CN107891266A - 调节预紧力的自动旋拧装置 - Google Patents

Abstract

调节预紧力的自动旋拧装置，本发明属于自动化装备领域，它为了解决现有通常使用的各类普通扳手，普通螺丝刀等装配工具，旋紧和拧松时速度较慢，且不具备能连续回转的问题。该自动旋拧装置包括两个固定支座、至少两个气动肌肉、两个连接杆、齿轮、卡紧装置、导轨和齿条，在导轨上设置有齿条，在第一固定支座上设置有第一气动肌肉，第一气动肌肉的轴向与导轨的轴向相平行，齿条置于导轨上，第一气动肌肉通过连接杆与齿条相连接，第二气动肌肉固定在第二固定支座上，第二气动肌肉通过连接杆与齿轮相连接，齿轮与齿条相啮合，在齿轮的中心处设置有卡紧装置。本发明可调节旋拧预紧力大小，装配不同刀头进行旋拧作业，高效省时，提高了工作效率。

Description

调节预紧力的自动旋拧装置

技术领域

本发明属于自动化装备领域，具体涉及用于流水线装配的自动旋拧装置。

背景技术

中国的制造业蓬勃发展，制造规模和水平得到很大的提高，以低成本劳动力为基础的劳动密集型制造形式在中国制造业飞速发展中起到了重要的作用，而作为一个国家的制造业发展的根基，装备制造业发展速度缓慢，为了增强国家及企业在制造业的核心竞争力，一个重要的途径就是不断发展我国的装备制造业，实现产品加工生产的自动化，智能化，降低人工劳动力成本，使产品生产效率不断增强。在我国制造业中，在电子产品，玩具，汽车零部件，以及电脑，手机等通讯行业已成为重要的组成部分，在这些行业的产品装配是很重要的。但是在目前一些企业中，人工旋拧动作也是工厂生产线上最常见的一个环节，作业较简单，但由于产品数量过多，旋拧动作也就成为一项不小的重任与负担，采用人力的方法不仅工作效率低，而且还会导致作业标准参差不齐，导致良品率下降。

气动肌肉，它用限制变形的支撑材料作为骨架，骨架内部是可膨胀的气囊(或类气囊)结构，通过气囊的膨胀和收缩来执行各种柔顺的动作，这种结构继承了气动元件的基本优点，同时还具备了结构简单、高柔性和良好的仿生特征等其他机械执行机构所无法比拟的特点；

齿轮齿条机构承载力强承载大，传动精度较高，传动速度可以很高，价格便宜，容易制造。

发明内容

本发明目的为了解决现有通常使用的各类普通扳手，普通螺丝刀等装配工具，旋紧和拧松时速度较慢，工作效率较低，且不具备能连续回转、增速或增力输出功能的问题，而提供一种可调节预紧力的自动旋拧装置。

本发明调节预紧力的自动旋拧装置包括两个固定支座、至少两个气动肌肉、至少两个连接杆、至少一个齿轮、至少一个卡紧装置、导轨和齿条，在导轨上设置有齿条，导轨的一端固设有第一固定支座，在第一固定支座上设置有第一气动肌肉，第一气动肌肉的轴向与导轨的轴向相平行，齿条置于导轨上，第一连接杆的一端与齿条相连接，第一连接杆的另一端与第一气动肌肉相连接，第二气动肌肉固定在第二固定支座上，第二气动肌肉的轴向与导轨的轴向相垂直，第二连接杆的一端与第二气动肌肉相连接，第二连接杆的另一端与齿轮相连接，齿轮与齿条相啮合，在齿轮的中心处设置有卡紧装置。

本发明所述的调节预紧力的自动旋拧装置包括气动肌肉、齿条、齿轮、多功能卡紧装置、支座和连接杆。气动肌肉，通过气囊的膨胀和收缩来执行各种柔顺的动作，这种结构继承了气动元件的基本优点，同时还具备了结构简单、高柔性和良好的仿生特征等，具有其他机械执行机构所无法比拟的特点。而齿轮齿条机构承载力强承载大，传动精度较高，传动速度能够很高，价格便宜，容易制造。

