[发明专利]一种刚柔耦合驱动的超大轴类锻件氧化皮在线清除机器人

权利要求书

1.一种刚柔耦合驱动的超大轴类锻件氧化皮在线清除机器人，其特征在于：包括重载操作机主体(1)、行走系统(2)、动臂提升系统(3)、夹钳系统(4)、动力系统(5)、氧化皮清除系统(6)和视觉识别系统(7)；

所述重载操作机主体包括前横梁(1.1)、前提升臂横梁(1.2)、后提升臂横梁(1.3)、侧板(1.4)、配重块(1.6)和导轨(1.7)，两个导轨(1.7)平行安装于地基(1.8)上，两个侧板(1.4)均通过安装在其下方的行走系统(2)分别与两个导轨(1.7)相接触，所述前横梁(1.1)和配重块(1.6)均固定安装与两个侧板(1.4)之间，且所述前横梁(1.1)位于侧板(1.4)的前部，所述配重块(1.6)位于侧板(1.4)的后部，所述前提升臂横梁(1.2)、后提升臂横梁(1.3)均可转动的安装于两个侧板(1.4)之间；

所述行走系统(2)包括行走五星液压马达(2.1)、行走马达联轴器(2.2)、行走钢轮(2.3)、行走编码器和液压制动器，在所述侧板(1.4)下表面的前后端均安装有行走五星液压马达(2.1)，所述行走钢轮(2.3)安装于侧板(1.4)下端的倒U形槽内，并通过马达联轴器(2.2)与五星液压马达(2.1)转动连接，所述行走编码器与行走钢轮(2.3)同轴安装，所述液压制动器安装在倒U形槽内，用于对行走钢轮(2.3)进行柔性制动；

所述动臂提升系统(3)包括前提升液压缸(3.2)、后提升液压缸(3.1)和提升臂(3.3)，所述前提升液压缸(3.2)和后提升液压缸(3.1)均有两个，且两个前提升液压缸(3.2)的上端分别铰接在机架前提升臂横梁(1.2)的左右两侧，两个前提升液压缸(3.2)的下端分别铰接在左右两个侧板(1.4)的下部，两个后提升液压缸(3.1)的上端分别铰接在后提升臂横梁(1.3)的左右两侧，两个后提升液压缸(3.1)的下端分别与左右两个侧板(1.4)的下部铰接，在所述前提升臂横梁(1.2)和后提升臂横梁(1.3)的左右两端分别铰接有一个提升臂(3.3)，所述提升臂(3.3)的下端铰接在夹钳架(4.1)上，在所述前提升液压缸(3.2)、后提升液压缸(3.1)的活塞杆端均固定安装有外置磁致伸缩位移传感器；

所述夹钳系统(4)包括夹钳架(4.1)、空心轴(4.2)、夹钳转盘(4.3)、夹钳编码器、夹钳旋转机构(4.7)和夹钳伸缩机构(4.8)，所述夹钳架(4.1)固定安装与两个侧板(1.4)之间，所述空心轴(4.2)可装动的安装于夹钳架(4.1)的内部凹槽内；所述夹钳转盘(4.3)安装于空心轴(4.2)的前端，所述夹钳旋转机构(4.7)包括齿轮盘(4.16)、啮合齿轮(4.17)和夹钳旋转五星液压马达(4.18)，所述夹钳旋转五星液压马达(4.18)有两个，分别位于空心轴(4.2)的左右两侧，且固定安装在夹钳架(4.1)上，所述啮合齿轮(4.17)固定安装在夹钳旋转五星液压马达(4.18)的输出轴上；所述齿轮盘(4.16)固定安装在空心轴(4.2)上并与啮合齿轮(4.17)相互配合，所述夹钳编码器固定安装在夹钳旋转五星液压马达(4.18)的输出轴上；所述夹钳伸缩机构(4.8)包括夹钳伸缩液压缸(4.11)、夹钳端部连杆(4.12)、夹钳中间连杆(4.13)、夹钳头部(4.14)和安装板(4.21)，所述夹钳伸缩液压缸(4.11)安装在夹钳架(4.1)的后端，所述夹钳伸缩液压缸(4.11)的活塞杆穿过空心轴(4.2)和夹钳转盘(4.3)固定连接在夹钳端部连杆(4.12)的中部，所述夹钳端部连杆(4.12)的两端均通过夹钳转动轴(4.15)依次转动连接有夹钳中间连杆(4.13)和夹钳头部(4.14)，所述夹钳头部(4.14)的中部通过夹钳转动轴(4.15)铰接在安装板(4.21)的前端，所述安装板(4.21)的后端与夹钳转盘(4.3)固定连接，在所述夹钳架(4.1)的前端通过紧固螺钉(4.9)固定安装有左右对称的两个梯形板件(4.4)，在所述夹钳架(4.1)两侧的伸出轴(4.10)上均转动连接有导向支撑轮(4.5)；

所述动力系统(5)包括液压站(5.1)和配电箱(5.2)，所述液压站(5.1)和配电箱(5.2)均固定安装在配重块(1.6)上，所述液压站(5.1)和配电箱(5.2)分别用于为机器人组成部件中的液压元件和电器元件提供动力；

