CN107128439B - 一种调距桨桨毂装配工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调距桨桨毂装配工装，属于船用机械技术领域。该装配工装包括机械手和转动平台，机械手包括立柱、第一悬臂、第二悬臂、动力机构、扳手安装座和电动扳手，转动平台包括底座和可转动地设置在底座上的转盘，通过将第一连杆转动连接在第一悬臂上，使得可以在水平面内转动第二悬臂，以调整设置在扳手安装座上的电动扳手的水平位置，通过在底座上设置转盘，使得在装配时可以通过转盘带动放置在转盘上的桨毂转动，从而在装配时，操作人员可以在拧紧一个螺栓后转动转盘，通过机械手将电动扳手对准螺栓，快速将螺栓拧紧，操作简单，提高了装配效率。

Description

一种调距桨桨毂装配工装

技术领域

本发明涉及船用机械技术领域，特别涉及一种调距桨桨毂装配工装。

背景技术

调距桨是一种桨叶的倾斜角度可调的螺旋桨，桨叶设置在桨毂的外壁上，将桨叶绕垂直于桨毂的轴线转动，就可以改变桨叶的倾斜角度，是目前船舶上常用的一种推进器。

桨毂主要由桨毂体、活塞杆、曲柄销盘、滑块、活塞以及油缸等零件组成，这些零件之间采用大量的螺栓进行连接。

目前桨毂在装配过程中，各个零件之间的螺栓主要依靠人工装配，由于桨毂上有大量的螺栓，导致工作量很大，装配效率和精度低。

发明内容

为了解决人工拧螺栓工作量大，装配效率低的问题，本发明实施例提供了一种调距桨桨毂装配工装。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种调距桨桨毂装配工装，所述装配工装包括机械手和转动平台，所述机械手包括立柱、第一悬臂、第二悬臂、动力机构、扳手安装座和电动扳手，所述立柱的一端垂直设置在水平工作台上，所述立柱的另一端上设置有所述第一悬臂，所述第一悬臂水平设置且可绕所述立柱的轴线转动，所述第二悬臂包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述第一连杆绕所述第一连杆的轴线可转动地连接在所述第一悬臂上，所述第一连杆的一端与所述第一悬臂连接，所述第一连杆的另一端从所述第一悬臂竖直向下伸出，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆和所述第四连杆顺次铰接成平行四边形机构，所述扳手安装座设置在所述第三连杆上，所述电动扳手设置在所述扳手安装座上，且所述电动扳手的输出轴竖直向下，所述转盘位于所述电动扳手的正下方，且所述动力机构用于驱动所述第二连杆和第四连杆在竖直平面内转动；

所述转动平台包括底座和可转动地设置在所述底座上的转盘，所述转盘水平设置，所述转盘的转动轴线与所述电动扳手的输出轴线平行。

优选地，所述装配工装还包括用于使所述第一悬臂与所述立柱保持相对静止的第一刹车机构和用于使所述第一连杆与所述第一悬臂保持相对静止的第二刹车机构。

优选地，所述扳手安装座上设置有图像拍摄装置，所述图像拍摄装置的镜头朝向待装配桨毂。

进一步地，所述扳手安装座与所述第二悬臂转动连接，且所述扳手安装座的转动轴线与所述电动扳手的输出轴平行。

优选地，所述装配工装还包括拍摄杆，所述拍摄杆水平设置，所述拍摄杆的一端连接在所述扳手安装座上，且所述拍摄杆能够绕水平方向转动，所述图像拍摄装置设置在所述拍摄杆上。

优选地，所述装配工装还包括用于显示所述电动扳手的力矩的人机交互终端，所述电动扳手与所述人机交互终端电连接。

可选地，所述立柱上设置有支撑杆，所述支撑杆包括第一悬杆和第二悬杆，所述第一悬杆的一端与所述立柱铰接，所述第一悬杆的另一端与所述第二悬杆的一端铰接，所述人机交互终端设置在所述第二悬杆的另一端上，且所述第一悬杆的转轴和所述第二悬杆的转轴均平行于竖直方向，所述人机交互终端设置在所述支撑杆上。

