CN114919990A - 转运执行机构及固体火箭发动机氧化剂安全自动转运装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固体火箭发动机氧化剂的安全处理系统，具体地说是一种转运执行机构及固体火箭发动机氧化剂安全自动转运装置，包括真空干燥设备、真空干燥贮存传输线、转运执行机构、氧化剂原料桶及外部传输线，真空干燥贮存传输线固定设置于真空干燥设备内部箱体下壁板。本发明可实现固体火箭发动机氧化剂来料后安全自动转运至真空干燥设备内，干燥完成后从真空干燥设备安全自动转运至其他设备，避免了人工面对面操作，提高了转运过程的安全性；同时，采用自动转运装置提高了转运的效率；具有模块化组成、结构简单、可靠性高、便于维护保养等优点。

Description

转运执行机构及固体火箭发动机氧化剂安全自动转运装置

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机氧化剂的安全处理系统，具体地说是一种转运执行机构及固体火箭发动机氧化剂安全自动转运装置。

背景技术

目前，国内固体火箭发动机氧化剂从进出真空干燥设备均通过手工方式人工参与完成或半自动方式辅助操作。氧化剂是危险火工品，且具有一定的毒性，直接面对面操作存在较大的安全风险，可能会导致人员身体健康受到损害，甚至导致严重的生产安全事故。此外，人工操作或半自动助力方式存在生产效率低下，产品质量一致性容易受到人为因素影响。

发明内容

针对采用手工方式或半自动方式操作固体火箭发动机氧化剂进出真空干燥设备而存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种转运执行机构及固体火箭发动机氧化剂安全自动转运装置。该转运装置可以实现氧化剂原料自动转运至氧化剂真空干燥设备内，实现多桶原料的真空干燥贮存；在完成真空干燥工序后，可通过自动传输线转运至下一工序。整个过程无人工干预，可实现运控隔离操作，安全性和生产效率高。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的转运执行机构包括水平移动动力源、水平移动直线模组、精密转台、转台动力源、料桶夹紧座、料桶夹持气缸、夹持组件、升降架、升降动力源、螺旋升降机及升降固定架，其中螺旋升降机安装于升降固定架上，所述螺旋升降机的输入端与升降动力源相连，所述螺纹升降机的输出端连接有升降架；所述水平移动直线模组安装在升降架上，所述水平移动动力源与水平移动直线模组的输入端相连，所述水平移动直线模组的输出端连接有精密转台；所述精密转台的输入端与转台动力源连接，所述料桶夹紧座的一侧与精密转台的输出端相连，所述料桶夹紧座另一侧的左右两端均安装有料桶夹持气缸，每个所述料桶夹持气缸的输出端均连接有夹持组件；所述升降动力源驱动螺旋升降机带动升降架实现升降，所述水平移动动力源驱动水平移动直线模组带动精密转台水平往复移动，所述转台动力源驱动精密转台带动料桶夹紧座旋转，所述料桶夹持气缸驱动夹持组件伸缩。

其中：所述升降动力源包括升降精密行星减速器及升降驱动伺服电机，所述升降驱动伺服电机、升降精密行星减速器及螺旋升降机依次固接，所述升降驱动伺服电机与升降精密行星减速器的输入端相连，所述升降精密行星减速器的输出端与螺旋升降机的输入端连接，所述螺旋升降机的输出端固接有升降机转接法兰，所述升降架与升降机转接法兰相连。

所述升降固定架上安装有升降导轨，所述升降架上安装有与升降导轨滑动连接的升降滑块；所述升降固定架的底部安装有地脚板，所述升降固定架的前后两侧均固接有加强架板。

所述水平移动动力源包括水平移动减速器及水平移动伺服电机，所述水平移动减速器通过减速器转接座与水平移动直线模组固接，所述水平移动伺服电机与水平移动减速器固接，所述水平移动减速器的输入端与水平移动伺服电机连接，所述水平移动减速器的输出端通过联轴器与水平移动直线模组的输入端相连。

所述水平移动直线模组的输出端连接有转台连接板，所述精密转台安装于转台连接板上；所述转台连接板的一侧与作为水平移动直线模组输出端的滑块连接，所述转台连接板的另一侧安装有水平滚珠滑块，所述水平滚珠滑块与固接于升降架上的水平移动导轨滑动连接。

