一种汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手技术领域
本发明涉及一种汽车轮毂生产设备，具体涉及一种汽车铝合金轮毂压铸机冷却机
械手。
背景技术
现有使用的铸造设备，轮毂铸件在脱离模具后，落在可围绕一点摆动的托盘上，铸
造工人先转动托盘，使轮毂铸件离开铸造设备的上下合模区域，再用钳子夹住轮毂铸件的
边缘将其搬离托盘并将其放置在水槽内泡水冷却，待轮毂铸件冷却后，铸造工人再次使用
钳子夹住轮毂铸件将其搬离水槽并放置在后续工作台上，这样，使得轮毂铸件泡水这道工
序完全靠人工进行，且铸造工人在运输轮毂铸件过程中需要近距离接触表面高温的轮毂铸
件，存在安全隐患，同时，铸造工人的劳动强度大，工作效率低，导致轮毂的生产效率低。
授权公告号为 CN102527984B的中国发明专利公开了“一种轮毂自动泡水装置”，
包括：泡水箱、龙门架、机械手及接料机构，所述泡水箱内设置有可沿所述泡水箱内壁上下
移动的泡水平台；所述龙门架位于所述泡水箱的上方；所述机械手可移动地安装在所述龙
门架上，并位于所述泡水箱的上方；所述接料机构设置在两所述轮毂铸造机之间，并位于所
述机械手与所述泡水箱之间；所述接料机构可将所述轮毂铸造机脱模下的轮毂铸件移送至
所述泡水箱的上方，所述机械手抓取所述轮毂铸件并翻转后放置于所述泡水平台上，所述
泡水平台下移对所述轮毂铸件进行泡水冷却，所述轮毂铸件冷却后，所述泡水平台上移，所
述机械手抓取所述轮毂铸件并翻转沥水，回转后将所述轮毂铸件移送至后续工作台上。该
轮毂自动泡水装置，结构简单，轮毂铸件的搬运省时省力，有效地解决了安全隐患，并提高
了轮毂的生产效率；但是该装置还存在如下缺陷：（1）机械手中的抓取机构采用两个独立的
第一夹紧臂和第二夹紧臂沿夹紧轴相向移动，可使机械手抓取或者放松托料盘内或泡水箱
内的轮毂铸件，由于第一夹紧臂和第二夹紧臂之间相互独立，极易造成第一夹紧臂和第二
夹紧臂动作不同步，在夹紧的过程中对轮毂造成伤害；（2）机械手的移动采用单根链条驱
动，由于机械手夹紧轮毂后重量大，采用单根链条驱动容易导致机械手在移动过程中发生
晃动，出现机械手在移动过程中出现向两边摆动的情况，容易导致机械手接近定位检测开
关时，出现位置偏差；（3）通过驱动泡水平台下移对轮毂铸件进行泡水冷却，由于轮毂冷却
一般需要10-20分钟，也就意味着在此冷却时间内，机械手必需始终夹紧轮毂，不能进行其
它动作，降低了冷却效率，而且移动泡水平台所需动力要求高，容易造成冷却水溢出；（4）需
要额外设置额外的接料机构先将轮毂输送到机械手下方，导致设备复杂，增加设备成本。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手，本
汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手可以实现自动将压铸机压铸出来的高温铝合金轮毂从
出料装置中搬出，放入水箱中冷却，然后放到滚筒架上卸料，结构简单，自动化程度高，无须
工人搬运轮毂铸件，提高轮毂生产设备的自动化水平。
为实现上述技术方案，本发明提供了一种汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手，包
括：两平行设置的支撑座；
安装在两平行支撑座上的支架，所述支架后端固定在支撑座上，所述支架的前端悬空，
支架上还设置有横向滑轮轨道；
安装在支架前端悬空位置上的横向驱动机构；
安装在横向驱动机构上并由横向驱动机构驱动水平移动的机械抓手，所述机械抓手包
括活动架、第一气缸和抓手，所述活动架安装在横向驱动机构上，第一气缸固定在活动架上
且第一气缸的伸缩端垂直向下，抓手固定在第一气缸伸缩端底部；所述抓手包括连接块，所
述连接块顶端与第一气缸伸缩端底部连接；固定在连接块底端的安装架；横向贯穿安装架
的旋转轴；安装在旋转轴正中的第三驱动齿轮；安装在旋转轴左右两端的移动板；安装在移
动板上端的第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮的中心由旋转轴贯穿；安装在安装在移动板
下端的第二被动齿轮，所述第二驱动齿轮与第二被动齿轮之间通过第二链条连接；安装在
移动板下端且与第二被动齿轮位置平齐的旋转座，所述第二被动齿轮与旋转座之间通过轴
