ES3055844T3 - Manipulator arm, and manipulator comprising a manipulator arm - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un brazo manipulador (12) para su conexión a un mecanismo de rodadura del manipulador (11) que está dispuesto, en particular, en la periferia de un horno metalúrgico, en donde el brazo manipulador (12) tiene un extremo proximal (35) para su conexión al mecanismo de rodadura del manipulador (11) y un extremo distal (16, 41), provisto de un primer portaherramientas (17), para la conexión de una cubeta (20, 43), en donde el brazo manipulador (12) tiene, en su extremo distal (16, 41), un segundo receptáculo de herramientas, configurado independientemente del primer portaherramientas (17), para la conexión de una máquina de martillo o una máquina taladradora. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Brazo manipulador y manipulador con un brazo manipulador

[0003] La invención se refiere a un brazo manipulador para la conexión a un mecanismo de desplazamiento del manipulador dispuesto en particular en la periferia de un horno de fusión metalúrgico, en donde el brazo manipulador tiene un extremo proximal para su conexión al mecanismo de desplazamiento del manipulador y un extremo distal provisto de un primer portaherramientas para su conexión de una pala. La invención también se refiere a un manipulador provisto de dicho brazo manipulador.

[0004] Para el funcionamiento de un horno de fusión metalúrgico, se requiere un gran número de dispositivos dispuestos en la periferia del horno de fusión, entre los que se incluyen una piquera del horno para retirar el metal fundido hasta un canal de la piquera y para el mantenimiento de la piquera. Para el sangrado de hornos se utilizan habitualmente unidades de perforación de piqueras que están instaladas de manera fija junto al orificio de la piquera, que están equipadas con una barra de perforación y que permiten abrir el orificio de piquera. También está previsto un dispositivo de obturación de la piquera para cerrarla. Además, en la zona del orificio de la piquera suele haber también manipuladores instalados de forma permanente, que permiten manipular las cubiertas protectoras que se pueden usar para cubrir el canal de la piquera a continuación del orificio de la piquera.

[0005] Tal como se desprende claramente de la descripción anterior, el gran número de dispositivos dispuestos en la periferia del horno de fusión da lugar a unas condiciones de espacio estrechas para el uso de los dispositivos destinados al mantenimiento del canal de la piqueras, incluyendo el mantenimiento, en particular, la rotura de los residuos de fusión o de la escoria que quedan en el canal de la piquera, detrás de la piquera, y su eliminación del canal de la piquera. Por regla general, los residuos se trituran por medio de un molino de martillos, de tal modo que los residuos puedan retirarse posteriormente con una pala del canal de la piquera, para lo cual estas actividades se realizan manualmente o se utiliza un manipulador equipado con un molino de martillos adecuado para realizar estas actividades y también se utiliza un manipulador provisto de una pala excavadora.

[0006] Los manipuladores utilizados hasta la fecha, como por ejemplo los descritos en el documento CN 205897859 U, tienen un brazo manipulador con un adaptador de herramienta en su extremo distal, que permite la disposición alternativa de un molino de martillos o de una pala excavadora, por lo que las conexiones de alimentación de las herramientas de accionamiento hidráulico regular deben volver a conectarse cada vez que se cambia de herramienta. Esto se traduce en unos tiempos de montaje correspondientes asociados a un cambio de herramienta, que suele tener lugar lejos del lugar de uso del manipulador debido a las estrechas condiciones de espacio en la periferia del alto horno. Dado que el molino de martillos y la pala excavadora se utilizan uno a continuación del otro, el cambio de herramienta requiere, de manera correspondiente, tiempos de mantenimiento largos para el mantenimiento del canal de la piquera, durante los cuales el horno de fusión no puede funcionar, con la correspondiente pérdida de producción.

[0007] La invención se basa, por lo tanto, en el objetivo de proponer un brazo manipulador que permita el mantenimiento del canal de la piquera en un tiempo de mantenimiento más corto.

[0008] Para conseguir este objetivo, el brazo manipulador según la invención presenta las características de la reivindicación 1.