所述转台动力源为转台驱动电机，所述转台驱动电机与精密转台固定连接，所述精密转台的输入端与转台驱动电机连接，所述精密转台的输出端连接有旋转座板，所述料桶夹紧座安装于旋转座板上。

所述料桶夹紧座的一侧安装有配重块，所述料桶夹紧座的另一侧呈“U”形，所述“U”形开口端的左右两侧均安装有所述料桶夹持气缸。

所述夹持组件包括气缸推板、料桶夹块及料桶夹指，所述气缸推板的一侧与料桶夹持气缸的输出端相连，所述气缸推板的另一侧设有料桶夹块，所述料桶夹块上安装有用于夹持料桶的料桶夹指。

所述气缸推板另一侧的上下两端对称设有两组料桶夹块，每组中的两个所述料桶夹块前后对称设置；每个所述料桶夹块用于安装料桶夹指的表面均为斜面，每组中的两个所述料桶夹块的斜面在水平面的投影呈“八”字形；所述料桶夹指为方块状，每组中两个所述料桶夹块上安装的料桶夹指夹持料桶的夹持面在水平面的投影呈“八”字形。

本发明的固体火箭发动机氧化剂安全自动转运装置，包括真空干燥设备、真空干燥贮存传输线、氧化剂原料桶、外部传输线及转运执行机构，所述真空干燥贮存传输线安装于真空干燥设备内部，所述转运执行机构及外部传输线均位于真空干燥设备的外部，所述转运执行机构位于真空干燥贮存传输线与外部传输线之间，所述转运执行机构具有升降、水平移动、旋转及夹持四个自由度，通过所述外部传输线输送的氧化剂原料桶经转运执行机构转运至真空干燥贮存传输线上。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明的转运执行机构具有四个自由度，可实现对不同直径、不同重量氧化剂原料料桶的夹持，并适应外面传输机构与真空干燥箱内部贮存机构的高度差。

2.本发明的自动转运装置占地体积小，结构紧凑，对真空干燥设备的开门和关门均无干涉，可实现不同尺寸真空干燥设备的转运，且能适应真空干燥设备内的氧化剂原料的多层组合排列，功能适应性强。

3.本发明的自动转运装置完全采用自动化方式实现氧化剂原料桶的自动转运，实现远控隔离操作，产品质量不受人为因素影响，避免了人工面对面操作，提高了转运过程的安全性；同时，采用自动转运装置提高了转运的效率具有模块化组成、结构简单、可靠性高、便于维护保养等优点。

4.本发明的自动转运装置

附图说明

图1为本发明转运执行机构的立体结构示意图；

图2为本发明转运执行机构的结构右视图；

图3为本发明固体火箭发动机氧化剂安全自动转运装置的立体结构示意图；

其中：1为真空干燥设备，2为真空干燥贮存传输线，3为转运执行机构，4为氧化剂原料桶，5为外部传输线，6为水平移动直线模组，7为联轴器，8为减速器转接座，9为水平移动减速器，10为转台连接板，11为水平移动伺服电机，12为转台驱动电机，13为水平移动导轨，14为水平滚珠滑块，15为精密转台，16为配重块，17为旋转座板，18为料桶夹紧座，19为气缸推板，20为料桶夹块，21为料桶夹指，22为气缸转接板，23为料桶夹持气缸，24为升降架，25为升降导轨，26为升为降滑块，27为升降固定架，28为加强架板，29为地脚板，30为螺旋升降机，31为升降精密行星减速器，32为升降驱动伺服电机，33为升降机转接法兰。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1、图2所示，本发明的转运执行机构3包括水平移动动力源、水平移动直线模组6、精密转台15、转台动力源、料桶夹紧座18、料桶夹持气缸23、夹持组件、升降架24、升降动力源、螺旋升降机30及升降固定架27，其中螺旋升降机30安装于升降固定架27上，螺旋升降机30的输入端与升降动力源相连，螺纹升降机30的输出端连接有升降架24；水平移动直线模组6安装在升降架24上，水平移动动力源与水平移动直线模组6的输入端相连，水平移动直线模组6的输出端连接有精密转台15；精密转台15的输入端与转台动力源连接，料桶夹紧座18的一侧与精密转台15的输出端相连，料桶夹紧座18另一侧的左右两端均安装有料桶夹持气缸23，每个料桶夹持气缸23的输出端均连接有夹持组件。升降动力源驱动螺旋升降机30带动升降架24实现升降，水平移动动力源驱动水平移动直线模组6带动精密转台15水平往复移动，转台动力源驱动精密转台15带动料桶夹紧座18旋转，料桶夹持气缸23驱动夹持组件伸缩；因此，本实施例的夹持组件具有升降、水平移动、旋转及夹持四个自由度，能够实现四种功能。

