屈鐵軍

（黑龍江省機(jī)械科學(xué)研究院，哈爾濱150040）

一種特殊翻轉(zhuǎn)鉤取送機(jī)構(gòu)的研究

屈鐵軍

（黑龍江省機(jī)械科學(xué)研究院，哈爾濱150040）

研制了一種特殊翻轉(zhuǎn)鉤送、取機(jī)構(gòu)，解決了特定空間狹小條件下物件取送問(wèn)題。其控制點(diǎn)少、取送動(dòng)作機(jī)構(gòu)二合一。

翻轉(zhuǎn)鉤送、取機(jī)構(gòu)；特定空間狹?。蛔詣?dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

1 特殊翻轉(zhuǎn)鉤取送機(jī)構(gòu)研究的技術(shù)背景

物件取送機(jī)構(gòu)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)物件定向，并適時(shí)把物件送到或取回到加工（輸送）位置上去的自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它是實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)、建立生產(chǎn)自動(dòng)線的基本條件之一。由于物件的多樣性，如物件的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)、物理性能的不同，所以物件取送執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類繁多。常規(guī)物件執(zhí)行機(jī)構(gòu)已得到廣泛應(yīng)用，但受條件限制，有些物件取送占用空間大，無(wú)法采用常規(guī)物件取送機(jī)構(gòu)，因此必須采用特殊的取送機(jī)構(gòu)。本機(jī)構(gòu)有效解決了特定空間狹小條件下物件取送問(wèn)題，尤其適用于各生產(chǎn)線、立體倉(cāng)庫(kù)及特殊條件下設(shè)備中物件的取送。

2 特殊翻轉(zhuǎn)鉤取送機(jī)構(gòu)的組成及實(shí)施方式

2.1 特殊翻轉(zhuǎn)鉤取送機(jī)構(gòu)的組成

本機(jī)構(gòu)是一種特殊取送自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本機(jī)構(gòu)解決了特定空間狹小條件下物件取送問(wèn)題?？刂泣c(diǎn)少、送（取）動(dòng)作機(jī)構(gòu)二合一。本機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)及減速機(jī)、電機(jī)座、底架、鉤芯組合1、活動(dòng)套、底座、滾珠絲杠傳動(dòng)副、滑動(dòng)導(dǎo)軌及滑塊副、聯(lián)軸器、彈性支承副、鉤芯組合2、導(dǎo)桿、電動(dòng)推桿等組成。

2.2 特殊翻轉(zhuǎn)鉤取送機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式

為了解決由于受條件限制，有些物件的取送空間占用大因此無(wú)法采用常規(guī)物件取送機(jī)構(gòu)問(wèn)題，本機(jī)構(gòu)的導(dǎo)桿和活動(dòng)套可以改變鉤芯組合1和鉤芯組合2狀態(tài)，使鉤芯組合1和鉤芯組合2變成推鉤和拉鉤，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)推或拉狀態(tài)，由傳動(dòng)副和底架等在底座上滑動(dòng)完成取送動(dòng)作。

（1）取物件。電動(dòng)推桿推動(dòng)導(dǎo)桿及活動(dòng)套使鉤芯組合1變成拉鉤，使之成為取物件狀態(tài)。電機(jī)及減速機(jī)安裝在電機(jī)座和底座上，電機(jī)及減速機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器使?jié)L珠絲杠傳動(dòng)副旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)底架直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)取物件運(yùn)動(dòng)。

（2）送物件。電動(dòng)推桿推動(dòng)導(dǎo)桿及活動(dòng)套使鉤芯組合2變成推鉤，使之成為送物件狀態(tài)。電機(jī)及減速機(jī)安裝在電機(jī)座和底座上，電機(jī)及減速機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器使?jié)L珠絲杠傳動(dòng)副旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)底架直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)送物件運(yùn)動(dòng)。

（3）特殊翻轉(zhuǎn)鉤取送機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。適用于特定空間狹小條件下物件的取送；控制點(diǎn)少，取送動(dòng)作機(jī)構(gòu)二合一；兩套本機(jī)構(gòu)組合可實(shí)現(xiàn)加大行程目的；兩套本機(jī)構(gòu)組合還可實(shí)現(xiàn)對(duì)左右兩側(cè)物件的取送。

3 特殊翻轉(zhuǎn)鉤取送機(jī)構(gòu)的有限元分析

在該機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，利用有限元對(duì)運(yùn)載裝具機(jī)械整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，既可有效利用原材料，降低制造成本，也可對(duì)設(shè)備運(yùn)行的固有振動(dòng)頻率進(jìn)行分析，從而在設(shè)計(jì)上避免出現(xiàn)共振現(xiàn)象。由于分析的機(jī)械結(jié)構(gòu)為小型架機(jī)構(gòu)，外界振動(dòng)對(duì)機(jī)構(gòu)的影響可能較大，所以對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)固有特性的分析非常重要。

采用有限元軟件對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析，得到機(jī)械結(jié)構(gòu)在空載、滿載工況下的最大變形和最大應(yīng)力。通過(guò)模態(tài)分析得到了前六階自振頻率和振型，根據(jù)低階頻率值分析系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，滿足剛度要求和應(yīng)用要求。

利用有限元方法對(duì)特殊翻轉(zhuǎn)鉤取送機(jī)構(gòu)中關(guān)鍵部件——螺旋傳動(dòng)副及絲杠端部螺紋連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，通過(guò)分析得出螺旋傳動(dòng)副最大應(yīng)力及分布位置。此外，還對(duì)容易出現(xiàn)疲勞破壞的絲杠端部連接螺栓進(jìn)行了疲勞強(qiáng)度分析，從而保證了系統(tǒng)中各個(gè)部件的可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，本機(jī)構(gòu)達(dá)到了特定空間狹小條件下物件取送的目的。解決了由于受條件的限制，有些物件取送空間占用大因此無(wú)法采用常規(guī)物件取送機(jī)構(gòu)的問(wèn)題?？煽啃詮?qiáng)，尤其適用于各生產(chǎn)線、立體倉(cāng)庫(kù)及特殊條件下設(shè)備中物件取送問(wèn)題。

（編輯昊 天）

TH 112

B

1002－2333（2014）05－0275－01

屈鐵軍（1983—），男，碩士學(xué)位，工程師，研究方向?yàn)槲枧_(tái)機(jī)械、特種機(jī)械設(shè)備、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)、智能機(jī)械手、多功能平臺(tái)等。

2014-03-07