所述氧化皮清除系统(6)有两组，分别安装在夹钳系统(4)左右两侧的梯形板件(4.4)上，所述氧化皮清除系统(6)包括底座(6.1)、对顶液压缸(6.2)、斜拉液压缸(6.3)、滑块(6.4)、长行程剪刀式伸缩架(6.5)、L形块(6.6)、齿轮齿条机构(6.7)、伸缩轴(6.8)、平行四边形末端清除机构(6.9)和柔性绳传动机构(6.0)，所述底座(6.1)、对顶液压缸(6.2)、滑块(6.4)和长行程剪刀式伸缩架(6.5)共同组成一号刚柔耦合伸缩机构，所述底座(6.1)固定安装在梯形板件(4.4)上，所述对顶液压缸(6.2)的两端分别通过第一销轴(6.11)和第二销轴(6.12)与底座(6.1)和滑块(6.4)铰接，所述斜拉液压缸(6.3)的一端通过第三销轴(6.13)铰接在底座(6.1)上，所述斜拉液压缸(6.3)的另一端通过第四销轴(6.14)铰接在长行程剪刀式伸缩架(6.5)的中部，所述滑块(6.4)与所述长行程剪刀式伸缩架(6.5)的底部通过第一销轴(6.11)转动连接并可沿底座(6.1)上的滑轨平移，所述长行程剪刀式伸缩架(6.5)由多个通过转动轴(6.16)转动连接的平行四边形机构组成，所述L形块(6.6)固定安装在长行程剪刀式伸缩架(6.5)的末端，所述齿轮齿条机构(6.7)中的齿条的前端与L形块(6.6)固定连接，后端则穿过底座(6.1)和梯形板件(4.4)活动放置在导向支撑轮(4.5)上，所述齿轮齿条机构(6.7)中的齿轮固定安装在齿条驱动电机(5.35)的输出轴上，所述齿条驱动电机(5.35)安装在夹钳架(4.1)上，所述伸缩轴(6.8)为套管式伸缩轴，且所述伸缩轴(6.8)的两端分别与底座(6.1)和L形块(6.6)固定连接，用于穿过所需线缆，所述平行四边形末端清除机构(6.9)包括两组相同的平行四边形杆(6.98)、钢丝刷(6.91)、前板(6.92)、清除电机和安装架(6.93)，所述两组相同的平行四边形杆(6.98)通过第一转动轴(6.94)与L形块(6.6)转动连接，所述两组相同的平行四边形杆(6.98)分别通过第一转动轴(6.94)、第二转动轴(6.95)、第三转动轴(6.96)、第四转动轴(6.97)实现共同动作，所述前板(6.92)安装在两组相同的平行四边形杆(6.98)的内侧，所述安装架(6.93)通过螺钉与前板(6.92)固定连接，所述清除电机固定安装在安装架(6.93)内，所述钢丝刷(6.91)通过联轴器与安装架(6.93)内部的清除电机转动连接，所述钢丝刷(6.91)安装在前板(6.92)的内侧，所述柔性绳传动机构(6.0)包括钢丝绳(6.01)和锁紧装置(6.02)，在所述两组相同的平行四边形杆(6.98)的后端设置有两个特殊销轴，且两个特殊销轴分别位于两组相同的平行四边形杆(6.98)的左右两侧，在所述特殊销轴的中部设置有特殊凹槽(6.04)，在所述特殊凹槽(6.04)处通过锁紧装置(6.02)转动连接有钢丝绳(6.01)的一端，两个钢丝绳(6.01)的另一端穿过底座(6.1)和梯形板件(4.4)分别缠绕在第一绕线电机(5.31)和第二绕线电机(5.32)的输出轴上；

所述视觉识别系统(7)包括曲柄滑块机构(7.1)、耐高温工业摄像头(7.2)和与一号刚柔耦合伸缩机构相同的二号刚柔耦合伸缩机构，所述二号刚柔耦合伸缩机构固定安装在前横梁(1.1)上，所述曲柄滑块机构(7.1)包括柔性绳一(7.11)、柔性绳二(7.12)、连杆一(7.13)、连杆二(7.14)、柔性绳轮(7.15)、视觉架(7.16)、导向杆(7.17)、横杆(7.18)和双向导向轮(7.19)，所述视觉架(7.16)固定安装在二号刚柔耦合伸缩机构中的长行程剪刀式伸缩架(6.5)前端，所述柔性绳轮(7.15)与双向导向轮(7.19)分别转动安装在视觉架(7.1)的前圆杆和后圆杆上，所述柔性绳一(7.11)和柔性绳二(7.12)的一端均固定在所述柔性绳轮(7.15)的前端，所述柔性绳一(7.11)和柔性绳二(7.12)的另一端分别绕过双向导向轮(7.19)的上轮和下轮缠绕至第三绕线电机(5.33)和第四绕线电机(5.34)的输出轴上，所述连杆一(7.13)的一端与柔性绳轮(7.15)固定连接，另一端与连杆二(7.14)转动连接，所述连杆二(7.14)的另一端与导向杆(7.17)转动连接，所述导向杆(7.17)安装在视觉架(7.16)上，且可沿视觉架(7.16)上对称的两孔进行上下移动，所述横杆(7.18)固定安装在视觉架(7.16)的端部，在所述横杆(7.18)的两端分别安装有一个耐高温工业摄像头(7.2)。