及一种废旧轮胎裂解装备，特别涉及一种重型防爆龙门桁架机器人。

背景技术

对于近年来，随着我国汽车工业的快速发展，轮胎工业也进入了一个急速增长时期，我国已成世界轮胎生产和消费大国。但是随之而来的废弃的轮胎如何储存、如何降解就成了各国急迫需要解决的问题。现有的废旧轮胎降解可通过将轮胎放入裂解炉裂解后实现废旧轮胎循环利用。在轮胎的裂解过程中，整个工厂都需要为防爆环境，所以，所有的设备都需要防爆设计。并且，在轮胎的裂解过程中，轮胎批量裂解重量很大，在设计设备的过程中如何实现在裂解的过程中保证安全是急需解决的技术问题。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供一种结构简单可靠、安全性高、成本低的用于将轮胎输送到裂解炉内进行裂解的重型防爆龙门桁架机器人。

本发明的技术方案为：

一种重型防爆龙门桁架机器人，包括抓手机构和与抓手机构连接的提升机构；所述抓手机构包括抓手支架、抓手和抓手驱动机构，所述抓手驱动机构固定在抓手支架上，所述抓手驱动机构的输出端与抓手连接，驱动抓手在抓手支架上往复运动；所述提升机构包括Y轴横梁、伺服电机、涡轮蜗杆减速机、氮气平衡杆组件和Z轴竖梁，所述Z轴竖梁与抓手支架垂直且固定连接，所述涡轮蜗杆减速机和氮气平衡杆组件设置在Y轴横梁上驱动Z轴竖梁在Y轴横梁上上下移动。

进一步的，所述抓手支架设置为矩形，所述抓手驱动机构设置为若干个且矩阵对称排列于抓手支架上，所述抓手设置为与抓手驱动机构相对应的若干个。

进一步的，所述抓手驱动机构设置为耐高温驱动气缸，所述抓手支架上设置有抓手导轨，所述耐高温驱动气缸的输出端与抓手连接驱动抓手在抓手导轨上水平移动。

进一步的，所述抓手导轨上设置有抓手导轨制动器。

进一步的，伺服电机设置为带抱闸伺服电机，所述带抱闸伺服电机的输出端与涡轮蜗杆减速机连接。

进一步的，所述氮气平衡杆组件包括氮气罐和与氮气罐连接的平衡杆筒，所述平衡杆筒的输出端与Z轴竖梁固定连接。

进一步的，所述Z轴竖梁设置有Z轴竖梁导轨，Z轴竖梁导轨上设置有Z轴竖梁导轨制动器。

更进一步的，所述Z轴竖梁导轨设置为滚轮导轨。

进一步的，还包括横向行走机构和纵向行走机构，所述横向行走机构包括横架、X轴横向行走滑板和横向行走驱动机构，所述X轴横向行走滑板与Y轴横梁垂直固定连接，所述横向行走驱动机构驱动X轴横向行走滑板在横架上移动，进一步带动Z轴竖梁横向移动；所述纵向行走机构包括滑架和纵向行走驱动机构，所述滑架与Z轴竖梁连接，所述纵向行走驱动机构驱动滑架在Y轴横梁上移动，进一步带动Z轴竖梁纵向移动。

进一步的，还包括裂解笼，所述裂解笼设置为顶部开口，截面为对称设置的十边形结构。

进一步的，所述裂解笼上设置有与抓手相对应的挂钩。

本发明所达到的有益效果为：

1、本发明中的一种重型防爆龙门桁架机器人，抓手驱动机构优选耐高温驱动气缸。裂解笼由于不断处于高温、低温环境中导致裂解笼挂钩变形异常严重，这对抓手的要求大大增强。气缸本身属于可压缩纯机械机构，既解决了裂解笼变形的问题又能更好的满足防爆要求。并且，设置抓手导轨制动器，在抓手钩住裂解笼运动的过程中，在断气断电的情况下可牢牢锁住，有效防止裂解笼的掉落，保证了运行的安全。

2、本发明中的一种重型防爆龙门桁架机器人，采用涡轮蜗杆减速机，涡轮蜗杆具有自锁功能，保证了运行过程中的安全。

3、本发明中的一种重型防爆龙门桁架机器人，目前市面上防爆伺服电机绝大部分功率较小，部分大功率防爆伺服电机被国外极少数厂商垄断，价格奇高，带抱闸伺服电机本身具有制动作用，一定程度上具有较高的安全性。采用氮气平衡杆组件在使用的过程中提供一个反作用力，起到一个防护作用。另外，在使用的过程中可大大降低伺服电机的输出力，从而减少电机的功率。电机的型号就可以相应的减小，价格也会大大降低，降低成本。另外，采用氮气平衡杆组件无需外动力设备，节省能源，增加设备上下启动、停止时稳定性。

4、本发明中的一种重型防爆龙门桁架机器人，设置Z轴竖梁导轨制动器，可对竖直方向提供一个有效的安全保障。采用滚轮导轨，承重好，可进一步保证设备整体的安全性能。

综上，本发明中的一种重型防爆龙门桁架机器人，在竖直方向选择了带抱闸伺服电机、蜗轮蜗杆减速机、氮气平衡杠组件、导轨制动器，在断电的情况下，电机会抱住，为本发明提供第一层防护。氮气平衡杠组件，只要氮气罐里面有氮气，就会一直提供一个向上的力，也起到防护作用，为本发明提供第二层防护。涡轮蜗杆减速机自锁功能，为本发明的第三层保护。最后，抓手导轨制动器和Z轴竖梁导轨制动器，在断气断电的情况下，导轨制动器会锁紧，为本发明提供第四层保护。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明侧面整体结构示意图。