[0009] Según la invención, el brazo manipulador tiene un segundo portaherramientas en su extremo distal, que está diseñado independientemente del primer portaherramientas, para conectar un molino de martillos o una mandrinadora de tal modo que debido a una disposición paralela permanente del molino de martillos o de la mandrinadora y la pala, ya no es necesario un cambio de herramienta durante el mantenimiento de un canal de la piquera y un mecanismo de desplazamiento del manipulador, provisto del brazo manipulador, sólo tiene que desplazarse al lugar de uso para realizar el mantenimiento.

[0010] El trabajo de montaje asociado anteriormente al cambio de herramienta ya no es necesario, lo que significa que el tiempo de mantenimiento necesario para revisar el canal de la piquera se puede reducir significativamente.

[0011] Debido a la posible reducción del tiempo de mantenimiento, también es posible llevar a cabo trabajos de mantenimiento en los canales de piquera a intervalos más cortos sin poner en peligro el funcionamiento económico del horno de fusión. Esto permite aumentar la vida útil de los canales de piquera.

[0012] La disposición paralela permanente de un molino de martillos o de una mandrinadora con una pala en un mismo manipulador también reduce los costes de inversión para realizar con un manipulador trabajos de mantenimiento, que conllevan riesgos de accidentes y que de otro modo tendrían que llevarse a cabo manualmente, de tal modo que puede lograrse un aumento de la seguridad en el trabajo con unos costes de inversión significativamente menores que en el caso de la utilización, necesaria hasta la fecha, de dos manipuladores.

[0013] El brazo manipulador según la invención puede utilizarse en cualquier lugar donde deban realizarse trabajos de trituración o de demolición con una posterior retirada del material triturado.

[0014] Si el primer portaherramientas está provisto de un dispositivo de articulación giratoria para una conexión de la pala que pueda girar con respecto al extremo distal alrededor de un eje de giro dispuesto en el extremo distal, y el segundo portaherramientas está provisto de un dispositivo de guía lineal para conducir el segundo portaherramientas a lo largo de un eje de traslación que cruza el eje de giro, de tal manera que una herramienta del molino de martillos o la mandrinadora alojados en el segundo portaherramientas pueda ser conducida más allá de la pala, es posible conseguir un diseño particularmente compacto del brazo manipulador con una disposición relativa estrechamente vecina de los dos portaherramientas. En segundo lugar, es posible el funcionamiento del brazo manipulador con una misma cinemática, tanto cuando se utiliza el molino de martillos o la mandrinadora como cuando se utiliza la cuchara. Resulta particularmente ventajoso si el segundo portaherramientas está formado en una sección de brazo, que constituye el extremo distal del brazo manipulador, y está provisto del eje de giro de tal manera que la sección de brazo forma un alojamiento de guía, que aloja el portaherramientas con el dispositivo de guía lineal formado en el alojamiento de guía, y el eje de giro del primer portaherramientas está dispuesto junto con el eje de traslación del segundo portaherramientas dentro de la sección de brazo, de tal modo que sea posible un diseño cinemático del brazo manipulador optimizado en igual medida, con respecto a la tensión en el brazo manipulador durante el uso de la herramienta, tanto para el uso del molino de martillos o de la mandrinadora como para el uso de la pala.

[0015] En una forma de realización preferente adicional del brazo manipulador, el segundo portaherramientas está dispuesto, desplazado lateralmente con respecto a una sección de brazo que forma el extremo distal del brazo manipulador, de tal manera que un alojamiento de guía que aloja el segundo portaherramientas esté dispuesto junto a la sección del brazo, de modo que tanto el segundo portaherramientas como el dispositivo de guía lineal para conducir el segundo portaherramientas puedan diseñarse independientemente de la geometría de la sección del brazo.