本实施例的升降动力源包括升降精密行星减速器31及升降驱动伺服电机32，升降驱动伺服电机32、升降精密行星减速器31及螺旋升降机30依次固接，升降驱动伺服电机32与升降精密行星减速器31的输入端相连，升降精密行星减速器31的输出端与螺旋升降机30的输入端连接，螺旋升降机30的输出端固接有升降机转接法兰33，升降架24与升降机转接法兰33相连。升降固定架27上安装有升降导轨25，升降架24上安装有与升降导轨25滑动连接的升降滑块26，螺旋升降机30带动升降架24沿升降导轨25上下升降。本实施例的升降固定架27呈长方体框架，升降固定架底部的四角分别安装有地脚板29，通过调整地脚板29可以使升降架24上安装的水平移动直线模组6保持水平。升降固定架27的前后两侧均固接有加强架板28。

本实施例的水平移动动力源包括水平移动减速器9及水平移动伺服电机11，水平移动减速器9通过减速器转接座8与水平移动直线模组6固接，水平移动伺服电机11与水平移动减速器9固接，水平移动减速器9的输入端与水平移动伺服电机11连接，水平移动减速器9的输出端通过联轴器7与水平移动直线模组6的输入端相连。水平移动直线模组6的输出端为滑块，转台连接板10的一侧固接于滑块上，转台连接板10的另一侧安装有水平滚珠滑块14，水平滚珠滑块14与固接于升降架24上的水平移动导轨13滑动连接，水平移动导轨13与水平移动直线模组6等高平行设置。水平移动伺服电机11、水平移动减速器9驱动水平移动直线模组6带动转台连接板10沿水平移动导轨13往复移动。

本实施例的精密转台15固接于转台连接板10上，转台动力源为转台驱动电机12，转台驱动电机12与精密转台15固定连接，精密转台15的输入端与转台驱动电机12连接，精密转台15的输出端连接有旋转座板17，料桶夹紧座18安装于旋转座板17上。转台驱动电机12驱动精密转台15带动旋转座板17及安装于旋转座板17上的料桶夹紧座18旋转。

本实施例料桶夹紧座18的一侧安装有配重块16，使料桶夹紧座18在夹持料桶时保持平衡；通过更换不同重量的配重块16，可适用不同重量氧化剂原料桶的夹持。料桶夹紧座18的另一侧呈“U”形，“U”形开口端的左右两侧均安装有料桶夹持气缸23，每侧的料桶夹持气缸23均通过气缸转接板22与同侧的料桶夹紧座18固接。

本实施例的夹持组件包括气缸推板19、料桶夹块20及料桶夹指21，气缸推板19的一侧与料桶夹持气缸23的输出端相连，气缸推板19的另一侧设有料桶夹块20，料桶夹块20上安装有用于夹持料桶的料桶夹指21。

本实施例气缸推板19另一侧的上下两端对称设有两组料桶夹块20，每组中的两个料桶夹块20前后对称设置；每个料桶夹块20用于安装料桶夹指21的表面均为斜面，每组中的两个料桶夹块20的斜面在水平面的投影呈“八”字形。本实施例的料桶夹指21为方块状，每组中两个料桶夹块20上安装的料桶夹指21夹持料桶的夹持面在水平面的投影也呈“八”字形。左右两组夹持组件的设置可实现对不同直径氧化剂原料桶4的夹持。