优选地，所述转动平台还包括驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述转盘转动。

进一步地，所述转盘上同轴设置有齿环，所述驱动机构包括电机和驱动齿轮，所述电机通过所述驱动齿轮与所述齿环传动连接。

可选地，所述底座上设置有圆柱形凹槽，所述转盘上靠近所述底座的一面上设置有环形凸台，所述环形凸台定位插装在所述圆柱形凹槽中。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在立柱上设置第一悬臂，第一悬臂与立柱转动连接，使得可以在装配过程中，在水平方向上转动机械手以将机械手调整到合适位置，通过在第一悬臂上设置第二悬臂，由于第二悬臂为平行四边形机构，因此可以通过动力机构驱动第二连杆和第四连杆来调节设置在第三连杆上的扳手安装座的竖直位置，通过将第一连杆转动连接在第一悬臂上，使得可以在水平面内转动第二悬臂，以调整设置在扳手安装座上的电动扳手的水平位置，通过在底座上设置转盘，使得在装配时可以通过转盘带动放置在转盘上的桨毂转动，从而在装配时，操作人员可以在拧紧一个螺栓后转动转盘，通过机械手将电动扳手对准螺栓，快速将螺栓拧紧，操作简单，提高了装配效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种调距桨桨毂装配工装的正视图；

图2是本发明实施例提供的一种调距桨桨毂装配工装的俯视图；

图3是本发明实施例提供的一种转动平台的侧视图；

图4是本发明实施例提供的一种转动平台的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种调距桨桨毂装配工装的正视图，如图1所示，该装配工装包括机械手10和转动平台20，机械手10包括立柱11、第一悬臂12、第二悬臂13、动力机构14、扳手安装座15和电动扳手16。

立柱11的一端垂直设置在水平工作台上，立柱11的另一端上设置有第一悬臂12，第一悬臂12水平设置且可绕立柱11的轴线转动。第二悬臂13包括第一连杆131、第二连杆132、第三连杆133和第四连杆134。第一连杆131绕第一连杆131的轴线可转动地连接在第一悬臂12上，第一连杆131的一端与第一悬臂12连接，第一连杆131的另一端从第一悬臂12竖直向下伸出。第一连杆131、第二连杆132、第三连杆133和第四连杆134顺次铰接成平行四边形机构。扳手安装座15设置在第三连杆133上，电动扳手16设置在扳手安装座15上，且电动扳手16的输出轴竖直向下。动力机构14用于驱动第二连杆132和第四连杆134在竖直平面内转动。

转动平台20包括底座21和可转动地设置在底座21上的转盘22，转盘22水平设置，转盘22位于电动扳手16的正下方，且转盘22的转动轴线与电动扳手16的输出轴线平行。

平行四边形机构中，第二连杆132和第四连杆134长度相等，第二连杆132和第四连杆134在竖直平面内转动时，第一连杆131和第三连杆133始终保持竖直。

具体地，水平工作台可以是地面。

本发明实施例通过在立柱上设置第一悬臂，第一悬臂与立柱转动连接，使得可以在装配过程中，在水平方向上转动机械手以将机械手调整到合适位置，通过在第一悬臂上设置第二悬臂，由于第二悬臂为平行四边形机构，因此可以通过动力机构驱动第二连杆和第四连杆来调节设置在第三连杆上的扳手安装座的竖直位置，通过将第一连杆转动连接在第一悬臂上，使得可以在水平面内转动第二悬臂，以调整设置在扳手安装座上的电动扳手的水平位置，通过在底座上设置转盘，使得在装配时可以通过转盘带动放置在转盘上的桨毂转动，从而在装配时，操作人员可以在拧紧一个螺栓后转动转盘，通过机械手将电动扳手对准螺栓，快速将螺栓拧紧，操作简单，提高了装配效率。

如图1所示，动力机构14包括伸缩气缸，伸缩气缸的一端与第二连杆132铰接，伸缩气缸的另一端与第四连杆134铰接，且伸缩气缸与第一连杆131不平行，在装配时，可以通过控制伸缩气缸伸缩来驱动第二连杆132和第四连杆134在竖直平面内转动，当伸缩气缸伸缩到合适长度时，可以锁止伸缩气缸，避免第二连杆132和第四连杆134继续转动。

可选地，第二连杆132和第四连杆134上可以均设置一个铰支座141，伸缩气缸的两端分别与一个铰支座141铰接。

如图1所示，装配工装还包括用于使第一悬臂12与立柱11保持相对静止的第一刹车机构121和用于使第一连杆131与第一悬臂12保持相对静止的第二刹车机构122，从而在进行装配时，当调整机械手10到合适位置时，可以通过第一刹车机构121将第一悬臂12锁止，避免第一悬臂12在装配过程中转动，同时可以通过第二刹车机构122将第二悬臂13锁止，避免第二悬臂13在装配过程中转动。