连接，所述旋转座的内侧安装有两相对设置的夹紧轮；水平固定在安装架上的第二气缸，所
述第二气缸的伸缩端上连接有第一齿条，所述第一齿条和第三驱动齿轮啮合；两个左右水
平对称固定在旋转轴下方的第三气缸；固定在第三气缸伸缩端的连接板，所述连接板一端
与移动板连接；安装在第三驱动齿轮正下方的第三被动齿轮，所述第三被动齿轮通过第二
齿条与连接板连接；
安装在横向驱动机构下方的纵向驱动机构，所述纵向驱动机构包括机架；安装在机架
上的第二电机；安装在机架上的两个上下平行设置的垂直链轮，所述两个垂直链轮之间通
过链条连接，安装在机架上端的垂直链轮与第二电机之间通过链条连接；以及安装在两个
垂直链轮之间连接链条上的移动托盘；
安装在纵向驱动机构前方的冷却水箱，以及安装在冷却水箱前侧的卸料架。
在上述技术方案中，本汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手安装在压铸机的出料装
置出口，横向驱动机构驱动机械抓手横向移动至摆放在压铸机出料装置出口的轮毂正上
方，第一气缸驱动抓手整体向下移动，当抓手移动至轮毂抓取位置后，两个左右水平对称固
定在旋转轴下方的第三气缸同时收缩，拉动左右两块移动板同时向内移动，由于分别用于
连接左右两块移动板和第三气缸的两块连接板的一端均通过第二齿条连接到同一个第三
被动齿轮，因此第三被动齿轮在转动的过程中可以确保左右两块移动板的移动速度一致，
进而保证安装在左右两块移动板下端的夹紧轮同步动作实现对轮毂的夹紧，避免夹紧轮在
夹紧的过程中由于动作不一致对轮毂造成伤害；机械抓手将轮毂抓紧以后，通过横向驱动
机构将轮毂移动至纵向驱动机构中的移动托盘上方，第二气缸收缩带动第一齿条移动，第
一齿条带动第三驱动齿轮转动，进而带动旋转轴转动，旋转轴带动安装在左右两个移动板
上的第二驱动齿轮同时转动，进而带动安装在左右两个移动板下端的两个旋转座同时转
动，实现轮毂的180°翻转；当轮毂翻转180°后，第三气缸同时伸展，夹紧轮同时向外扩张，将
轮毂放置在移动托盘上，第二电机驱动垂直链轮转动，带动移动托盘向下移动进入冷却水
箱进行冷却；冷却完成后，第二电机驱动垂直链轮反向转动，移动托盘向上移动将轮毂带出
冷却水箱，然后在通过机械抓手对轮毂再次进行180°翻转，将轮毂中的冷却水倒出，然后从
卸料架上卸料。
优选的，所述横向驱动机构包括两个并行安装在支架一端的第一驱动齿轮，所述
两个第一驱动齿轮之间通过连杆轴连接，所述连杆轴的端部还安装有第二齿轮；安装在支
架上的第一电机，所述第一电机的输出轴上安装有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮之
间通过链条连接；两个并行安装在支架另外一端的第一被动齿轮，所述第一驱动齿轮与第
一被动齿轮之间通过第一链条连接。当机械抓手需要横向移动时，第一电机驱动两个并行
安装的第一驱动齿轮同时转动，进而带动两个第一被动齿轮同时转动，安装在第一驱动齿
轮和第一被动齿轮之间的第一链条循环转动，进而带动机械抓手横向移动。
优选的，所述活动架包括支撑架，所述支撑架固定在横向驱动机构上的第一链条
上；安装在支撑架中心的安装座，机械抓手中的第一气缸固定在所述安装座上；四个呈方形
固定在支撑架左右两个端部的滑轮，所述安装在支撑架左端部的两个滑轮之间通过轴杆连
接，所述安装在支撑架右端部的两个滑轮之间也通过轴杆连接，所述支撑架上的四个滑轮
均与支架上设置的滑轮轨道接触。为了确保机械抓手在移动过程中的稳定性，尤其是在抓
取轮毂后移动时，由于轮毂重量较大，机械抓手在移动的过程中容易发生晃动，为了解决此
问题，特将支撑架固定在两个并行设置的第一链条之间，同时安装在支撑架上的四个滑轮
均与支架上的滑轮轨道接触，确保机械抓手沿支架的滑轮轨道移动，增加机械抓手在移动
过程中的稳定性。
优选的，所述移动托盘包括滑轮架、支杆和托板，所述滑轮架固定在用于连接两个
垂直链轮的链条上，支杆安装在滑轮架前端且向下延伸，托板安装在支杆底部。轮毂放置在
托板上后，滑轮架带动托板上下移动，从而带动轮毂出入冷却水箱。
优选的，所述托板的正后方安装有第四气缸。轮毂冷却后，通过第四气缸可以将轮
毂直接从托板上推入卸料架上，实现轮毂的自动卸料。
优选的，所述冷却水箱安装在托板的正下方，方便托板带动轮毂直接进入冷却水
箱。