[0016] Si el segundo portaherramientas presenta un carro portaherramientas dispuesto en el alojamiento de guía de manera que se pueda desplazar longitudinalmente, el carro portaherramientas puede ser realizado como un adaptador para molinos de martillos o mandrinadoras con un diseño diferente, de tal modo que el brazo manipulador pueda ser usado en combinación con molinos de martillos o mandrinadoras de diseño diferente, y por lo tanto el usuario tiene la libertad de elegir un molino de martillos o una mandrinadora como herramienta para romper los restos que se han formado en el canal de la piquera. En particular, el usuario puede optar por utilizar un molino de martillos o una mandrinadora. El manipulador según la invención está provisto de un brazo manipulador según la invención, en donde el mecanismo de desplazamiento del manipulador en una primera variante del manipulador según la invención está diseñado como un mecanismo de desplazamiento del manipulador no ligado a raíles. Preferentemente, el mecanismo de desplazamiento del manipulador está diseñado como un mecanismo de desplazamiento de oruga de tal manera que el brazo manipulador pueda ser usado también en superficies no pavimentadas. En particular, el mecanismo de desplazamiento también puede ser realizado como un dispositivo de desplazamiento sobre ruedas en el caso de los sustratos provisto de una superficie de rodadura. El manipulador también puede ser denominado vehículo excavador, especialmente en los casos mencionados anteriormente a modo de ejemplo.

[0017] En otra variante del manipulador según la invención, el mecanismo de desplazamiento del manipulador está diseñado para ser montado sobre raíles, de tal modo que se puede llevar a cabo con facilidad un movimiento particularmente preciso y reproducible del brazo manipulador, tal como se requiere en particular en la periferia de un horno de fusión metalúrgico.

[0018] En este caso, resulta especialmente ventajoso que el mecanismo de desplazamiento del manipulador sea llevado en una disposición suspendida sobre raíles, de tal modo que los obstáculos del suelo no puedan impedir el funcionamiento del manipulador, especialmente cuando éste se utiliza en la periferia de un horno de fusión metalúrgica, ni que el funcionamiento del manipulador requiera unas condiciones definidas del suelo.

[0019] A continuación se explican en más detalle, tomando como referencia al dibujo, una forma de realización preferente de un brazo manipulador y una forma de realización preferente de un manipulador provisto de un brazo manipulador. Se muestra:

[0020] Fig.1un manipulador con un brazo manipulador dispuesto sobre un mecanismo de desplazamiento del manipulador en una primera forma de realización y en posición de funcionamiento;

[0021] Fig.2el manipulador mostrado en laFig.1con el brazo manipulador dispuesto en la posición de reposo;

[0022] Fig.3la sección distal de brazo del brazo manipulador mostrado en laFig.1en una representación individual y en la configuración de pala;

[0023] Fig.4la sección distal de brazo del brazo manipulador mostrado en vista lateral en laFig.3;

[0024] Fig.5la sección de brazo mostrada en una vista en planta en laFig.4;

[0025] Fig.6la sección de brazo mostrada en laFig. 4en una vista en sección longitudinal con la pala dispuesta en posición abierta;

[0026] Fig.7la sección de brazo mostrada en laFig. 4en una vista en sección longitudinal con la pala dispuesta en posición cerrada;

[0027] Fig.8la sección de brazo mostrada en laFigura 4en una vista en sección transversal según la línea de corte VIII-VIII de laFigura 4;.

[0028] Fig.9la sección de brazo distal del brazo manipulador en configuración de martillo mostrada en laFig.3;

[0029] Fig.10la sección de brazo mostrada en una vista lateral en laFig.9;

[0030] Fig.11la sección de brazo mostrada en sección longitudinal en laFig.10;

[0031] Fig.12el manipulador mostrado en laFig.1en configuración de martillo;

[0032] Fig.13la sección de brazo mostrada en laFig.3según otra forma de realización del brazo manipulador;

[0033] Fig.14la sección de brazo mostrada en una vista lateral en laFig.13;

[0034] Fig.15la sección de brazo mostrada en sección longitudinal en laFig.13.