优选地，该装配工装还包括角度检测器123，角度检测器123用于检测第一连杆131转动的角度，在装配过程中，可以在第一悬臂12锁止时，通过角度检测器123检测第一连杆131转动的角度，以便于第一连杆131转动到合适的位置使电动扳手16对准待拧紧的螺栓。

优选地，扳手安装座15上还设置有用于拍摄待装配桨毂30的图像拍摄装置17，从而可以通过图像拍摄装置17拍摄桨毂内部螺栓、密封件等零件的装配情况，通过拍摄到的图像判断装配是否合格。

可选地，图像拍摄装置17可以是摄像头，通过摄像头可以实时观察到桨毂内部的装配情况。

进一步地，扳手安装座15与第二悬臂13转动连接，且扳手安装座15的转动轴线与电动扳手16的输出轴平行，从而可以通过转动扳手安装座15来调整图像拍摄装置17的角度，便于拍摄桨毂30内部的装配情况。

图2是本发明实施例提供的一种调距桨桨毂装配工装的俯视图，装配工装还包括拍摄杆171，拍摄杆171水平设置，拍摄杆171的一端连接在扳手安装座15上，且拍摄杆171能够绕水平方向转动，图像拍摄装置17设置在拍摄杆171上，从而可以进一步便于调整图像拍摄装置17的角度，有利于拍摄桨毂30内部的装配情况。

再次参照图1，扳手安装座15可以包括连接板151和竖直安装板152，连接板151与第二悬臂13连接，竖直安装板152与连接板151连接，竖直安装板152上设置有安装法兰152a，电动扳手16可拆卸地安装在安装法兰152a上。

进一步地，竖直安装板152上设置有旋转关节152b，拍摄杆171通过旋转关节152b转动安装在竖直安装板152上。

需要说明的是，图2中显示了机械手10所处的三种位置，分别对应图中的A位置、B位置和C位置，在装配开始时，机械手10处于A位置，第一刹车机构121和第二刹车机构122可以都处于锁止状态，以避免机械手10转动，此时可以便于将桨毂30放置到转动平台20上；在放置好桨毂30后，松开第一刹车机构121和第二刹车机构122，将机械手10转动至B位置，调整机械手10，使电动扳手16对准待拧紧的螺栓，以进行螺栓的紧固；在拧紧所有螺栓后，可以将机械手10推动到C位置，以便于对桨毂30进行其他的装配过程。

优选地，装配工装还可以包括用于显示电动扳手16的力矩的人机交互终端18，电动扳手16与人机交互终端18连接，其中人机交互终端18包括显示屏，从而在拧螺栓的过程中，电动扳手16可以将扭矩的大小信息传输到人机交互终端18，使操作人员可以通过人机交互终端18查看电动扳手16的扭矩信息，便于控制电动扳手16的扭矩大小。

具体地，人机交互终端18还可以包括存储器，在桨毂的装配过程中，不同的螺栓，拧紧时的扭矩从30Nm到3000Nm不等，存储器中可以保存有拧紧各个螺栓的扭矩大小信息，操作人员可以在拧螺栓的过程中对比电动扳手16的扭矩大小与拧紧该螺栓的扭矩大小，从而确保螺栓被拧紧。

进一步地，该装配工装可以包括多个电动扳手16，多个电动扳手16所能产生的扭矩范围不同，在装配过程中可以选择合适的电动扳手16拧紧不同的螺栓。

优选地，角度检测器123还与人机交互终端18电连接，从而可以将角度检测器123检测到的角度信息传输到人机交互终端18，通过人机交互终端18将检测到的角度信息与理论值进行比较，确保第二悬臂13的转动角度不超过误差所允许的范围。

此外，图像拍摄装置17也可以与人机交互终端18电连接，图像拍摄装置17将拍摄到的画面信息传输到人机交互终端18，以使得操作人员可以在人机交互终端18上查看到拍摄的画面。

优选地，立柱11上设置有支撑杆19，人机交互终端18设置在支撑杆19上，便于人机交互终端18的安装，同时还可以便于工作人员查看。

具体地，支撑杆19可以包括第一悬杆191和第二悬杆192，第一悬杆191的一端与立柱11铰接，第一悬杆191的另一端与第二悬杆192的一端铰接，人机交互终端18设置在第二悬杆192的另一端上，且第一悬杆191的转轴和第二悬杆192的转轴均平行于竖直方向，从而使得操作人员可以通过转动第一悬杆191、第二悬杆192来调整人机交互终端18的位置，方便查看和操作。