本发明提供的一种汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手的有益效果在于：
（1）本汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手结构简单，自动化程度高，无须工人搬运轮毂
铸件，实现了汽车铝合金轮毂生产的自动夹取、移动、冷却、翻转和卸料，提高轮毂生产设备
的自动化水平；
（2）本汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手通过两个左右水平对称固定在旋转轴下方的
第三气缸同时收缩，拉动左右两块移动板同时向内移动，由于分别用于连接左右两块移动
板和第三气缸的两块连接板的一端均通过第二齿条连接到同一个第三被动齿轮，因此第三
被动齿轮在转动的过程中可以确保左右两块移动板的移动速度一致，进而保证安装在左右
两块移动板下端的夹紧轮同步动作实现对轮毂的夹紧，避免夹紧轮在夹紧的过程中由于动
作不一致对轮毂造成伤害；
（3）本汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手将支撑架固定在两个并行设置的第一链条之
间，同时安装在支撑架上的四个滑轮均与支架上的滑轮轨道接触，确保机械抓手沿支架的
滑轮轨道移动，增加机械抓手在移动过程中的稳定性，避免了机械手在移动过程中发生晃
动，出现机械手在移动过程中向两边摆动的情况，导致机械手接近定位检测开关时，出现位
置偏差；
（4）本汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手采用独立的纵向驱动装置对轮毂进行冷却操
作，提高了轮毂冷却操作的效率。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的前视图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明中横向驱动机构与机械抓手的立体结构示意图Ⅰ。
图5为本发明中横向驱动机构与机械抓手的立体结构示意图Ⅱ。
图6为本发明中活动架的立体结构示意图。
图7为本发明中机械抓手的立体结构示意图Ⅰ。
图8为本发明中机械抓手的立体结构示意图Ⅱ。
图9为本发明中机械抓手的立体结构示意图Ⅲ。
图10为本发明中纵向驱动机构的立体结构示意图Ⅰ。
图11为本发明中纵向驱动机构的立体结构示意图Ⅱ。
图中：100、支撑座；200、支架；300、横向驱动机构；310、第一电机；311、第一齿轮；
320、第二齿轮；321、连杆轴；330、第一驱动齿轮；340、第一被动齿轮；350、第一链条；400、机
械抓手；410、活动架；411、支撑架；412、安装座；413、轴杆；414、滑轮；420、第一气缸；430、抓
手；431、连接块；432、安装架；433、第二气缸；434、第三气缸；435、连接板；436、移动板；437、
旋转轴；438、第二驱动齿轮；439、第二被动齿轮；440、第二链条；441、旋转座；442、夹紧轮；
443、第一齿条；444、第三驱动齿轮；445、第三被动齿轮；446、第二齿条；500、纵向驱动机构；
510、机架；520、第二电机；530、垂直链轮；540、移动托盘；541、滑轮架；542、支杆；543、托板；
550、第四气缸；600、冷却水箱；700、卸料架；800、轮毂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领
域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护
范围。
实施例：一种汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手。
参照图1至图11所示，一种汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手，包括：两平行设置
的支撑座100；
安装在两平行支撑座100上的支架200，所述支架200后端固定在支撑座100上，所述支
架200的前端悬空，支架200上设置有横向滑轮轨道，支架200的前端悬空是为了方便将机械
手安装到压铸机的出料口，方便对轮毂800的抓取，支架200上设置有横向滑轮轨道是为了
保证机械抓手400沿横向滑轮轨道稳定移动；