当需要控制气动肌肉动作时，启动空气压缩机，压缩空气经由气压调节装置、气压传感器和电磁阀组成的气压控制***激励气动肌肉，通过对气动肌肉内气压调控，实现对其收缩位移的精确控制，通过对齿条位移的调控，进而控制了齿轮的旋转角度，且可调节预紧力大小，起到增速或增力输出。

本发明所述的调节预紧力的自动旋拧装置，可调节预紧力大小，可装配不同刀头进行旋拧作业，高效，省时省力，大大提高了工作效率；而且价格便宜，更适合工业生产加工，解决作业标准参差不齐等问题。

附图说明

图1是本发明调节预紧力的自动旋拧装置的主视结构示意图；

图2是本发明调节预紧力的自动旋拧装置的俯视结构示意图；

图3是本发明调节预紧力的自动旋拧装置的侧视结构示意图；

图4是本发明调节预紧力的自动旋拧装置的立体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式调节预紧力的自动旋拧装置包括两个固定支座、至少两个气动肌肉、至少两个连接杆、至少一个齿轮9、至少一个卡紧装置(换刀头)5、导轨11和齿条10，在导轨11上设置有齿条10，导轨11的一端固设有第一固定支座3，在第一固定支座3上设置有第一气动肌肉1，第一气动肌肉1的轴向与导轨11的轴向相平行，齿条10置于导轨11上，第一连接杆6的一端与齿条10相连接，第一连接杆6的另一端与第一气动肌肉1相连接，第二气动肌肉2固定在第二固定支座4上，第二气动肌肉2的轴向与导轨11的轴向相垂直，第二连接杆7的一端与第二气动肌肉2相连接，第二连接杆7的另一端与齿轮9相连接，齿轮9与齿条10相啮合，在齿轮9的中心处设置有卡紧装置5。

本实施方式调节预紧力的自动旋拧装置，当需要控制气动肌肉动作时，启动空气压缩机，压缩空气经由气压调节装置、气压传感器和电磁阀等气压控制***激励气动肌肉，通过对气动肌肉内气压调控，实现对其收缩位移的精确控制，进而对齿条位移进行调控，控制了齿轮的旋转角度，可调节预紧力大小，可装配不同刀头进行旋拧作业，也可同时进行多个旋拧工作，高效，省时省力，大大提高了工作效率；而且价格便宜，在自动化装备领域应用前景广阔。

在产品生产中的工序中，对各类螺栓，螺丝等常用件进行加固时，合理的旋紧或拧松不仅能保护内部组件，还能使外部组件与内部组件配合良好，外观优美。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的卡紧装置5为螺丝批或万能套筒。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是第一连接杆6与第一气动肌肉1的通过铆钉或销连接。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是第二连接杆7与齿轮9通过键连接。

本实施方式中第二连接杆与齿轮也可制成一体结构。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是第一气动肌肉1和第二气动肌肉2分别通过导气管与空气压缩机相连。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是空气压缩机置于固定支座的内部。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是所述的卡紧装置5加装螺丝刀头。

本实施方式所述的螺丝刀头的型号为一字，十字，米字，T型(梅花型)或H型(六角)等。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是多个第二气动肌肉2固定在第二固定支座4上，每个第二气动肌肉2分别通过第二连接杆7与一个齿轮9相连接。

本实施方式在齿条上方加装多个齿轮，可同时进行多个旋紧或拧松任务。

实施例：本实施例调节预紧力的自动旋拧装置包括两个固定支座、两个气动肌肉、两个连接杆、齿轮9、卡紧装置5、导轨11和齿条10，在导轨11上设置有齿条10，导轨11的一端固设有第一固定支座3，在第一固定支座3上设置有第一气动肌肉1，第一气动肌肉1的轴向与导轨11的轴向相平行，齿条10置于导轨11上，第一连接杆6的一端与齿条10相连接，第一连接杆6的另一端与第一气动肌肉1相连接，第二气动肌肉2固定在第二固定支座4上，第二气动肌肉2的轴向与导轨11的轴向相垂直，第二连接杆7的一端与第二气动肌肉2相连接，第二连接杆7的另一端与齿轮9相连接，齿轮9与齿条10相啮合，在齿轮9的中心处设置有卡紧装置5，所述的卡紧装置5为万能套筒。