[0035] La fig. 1muestra un manipulador 10, que tiene un brazo manipulador 12 dispuesto sobre un mecanismo de desplazamiento del manipulador 11, que está provisto de una pluralidad de secciones de brazo 13, 14 y 15 unidas entre sí por medio de una bisagra. La sección de brazo 15 que forma el extremo distal del brazo manipulador 12 presenta en su extremo distal 16 dos portaherramientas 17, 18 mostrados en particular en laFig. 6, en donde, tal como muestra laFig.1, el portaherramientas 17 está provisto de un dispositivo de bisagra 19 para una conexión de una pala 20 que puede girar con respecto al extremo distal.

[0036] El manipulador mostrado en lasFig.1y2es un ejemplo de realización en el que el mecanismo de traslación 11 del manipulador se conduce suspendido sobre una disposición de carriles 21 que está situada en la región de un orificio de piquera de un horno de fusión metalúrgico que no se muestra más aquí, en el que la pala 20 dispuesta en el brazo 12 del manipulador permite la excavación de un canal de la piquera 23 situado con un extremo de entrada 22 delante del orificio de piquera.

[0037] En el caso del ejemplo de realización ilustrado, el mecanismo de desplazamiento del manipulador 11 está provisto de una cubierta protectora 24 en su parte inferior, que, cuando el mecanismo de desplazamiento del manipulador 11 está convenientemente posicionado sobre el canal de la piquera 23, permite cubrir el canal de la piquera 23 para evitar que entre metal líquido en la zona que rodea el canal de la piquera 23 durante una sangría en el horno. Como muestra además laFig. 2, el brazo manipulador 12 se encuentra en la posición cubierta mostrada en laFig.2, en la que la cubierta protectora 24 está colocada sobre el canal de la piquera 23 por medio del mecanismo de desplazamiento del manipulador 11, en su posición de reposo, en la que las secciones del brazo 13, 14 y 15 están giradas una hacia otra y la pala 20 está girada hacia la sección distal del brazo 15 por medio del dispositivo de bisagra 19.

[0038] En lasFig. 3y4, la sección distal del brazo 15 se muestra de manera correspondiente a la posición de trabajo del brazo manipulador 12 mostrado enFig. 1, en la que la pala 20 se abre girando hasta su posición de apertura por medio del dispositivo de bisagra 19 con el fin de extraer material del canal de la piquera 23 mediante un movimiento giratorio posterior de la pala 20 alrededor de un eje de giro 25 llevado a cabo por medio del dispositivo de bisagra 19. Tal como se puede ver a partir de una sinopsis de lasFig.3y9, en el caso del ejemplo de realización aquí mostrado, el dispositivo de bisagra 19 es accionado por un cilindro de accionamiento 26 con el fin de llevar a cabo el movimiento de giro de la pala 20 alrededor del eje de giro 25 y mover así la pala 20 desde la posición de apertura mostrada en laFig.3a la posición cerrada mostrada enFig.9. El cilindro de accionamiento 26 está montado de forma pivotante en un receptáculo 27, que está dispuesto en un lado superior 28 de la sección del brazo 15.

[0039] Tal como se puede ver, por ejemplo, a partir de una sinopsis de lasFigs.5y6, la sección de brazo distal 15 del brazo manipulador 12 está provista del segundo portaherramientas 18 además del primer portaherramientas 17 formado en su extremo distal 16, que comprende el dispositivo de bisagra 19 y el eje de giro 25, que, en el caso del ejemplo de realización aquí representado, sirve para conectar un molino de martillos 29, disponiendo el segundo portaherramientas 18 de un carro portaherramientas 30 que, junto con la sección de brazo 15 que forma un alojamiento de guía 31, forma un dispositivo de guía lineal 39 para el molino de martillos 29.