更进一步地，人机交互终端18上可以铰接一根挂杆181，挂杆181与第二悬杆192固定连接，且人机交互终端18的转动轴线平行于水平方向，使得操作人员可以将人机交互终端18在竖直平面内转动，以调整人机交互终端18的角度，进一步便于查看和操作。

优选地，立柱11上还可以设置支架111，支架111上可以设置风机111a，风机111a的出口上连接有软管，从而可以方便操作人员在装配过程中通过风机111a清理装配过程中零件表面的油污杂质。

图3是本发明实施例提供的一种转动平台的侧视图，如图3所示，转动平台20还包括驱动机构23，驱动机构23用于驱动转盘22转动。

进一步地，驱动机构23可以与人机交互终端18电连接，从而通过人机交互终端18控制驱动机构23运转，以准确控制转盘22转动的角度，使得在装配过程中，可以在拧紧一个螺栓后，通过控制转盘22转动设定的角度，以使下一个待拧紧的螺栓与电动扳手16对准，方便继续拧紧下一个待拧紧的螺栓，进一步提高装配的速度，且可以通过控制转盘22转动的方式，控制螺栓拧紧的顺序，有利于按顺序要求拧紧螺栓，确保装配的精度。

如图3所示，转盘22上同轴设置有齿环221，驱动机构23包括电机231和驱动齿轮232，电机231通过驱动齿轮232与齿环221传动连接。

具体地，齿环221与转盘22可以通过螺栓同轴连接，以便于拆卸和维修。

实现时，驱动机构23还可以包括减速机233，电机231的输出轴与减速机233的输入轴同轴线连接，减速机233的输出轴与驱动齿轮232同轴连接，通过减速机233可以降低转盘22的转速。

可选地，减速机233可以是涡轮减速机。

优选地，转盘22与底座21之间可以设置推力轴承241，以便于转盘22的转动。

进一步地，底座21上设置有圆柱形凹槽21a，转盘22上靠近底座21的一面上设置有环形凸台22a，环形凸台22a定位插装在圆柱形凹槽21a中，从而可以提高转动平台20的稳定性，避免转盘22移动。

如图3所示，圆柱形凹槽21a的内侧壁与环形凸台22a的外侧壁之间设置有向心球轴承242，降低转盘22转动时受到的阻力。

进一步地，圆柱形凹槽21a中还设置有一圆柱形凸台21b，圆柱形凸台21b伸入环形凸台22a中，圆柱形凸台21b的外侧壁与环形凸台22a的内侧壁之间设置有轴承，从而可以进一步提高对转盘22的限位作用。

更进一步地，环形凸台22a朝向圆柱形凹槽21a的一端上设置有环形凸缘22b，圆柱形凸台21b的顶端设置有压板21c，轴承夹设在环形凸缘22b和压板21c之间，从而可以对转盘22进行轴向限位。

图4是本发明实施例提供的一种转动平台的俯视图，如图4所示，转盘22的顶面上可以设置径向延伸的多条橡胶条222，橡胶条222可以提高对桨毂30的摩擦力，使得桨毂30的转动更平稳。