本实施例调节预紧力的自动旋拧装置的应用过程如下：对齿条轴上固定的第一气动肌肉内部柔性管进行气压激励，柔性管会产生弹性变形而膨胀，刚度较大的编织网套会限制其发生伸长变形，由于编织网套在膨胀时收缩的特性，在编织网的编织角变大的同时，气动肌肉在轴向收缩，使气动肌肉收缩，拉动齿条向左位移，齿轮与齿条啮合，齿轮正转，齿轮轴上固定着多功能卡紧装置，多功能卡紧装置上可加装不同规格刀头，实现单次快速旋紧或者快速拧松功能；对齿轮轴上的第二气动肌肉内部柔性管进行气压激励，柔性管会产生弹性变形而膨胀，刚度较大的编织网套会限制其发生伸长变形，由于编织网套在膨胀时收缩的特性，在编织网的编织角变大的同时,第二气动肌肉在轴向方向收缩，拉动齿轮向后位移，这时齿条轴上的第一气动肌肉气压力被释放后，弹性的橡胶材料迫使纤维编织网回复原位，推动齿条位移至原位置，此时齿轮轴上的第二气动肌肉气压力被释放后,弹性的橡胶材料迫使纤维编织网回复原位，推动齿轮位移至原位置，即可再次进行下一次快速旋紧或者快速拧松功能，装置将根据设定的预紧力大小，自动重复前面的步骤，来完成旋紧或拧松任务。如带动齿条移动131.88mm，齿轮齿条啮合，齿轮旋转180度，动作时间需要0.2s，齿轮向后移动需要0.1s，齿条回复到原位置需0.2s，齿轮回复到原位置需要0.1s，整体动作过程需要0.6s。手动拧螺丝旋转180度，则需要1s左右。

Claims (8)

1.调节预紧力的自动旋拧装置，其特征在于该调节预紧力的自动旋拧装置包括两个固定支座、至少两个气动肌肉、至少两个连接杆、至少一个齿轮(9)、至少一个卡紧装置(5)、导轨(11)和齿条(10)，在导轨(11)上设置有齿条(10)，导轨(11)的一端固设有第一固定支座(3)，在第一固定支座(3)上设置有第一气动肌肉(1)，第一气动肌肉(1)的轴向与导轨(11)的轴向相平行，齿条(10)置于导轨(11)上，第一连接杆(6)的一端与齿条(10)相连接，第一连接杆(6)的另一端与第一气动肌肉(1)相连接，第二气动肌肉(2)固定在第二固定支座(4)上，第二气动肌肉(2)的轴向与导轨(11)的轴向相垂直，第二连接杆(7)的一端与第二气动肌肉(2)相连接，第二连接杆(7)的另一端与齿轮(9)相连接，齿轮(9)与齿条(10)相啮合，在齿轮(9)的中心处设置有卡紧装置(5)。

2.根据权利要求1所述的调节预紧力的自动旋拧装置，其特征在于所述的卡紧装置(5)为螺丝批或万能套筒。

3.根据权利要求1所述的调节预紧力的自动旋拧装置，其特征在于第一连接杆(6)与第一气动肌肉(1)通过铆钉或销连接。

4.根据权利要求1所述的调节预紧力的自动旋拧装置，其特征在于第二连接杆(7)与齿轮(9)通过键连接。

5.根据权利要求1所述的调节预紧力的自动旋拧装置，其特征在于第一气动肌肉(1)和第二气动肌肉(2)分别通过导气管与空气压缩机相连。

6.根据权利要求5所述的调节预紧力的自动旋拧装置，其特征在于空气压缩机置于固定支座的内部。

7.根据权利要求1所述的调节预紧力的自动旋拧装置，其特征在于所述的卡紧装置(5)加装螺丝刀头。

8.根据权利要求1所述的调节预紧力的自动旋拧装置，其特征在于多个第二气动肌肉(2)固定在第二固定支座(4)上，每个第二气动肌肉(2)分别通过第二连接杆(7)与一个齿轮(9)相连接。