[0040] Tal como se muestra en particular en laFig.8, la sección de brazo 15 tiene dos paredes laterales 32, 33 realizadas como carriles de perfil para formar una realización preferente de la carcasa de guía 31, que en el caso del presente ejemplo de realización están formadas por dos perfiles en C dispuestos uno frente al otro con su abertura de perfil, que sirven para conducir longitudinalmente el carro portaherramientas 30 mediante rodillos de guía 34 dispuestos en el carro portaherramientas 30. Mediante el carro portaherramientas 30, el molino de martillos 29 puede desplazarse a lo largo de un eje de traslación T(Fig.5 y 6), que en el presente caso coincide aproximadamente con el eje longitudinal central M de la sección de brazo 15. En lugar de la guía de rodillos descrita anteriormente, el molino de martillos o el carro del portaherramientas pueden conducirse en una guía deslizante.

[0041] En la configuración de pala de la sección de brazo 15 mostrada en laFig. 6, el molino de martillos 29 está en su posición de fuera de servicio, en la que el carro portaherramientas 30 sitúa el carro portaherramientas 30 en su posición retraída por medio de un cilindro de ajuste 36 unido por una parte al carro portaherramientas 30 y por otra parte a un extremo proximal 35 de la sección de brazo 15. En esta posición de fuera de servicio del molino de martillos 29, la pala 20 puede bascular desde la posición abierta mostrada en laFig.6hasta la posición cerrada mostrada en laFig.

[0042] 7mediante el cilindro de accionamiento 26 que actúa sobre la pala 20 a través del dispositivo de bisagra 19, sin que la pala 20 choque con un cincel percutor 37 introducido en el molino de martillos 29 y dispuesto sobre el eje de traslación T.

[0043] En lasFig.10y11mostradas en la configuración de martillo de la sección de brazo 15, la pala 20 está en su posición de fuera de servicio, que corresponde a la posición cerrada, en la que la pala 20 gira alrededor del eje de giro 25 en la dirección de una cara inferior 38 de la sección de brazo 15 por medio del cilindro de accionamiento 26, que actúa sobre la pala 20 a través del dispositivo de bisagra 19. En esta posición de fuera de servicio de la pala 20, tal y como se muestra en lafig.10, el molino de martillos 29 puede llevarse a su posición de funcionamiento mediante el cilindro de ajuste 36 conectado, por un lado, al carro portaherramientas 30 y, por otro lado, al extremo proximal 35(fig.6), en la que el cincel del martillo 29 del molino de martillos 29 pasa por la pala 20 en el eje de traslación T que cruza el eje de giro 25 y sobresale del extremo distal 16 de la sección de brazo 15.

[0044] En esta configuración de martillo de la sección de brazo 15, el cincel de martillo 37, tal como se muestra en laFig.12, puede ser situado, por medio del brazo manipulador 12, en lugar de la pala 20 mostrada en laFig.1, de tal modo que el molino de martillos 29 pueda utilizar el cincel percutor 37 en un movimiento oscilante sobre el eje de traslación T para romper los residuos que quedan en el canal de la piquera 23 después de la percusión. Después de llevar la sección de brazo 15 a la configuración de la pala ya descrita anteriormente(Fig.5 y 6),en la que el molino de martillos 29 con el cincel percutor 37 o el carro portaherramientas 30 se encuentran en su posición de fuera de servicio mostrada en laFig.6, los residuos pueden entonces ser retirados del canal de la piquera 23 sin cambiar significativamente la posición del brazo manipulador.

[0045] En lasFig.13a15, se muestra una sección de brazo distal 40 en otra forma de realización, en la que, a diferencia del segundo portaherramientas 18 dispuesto dentro de la sección de brazo 15 en el ejemplo de realización explicado anteriormente, que, además de un primer portaherramientas 42 dispuesto en el extremo distal 41, que tiene un eje de giro 44 para conectar una pala 43, se proporciona un segundo portaherramientas 45 que está dispuesto desplazado lateralmente con respecto a la sección de brazo 40 y tiene un alojamiento de guía 46 que está formado independientemente de la sección de brazo 40 y tiene un carro portaherramientas 48 dispuesto de manera que se puede desplazar longitudinalmente el alojamiento de guía 46 para definir un eje de traslación T.