具体地，多条橡胶条222沿转盘22的周向间隔布置，以使得转盘22对桨毂30的摩擦力更均匀。

实现时，转盘22上可以设置多条截面呈T型的T型槽，橡胶条222卡设在T型槽中，可以避免橡胶条222松脱。

此外，转盘22上还可以设置多道定位标记线223，定位标记线223用于在将桨毂30放置到转盘22上时提供定位基准，方便定位。

进一步地，底座21可以通过地脚螺栓固定，以提高底座21的稳定性。

具体地，底座21包括支撑脚251，支撑脚251通过地脚螺栓固定在地面上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种调距桨桨毂装配工装，其特征在于，所述装配工装包括机械手(10)和转动平台(20)，所述机械手(10)包括立柱(11)、第一悬臂(12)、第二悬臂(13)、动力机构(14)、扳手安装座(15)和电动扳手(16)，所述立柱(11)的一端垂直设置在水平工作台上，所述立柱(11)的另一端上设置有所述第一悬臂(12)，所述第一悬臂(12)水平设置且可绕所述立柱(11)的轴线转动，所述第二悬臂(13)包括第一连杆(131)、第二连杆(132)、第三连杆(133)和第四连杆(134)，所述第一连杆(131)绕所述第一连杆(131)的轴线可转动地连接在所述第一悬臂(12)上，所述第一连杆(131)的一端与所述第一悬臂(12)连接，所述第一连杆(131)的另一端从所述第一悬臂(12)竖直向下伸出，所述第一连杆(131)、所述第二连杆(132)、所述第三连杆(133)和所述第四连杆(134)顺次铰接成平行四边形机构，所述扳手安装座(15)设置在所述第三连杆(133)上，所述电动扳手(16)设置在所述扳手安装座(15)上，且所述电动扳手(16)的输出轴竖直向下，所述动力机构(14)用于驱动所述第二连杆(132)和第四连杆(134)在竖直平面内转动；

所述转动平台(20)包括底座(21)和可转动地设置在所述底座(21)上的转盘(22)，所述转盘(22)水平设置，所述转盘(22)位于所述电动扳手(16)的正下方，且所述转盘(22)的转动轴线与所述电动扳手(16)的输出轴线平行，

所述底座(21)上设置有圆柱形凹槽(21a)，所述转盘(22)上靠近所述底座(21)的一面上设置有环形凸台(22a)，所述环形凸台(22a)定位插装在所述圆柱形凹槽(21a)中，所述圆柱形凹槽(21a)中还设置有一圆柱形凸台(21b)，所述圆柱形凸台(21b)伸入所述环形凸台(22a)中，所述圆柱形凸台(21b)的外侧壁与所述环形凸台(22a)的内侧壁之间设置有轴承，

所述环形凸台(22a)朝向所述圆柱形凹槽(21a)的一端上设置有环形凸缘(22b)，所述圆柱形凸台(21b)的顶端设置有压板(21c)，所述轴承夹设在所述环形凸缘(22b)和所述压板(21c)之间，

所述转盘(22)的顶面上设置径向延伸的多条橡胶条(222)。

2.根据权利要求1所述的装配工装，其特征在于，所述装配工装还包括用于使所述第一悬臂(12)与所述立柱(11)保持相对静止的第一刹车机构(121)和用于使所述第一连杆(131)与所述第一悬臂(12)保持相对静止的第二刹车机构(122)。

3.根据权利要求1所述的装配工装，其特征在于，所述扳手安装座(15)上设置有图像拍摄装置(17)，所述图像拍摄装置(17)的镜头朝向待装配桨毂(30)。

4.根据权利要求3所述的装配工装，其特征在于，所述扳手安装座(15)与所述第二悬臂(13)转动连接，且所述扳手安装座(15)的转动轴线与所述电动扳手(16)的输出轴平行。

5.根据权利要求4所述的装配工装，其特征在于，所述装配工装还包括拍摄杆(171)，所述拍摄杆(171)水平设置，所述拍摄杆(171)的一端连接在所述扳手安装座(15)上，且所述拍摄杆(171)能够绕水平方向转动，所述图像拍摄装置(17)设置在所述拍摄杆(171)上。

6.根据权利要求1～5任一项所述的装配工装，其特征在于，所述装配工装还包括用于显示所述电动扳手(16)的力矩的人机交互终端(18)，所述电动扳手(16)与所述人机交互终端(18)电连接。

7.根据权利要求6所述的装配工装，其特征在于，所述立柱(11)上设置有支撑杆(19)，所述支撑杆(19)包括第一悬杆(191)和第二悬杆(192)，所述第一悬杆(191)的一端与所述立柱(11)铰接，所述第一悬杆(191)的另一端与所述第二悬杆(192)的一端铰接，所述人机交互终端(18)设置在所述第二悬杆(192)的另一端上，且所述第一悬杆(191)的转轴和所述第二悬杆(192)的转轴均平行于竖直方向，所述人机交互终端(18)设置在所述第二悬杆(192)上。

8.根据权利要求1～5任一项所述的装配工装，其特征在于，所述转动平台(20)还包括驱动机构(23)，所述驱动机构(23)用于驱动所述转盘(22)转动。

9.根据权利要求8所述的装配工装，其特征在于，所述转盘(22)上同轴设置有齿环(221)，所述驱动机构(23)包括电机(231)和驱动齿轮(232)，所述电机(231)通过所述驱动齿轮(232)与所述齿环(221)传动连接。