安装在支架200前端悬空位置上的横向驱动机构300，横向驱动机构300的作用是驱动
机械抓手400横向稳定移动；
安装在横向驱动机构300上并由横向驱动机构300驱动水平移动的机械抓手400，通过
机械抓手400实现对轮毂800 的抓取，所述机械抓手400包括活动架410、第一气缸420和抓
手430，所述活动架410安装在横向驱动机构300上，由横向驱动机构300驱动带动抓手430横
向移动；第一气缸420固定在活动架410上且第一气缸420的伸缩端垂直向下，抓手430固定
在第一气缸420伸缩端底部，通过第一气缸420可以实现抓手430的上下移动，方便抓手430
对轮毂800实现抓取；所述抓手430包括连接块431，所述连接块431顶端与第一气缸420伸缩
端底部连接；固定在连接块431底端的安装架432；横向贯穿安装架432的旋转轴437；安装在
旋转轴437正中的第三驱动齿轮444；安装在旋转轴437左右两端的移动板436；安装在移动
板436上端的第二驱动齿轮438，所述第二驱动齿轮438的中心由旋转轴437贯穿；安装在安
装在移动板436下端的第二被动齿轮439，所述第二驱动齿轮438与第二被动齿轮439之间通
过第二链条440连接；安装在移动板436下端且与第二被动齿轮439位置平齐的旋转座441，
所述第二被动齿轮439与旋转座441之间通过轴连接，所述旋转座441的内侧安装有两相对
设置的夹紧轮442；水平固定在安装架432上的第二气缸433，所述第二气缸433的伸缩端上
连接有第一齿条443，所述第一齿条443和第三驱动齿轮444啮合；两个左右水平对称固定在
旋转轴437下方的第三气缸434；固定在第三气缸434伸缩端的连接板435，所述连接板435一
端与移动板436连接；安装在第三驱动齿轮444正下方的第三被动齿轮445，所述第三被动齿
轮445通过第二齿条446与连接板435连接，通过机械抓手400可以实现对轮毂800的自动抓
取和自动翻转；
安装在横向驱动机构300下方的纵向驱动机构500，所述纵向驱动机构500包括机架
510；安装在机架510上的第二电机520；安装在机架510上的两个上下平行设置的垂直链轮
530，所述两个垂直链轮530之间通过链条连接，安装在机架510上端的垂直链轮530与第二
电机520之间通过链条连接；以及安装在两个垂直链轮530之间连接链条上的移动托盘540；
纵向驱动机构500的作用是将放置于移动托盘540上的轮毂800送入或者带出冷却水箱600，
保证轮毂800上下移动的稳定性；
安装在纵向驱动机构500前方的冷却水箱600，冷却水箱600中装满冷却水，当轮毂800
进入冷却水箱600后，实现对轮毂800 的水冷；以及安装在冷却水箱600前侧的卸料架700，
冷却后的轮毂800通过卸料架700进行卸料。
本汽车铝合金轮毂压铸机冷却机械手的运行原理如下：本汽车铝合金轮毂压铸机
冷却机械手安装在压铸机的出料装置出口，横向驱动机构300驱动机械抓手400横向移动至
摆放在压铸机出料装置出口处的轮毂800正上方，第一气缸420驱动抓手430整体向下移动，
当抓手430移动至轮毂800抓取位置后，两个左右水平对称固定在旋转轴437下方的第三气
缸434同时收缩，拉动左右两块移动板436同时向内移动，由于分别用于连接左右两块移动
板436和第三气缸434的两块连接板435的一端均通过第二齿条446连接到同一个第三被动
齿轮445，因此第三被动齿轮445在转动的过程中可以确保左右两块移动板436的移动速度
一致，进而保证安装在左右两块移动板436下端的夹紧轮442同步动作实现对轮毂800的夹
紧，避免夹紧轮442在夹紧的过程中由于动作不一致对轮毂800造成伤害；机械抓手400将轮
毂800抓紧以后，通过横向驱动机构300继续将机械抓手400移动至纵向驱动机构500中的移
动托盘540上方，然后第二气缸433收缩带动第一齿条443移动，第一齿条443带动第三驱动
齿轮444转动，进而带动旋转轴437转动，旋转轴437带动安装在左右两个移动板436上的第
二驱动齿轮438同时转动，进而带动安装在左右两个移动板436下端的两个旋转座441同时
转动，实现轮毂800的180°翻转，使得轮毂800的外表面朝上，从而有效地避免了轮毂800与
移动托盘540接触时产生刮蹭、划伤轮辐外表面，提高轮毂800的品质；当轮毂800翻转180°