[0046] Tal como se puede ver en lasFig.13a15, en el caso de este ejemplo de realización, el eje de traslación T se diferencia de la forma de realización de la sección de brazo distal 15 mostrada enFig.6, en la que el eje de traslación T y el eje de giro 25 están situados en un plano sustancialmente común, y el eje de traslación T está dispuesto a una distancia del eje de giro 44, de tal manera que un molino de martillos 29 alojado en el portaherramientas 45 puede ser llevado desde la posición mostrada enFig. 13a15a una posición de funcionamiento, en la que el cincel de martillo 37 introducido en el molino de martillos 29 se proyecta más allá del extremo distal 41 de la sección de brazo 40, incluso cuando la pala 43 está en la posición de apertura mostrada en lasFig.13a15.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES

1. Brazo manipulador (12) para la conexión a un mecanismo de desplazamiento del manipulador (11) dispuesto en particular en la periferia de un horno metalúrgico de fusión, en donde el brazo manipulador (12) presenta un extremo proximal (35) para la conexión al mecanismo de desplazamiento del manipulador (11) y un extremo distal (16, 41), provisto de un primer portaherramientas (17), para la conexión a una pala (20, 43),caracterizado porqueel brazo manipulador (12) presenta en su extremo distal (16, 41) un segundo portaherramientas (18, 45), formado independientemente del primer portaherramientas (17), para la conexión de un molino de martillos (29) o de una mandrinadora.

2. Brazo manipulador según reivindicación 1,caracterizado porqueel primer portaherramientas (17) está provisto de un dispositivo de bisagra (19) para una conexión de la pala (20, 43) que puede pivotar con respecto al extremo distal (16, 41) alrededor de un eje de giro (25, 44) dispuesto en el extremo distal (16, 4), y el segundo portaherramientas (18, 45) está provisto de un dispositivo de guía lineal (39) para conducir el segundo portaherramientas (18, 45) a lo largo de un eje de traslación T que cruza el eje de giro (25, 44) de tal manera que una herramienta del molino de martillos (29) o de la mandrinadora alojada en el segundo portaherramientas (18, 45) pueda ser conducida más allá de la pala (20, 43).

3. Brazo manipulador según reivindicación 2,caracterizado porqueel segundo portaherramientas (18) está formado en una sección de brazo (15), que forma el extremo distal del brazo manipulador (12) y que está provista del eje de giro (25), de tal manera que la sección de brazo (15) forma un alojamiento de guía (31) que aloja el portaherramientas (18) con el dispositivo de guía lineal (39) formado en el alojamiento de guía (31) y el eje de giro (25) del primer portaherramientas (17) está dispuesto, junto con el eje de traslación T del segundo portaherramientas (18), dentro de la sección de brazo (15).

4. Brazo manipulador según la reivindicación 2,caracterizado porqueel segundo portaherramientas (45) está dispuesto desplazado lateralmente con respecto a una sección de brazo (40) que forma el extremo distal del brazo manipulador (12), de tal manera que un alojamiento de guía (46) que aloja el segundo portaherramientas (45) está dispuesto junto a la sección de brazo (40).

5. Brazo manipulador según las reivindicaciones 3 o 4,caracterizado porqueel segundo portaherramientas (18, 45) tiene un carro portaherramientas (30, 47) dispuesto en el alojamiento de guía (31, 46) de manera que se puede desplazar longitudinalmente.

6. Manipulador (10), en particular para su uso en la periferia de un horno de fusión metalúrgica, con un brazo manipulador (12) según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el mecanismo de desplazamiento del manipulador está realizado como un mecanismo de desplazamiento del manipulador no sujeto a raíles, en particular como un mecanismo de desplazamiento del manipulador de oruga.

7. Manipulador (10), en particular para su uso en la periferia de un horno de fusión metalúrgica, con un brazo manipulador (12) según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el mecanismo de desplazamiento del manipulador (11) está realizado para ir sujeto a un raíl.

8. Manipulador según reivindicación 7,caracterizado porqueel mecanismo de desplazamiento del manipulador (11) es conducido en una disposición suspendida de raíles (21).