本实施例的水平移动直线模组6、水平移动减速器9、水平移动伺服电机11、转台驱动电机12、精密转台15、螺旋升降机30、升降精密行星减速器31、升降驱动伺服电机32均为现有技术，在此不再赘述。

如图1～3所示，本发明的固体火箭发动机氧化剂安全自动转运装置包括真空干燥设备1、真空干燥贮存传输线2、氧化剂原料桶4、外部传输线5及转运执行机构3，真空干燥贮存传输线2安装于真空干燥设备1内部箱体的下壁板，转运执行机构3及外部传输线5均位于真空干燥设备1的外部，转运执行机构3位于真空干燥贮存传输线2与外部传输线5之间，通过外部传输线5输送的氧化剂原料桶4经转运执行机构3转运至真空干燥贮存传输线2上。

本发明自动转运装置的工作原理为：

真空干燥设备1的门打开，固体火箭发动机氧化剂原料桶4在外部传输线5上传输至外部待转运位置。具有四个功能的转运执行机构3中的料桶夹持气缸23动作，利用料桶夹指21将外部传输线5上的氧化剂原料桶4夹紧。转运执行机构3中的升降驱动伺服电机32旋转并将运动和动力传递至升降架24，实现升降架24的提升运动，提升至所需高度后，升降驱动伺服电机32停止工作。转运执行机构3中的水平移动伺服电机11和转台驱动电机12旋转，带动料桶夹紧座18将氧化剂原料桶4运动至真空干燥贮存传输线2内部待转运位置上方，水平移动伺服电机11和转台驱动电机12停止工作。转运执行机构3中的升降驱动伺服电机32反向动作，将氧化剂原料桶4放置于真空干燥贮存传输线2内部待转运位置，此时完成一次氧化剂原料桶4的转运过程。当进行下一次氧化剂原料桶4的转运时，外部传输线5运动，将其上的下一桶固体火箭发动机的氧化剂原料桶4运动至外部待转运位置；同时，真空干燥贮存传输线2运动，将上一桶氧化剂原料桶4移动至下一位置，预留出此次待转运的内部待转运位置，转运执行机构3按照与上一桶氧化剂原料相同的动作流程实现本次转运动作，直至完成所有固体火箭发动机的氧化剂料桶4的转运后，真空干燥设备1的门关闭，实现固体火箭发动机氧化剂原料桶的真空贮存。

当要将真空干燥设备1内的氧化剂原料桶4转运至外部时，真空干燥设备1的门打开，转运执行机构3按照与上述相反动作运动，依次将真空干燥贮存传输线2上的氧化剂原料桶4转运至外部传输线5上，当所有氧化剂原料桶4转运完成后，真空干燥设备1的门关闭，从而实现氧化剂原料桶4从真空干燥设备1向外部转运的全过程。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转运执行机构，其特征在于：包括水平移动动力源、水平移动直线模组(6)、精密转台(15)、转台动力源、料桶夹紧座(18)、料桶夹持气缸(23)、夹持组件、升降架(24)、升降动力源、螺旋升降机(30)及升降固定架(27)，其中螺旋升降机(30)安装于升降固定架(27)上，所述螺旋升降机(30)的输入端与升降动力源相连，所述螺纹升降机(30)的输出端连接有升降架(24)；所述水平移动直线模组(6)安装在升降架(24)上，所述水平移动动力源与水平移动直线模组(6)的输入端相连，所述水平移动直线模组(6)的输出端连接有精密转台(15)；所述精密转台(15)的输入端与转台动力源连接，所述料桶夹紧座(18)的一侧与精密转台(15)的输出端相连，所述料桶夹紧座(18)另一侧的左右两端均安装有料桶夹持气缸(23)，每个所述料桶夹持气缸(23)的输出端均连接有夹持组件；所述升降动力源驱动螺旋升降机(30)带动升降架(24)实现升降，所述水平移动动力源驱动水平移动直线模组(6)带动精密转台(15)水平往复移动，所述转台动力源驱动精密转台(15)带动料桶夹紧座(18)旋转，所述料桶夹持气缸(23)驱动夹持组件伸缩。