图3是本发明去掉提升机构的立体图。

图4是本发明去掉提升机构的俯视图。

图5是本发明去掉提升机构的主视图。

图6是本发明带纵向行走机构和横向行走机构的结构示意图。

图7是图6中A部放大图。

其中，1、裂解笼；2、抓手支架；3、Z轴竖梁；4、Y轴横梁；5、涡轮蜗杆减速机；6、平衡杆筒；7、氮气罐；8、抓手导轨制动器；9、耐高温驱动气缸；10、抓手；11、挂钩；12、带抱闸伺服电机；13、横架；14、X轴横向行走滑板；15、滑架。

具体实施方式

为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1-7所示，一种重型防爆龙门桁架机器人，从上到下依次包括提升机构、抓手机构和裂解笼1。所述提升机构与抓手机构固定连接且驱动抓手机构运动，所述抓手机构与裂解笼1可拆卸连接。

具体的，所述抓手机构包括抓手支架2、抓手导轨、抓手导轨制动器8、耐高温驱动气缸9和抓手10。所述抓手支架2设置为矩形结构，所述抓手导轨、抓手导轨制动器8、耐高温驱动气缸9和抓手10设置为四组，四组分别对称设置于抓手支架2的四个角上。

所述抓手导轨固定在抓手支架2上，所述爪手导轨制动器8设置在抓手导轨上。所述耐高温驱动气缸9固定在抓手支架2上，耐高温驱动气缸9的输出端与抓手10连接。所述耐高温驱动气缸9的型号为日本SMC耐高温气缸，CA2T63-50Z-XB6。在具体的使用过程中，耐高温驱动气缸9驱动抓手10在抓手导轨上水平运动。采用气缸来推动，气缸本身具有可压缩性，在其行程内碰到挂钩后可被动停止，此停止位置即安全位置，就可以提升。同时，由于在裂解过程中温度很高，普通的传感器不能使用。采用气缸推动这种方式，无需传感器，结构很简单，价格便宜，性价比高，运行也稳定。在运行过程中，由于裂解笼1里面的轮胎所放的位置不确定，可能会造成重心不稳，在运行过程如果突然断气，那么很有可能整个裂解笼掉落，设置抓手导轨制动器8后，能够使其在断气后锁住，不让其移动，从而保证安全。

所述提升机构包括Y轴横梁4、带抱闸伺服电机12、涡轮蜗杆减速机5、氮气平衡杆组件、Z轴竖梁3、Z轴竖梁导轨制动器和滚轮导轨。所述滚轮导轨固定在Z轴竖梁上。裂解笼1盛放轮胎后，在竖直方向上，受力很大，裂解笼1加轮胎的重量就3吨，再加上Z轴竖梁3的重量，大约有5吨，所以采用了滚轮导轨，承重好，进一步保证设备整体的安全性能。所述Z轴竖梁导轨制动器设置在滚轮导轨上，Z轴竖梁导轨制动器，在断气断电的情况下，为设备整体提供进一步的安全保证。

所述Y轴横梁4平行设置为两根，所述Z轴竖梁3设置于两根Y轴横梁4之间。所述带抱闸伺服电机12的输出端与涡轮蜗杆减速机5连接。所述涡轮蜗杆减速机5设置为2组，其分别设置在Y轴横梁4上。通过齿轮齿条驱动Z轴竖梁3上下运动。

所述氮气平衡杆组件包括氮气罐7和与氮气罐7连接的平衡杆筒6，所述平衡杆筒6的输出端与Z轴竖梁3固定连接。氮气平衡杆组件的主要作用就是提供一个反作用力，减少电机的输出力，从而减少电机的功率，电机的型号就可以大大降低，价格也会极大降低。由于是在防爆环境中，防爆电机的功率都不是很大，所以这个氮气平衡杆组件就很好的解决了这个问题。采用氮气平衡杠组件，最大可平衡有效负载重量3000kg，极大减小了电机的功率，与传统相比节约能耗60％。

还包括横向行走机构和纵向行走机构，所述横向行走机构包括横架13，所述横架13上设置有横架导轨。还包括X轴横向行走滑板14和横向行走驱动机构，所述X轴横向行走滑板14与Y轴横梁4垂直固定连接，所述横向行走驱动机构驱动X轴横向行走滑板14在横架导轨上水平移动，进一步带动Z轴竖梁3横向移动。所述横向行走驱动机构包括不带抱闸伺服电机和与不带抱闸伺服电机连接的涡轮蜗杆减速机。

所述纵向行走机构包括滑架15和纵向行走驱动机构，所述滑架15与Z轴竖梁3连接，所述纵向行走驱动机构驱动滑架15在Y轴横梁4上移动，进一步带动Z轴竖梁3纵向移动。所述纵向行走驱动机构包括不带抱闸伺服电机和与不带抱闸伺服电机连接的涡轮蜗杆减速机。

所述裂解笼1由钢管焊接而成，设置为顶部开口，截面为对称设置的十边形结构。所述裂解笼1上设置有与抓手相对应的挂钩11。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。