后，第三气缸434同时伸展，夹紧轮442同时向外扩张，将轮毂800放置在移动托盘540上；然
后第二电机520驱动垂直链轮530转动，带动移动托盘540向下移动进入冷却水箱600进行冷
却；冷却完成后，第二电机520驱动垂直链轮530反向转动，移动托盘540向上移动将轮毂800
带出冷却水箱600，然后在通过机械抓手400对轮毂800再次进行180°翻转，将轮毂800中的
冷却水倒出，然后从卸料架700上卸料。
参照图4和图5所示，所述横向驱动机构300包括两个并行安装在支架200一端的第
一驱动齿轮330，所述两个第一驱动齿轮330之间通过连杆轴321连接，所述连杆轴321的端
部还安装有第二齿轮320；安装在支架200上的第一电机310，所述第一电机310的输出轴上
安装有第一齿轮311，所述第一齿轮311与第二齿轮320之间通过链条连接；两个并行安装在
支架200另外一端的第一被动齿轮340，所述第一驱动齿轮330与第一被动齿轮340之间通过
第一链条350连接。当机械抓手400需要横向移动时，第一电机310驱动两个并行安装的第一
驱动齿轮330同时转动，进而带动两个第一被动齿轮340同时转动，安装在第一驱动齿轮330
和第一被动齿轮340之间的第一链条350循环转动，进而带动机械抓手400横向移动。由于第
一电机310固定支架200上，因此第一电机310以及连接电缆都不用随着机械抓手400移动，
消除了电缆移动时频繁弯折，电缆铜线疲劳折断，第一电机310缺相烧坏的现象。
为了确保机械抓手400在移动过程中的稳定性，尤其是在抓取轮毂800后移动时，
由于轮毂800重量较大，机械抓手在移动的过程中容易发生晃动，为了解决此问题，参照图6
所示，特设置一个可以保证机械抓手400稳定移动的活动架410，所述活动架410包括支撑架
411，所述支撑架411固定在横向驱动机构300上的第一链条350上；安装在支撑架411中心的
安装座412，机械抓手400中的第一气缸420固定在所述安装座412上；四个呈方形固定在支
撑架411左右两个端部的滑轮414，所述安装在支撑架411左端部的两个滑轮414之间通过轴
杆413连接，所述安装在支撑架411右端部的两个滑轮414之间也通过轴杆413连接，所述支
撑架411上的四个滑轮414均与支架200上设置的滑轮轨道接触。支撑架411固定在两个并行
设置的第一链条350之间，可以确保支撑架411的平衡性，同时安装在支撑架411上的四个滑
轮414均与支架200上的滑轮轨道接触，确保支撑架411沿支架200的滑轮轨道移动，增加机
械抓手400在移动过程中的稳定性。
为了保证轮毂800在移动托盘540上的稳定移动，方便轮毂800进入冷却水箱600，
参照图11所示，所述移动托盘540包括滑轮架541、支杆542和托板543，所述滑轮架541固定
在用于连接两个垂直链轮530的链条上，支杆542安装在滑轮架541前端且向下延伸，托板
543安装在支杆542底部。轮毂800放置在托板543上后，滑轮架541在垂直链轮530的带动下
垂直移动，从而带动放置在托板543上的轮毂800出入冷却水箱600。
为了实现自动卸料，参照图10和图11所示，所述托板543的正后方安装有第四气缸
550。轮毂800冷却后需要卸料时，通过第四气缸550可以将轮毂800直接从托板543上推入卸
料架700上，实现轮毂800的自动卸料。
参照图10和图11所示，方便托板543带动轮毂800直接进入冷却水箱600，将冷却水
箱600安装在托板543的正下方。
在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理
解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定；术语“安装”、“相连”、“连接”等
均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相
连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可
以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公
开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护
的范围。