2.根据权利要求1所述的转运执行机构，其特征在于：所述升降动力源包括升降精密行星减速器(31)及升降驱动伺服电机(32)，所述升降驱动伺服电机(32)、升降精密行星减速器(31)及螺旋升降机(30)依次固接，所述升降驱动伺服电机(32)与升降精密行星减速器(31)的输入端相连，所述升降精密行星减速器(31)的输出端与螺旋升降机(30)的输入端连接，所述螺旋升降机(30)的输出端固接有升降机转接法兰(33)，所述升降架(24)与升降机转接法兰(33)相连。

3.根据权利要求1所述的转运执行机构，其特征在于：所述升降固定架(27)上安装有升降导轨(25)，所述升降架(24)上安装有与升降导轨(25)滑动连接的升降滑块(26)；所述升降固定架(27)的底部安装有地脚板(29)，所述升降固定架(27)的前后两侧均固接有加强架板(28)。

4.根据权利要求1所述的转运执行机构，其特征在于：所述水平移动动力源包括水平移动减速器(9)及水平移动伺服电机(11)，所述水平移动减速器(9)通过减速器转接座(8)与水平移动直线模组(6)固接，所述水平移动伺服电机(11)与水平移动减速器(9)固接，所述水平移动减速器(9)的输入端与水平移动伺服电机(11)连接，所述水平移动减速器(9)的输出端通过联轴器(7)与水平移动直线模组(6)的输入端相连。

5.根据权利要求1所述的转运执行机构，其特征在于：所述水平移动直线模组(6)的输出端连接有转台连接板(10)，所述精密转台(15)安装于转台连接板(10)上；所述转台连接板(10)的一侧与作为水平移动直线模组(6)输出端的滑块连接，所述转台连接板(10)的另一侧安装有水平滚珠滑块(14)，所述水平滚珠滑块(14)与固接于升降架(24)上的水平移动导轨(13)滑动连接。

6.根据权利要求1所述的转运执行机构，其特征在于：所述转台动力源为转台驱动电机(12)，所述转台驱动电机(12)与精密转台(15)固定连接，所述精密转台(15)的输入端与转台驱动电机(12)连接，所述精密转台(15)的输出端连接有旋转座板(17)，所述料桶夹紧座(18)安装于旋转座板(17)上。

7.根据权利要求1所述的转运执行机构，其特征在于：所述料桶夹紧座(18)的一侧安装有配重块(16)，所述料桶夹紧座(18)的另一侧呈“U”形，所述“U”形开口端的左右两侧均安装有所述料桶夹持气缸(23)。

8.根据权利要求1所述的转运执行机构，其特征在于：所述夹持组件包括气缸推板(19)、料桶夹块(20)及料桶夹指(21)，所述气缸推板(19)的一侧与料桶夹持气缸(23)的输出端相连，所述气缸推板(19)的另一侧设有料桶夹块(20)，所述料桶夹块(20)上安装有用于夹持料桶的料桶夹指(21)。

9.根据权利要求8所述的转运执行机构，其特征在于：所述气缸推板(19)另一侧的上下两端对称设有两组料桶夹块(20)，每组中的两个所述料桶夹块(20)前后对称设置；每个所述料桶夹块(20)用于安装料桶夹指(21)的表面均为斜面，每组中的两个所述料桶夹块(20)的斜面在水平面的投影呈“八”字形；所述料桶夹指(21)为方块状，每组中两个所述料桶夹块(20)上安装的料桶夹指(21)夹持料桶的夹持面在水平面的投影呈“八”字形。

10.一种固体火箭发动机氧化剂安全自动转运装置，其特征在于：包括真空干燥设备(1)、真空干燥贮存传输线(2)、氧化剂原料桶(4)、外部传输线(5)及权利要求1至9任一权利要求所述的转运执行机构(3)，所述真空干燥贮存传输线(2)安装于真空干燥设备(1)内部，所述转运执行机构(3)及外部传输线(5)均位于真空干燥设备(1)的外部，所述转运执行机构(3)位于真空干燥贮存传输线(2)与外部传输线(5)之间，所述转运执行机构(3)具有升降、水平移动、旋转及夹持四个自由度，通过所述外部传输线(5)输送的氧化剂原料桶(4)经转运执行机构(3)转运至真空干燥贮存传输线(2)上。

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