一体化螺钉螺母调节锁紧装置转让专利

申请号 : CN200810200020.8

文献号 : CN101677046B

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相似专利:

发明人 : 张敏良程武山钱华腾兵范狄庆樊江玲

申请人 : 上海工程技术大学

摘要 :

一种一体化螺钉螺母调节锁紧装置。为了提供一种装置,解决螺钉螺母调节锁紧的问题,提出了以下的技术方案:支架与双方向移动的X-Y工作台固定连接;转动框通过转动部件与支架转动连接;移动框通过移动部件与转动框移动连接;旋转机构设置在移动框上;所述的旋转机构,包括外套筒,内套筒,外层柔性节,内层柔性节,第一扭矩控制器,第二扭矩控制器,第一电磁离合器,电磁制动器,同轴零部件,上连接体,外连接体,内连接体,具有双轴的空心轴电机。本发明的有益效果是:解决了螺钉螺母调节锁紧等问题。

权利要求 :

1.一体化螺钉螺母调节锁紧装置,包括:含有智能控制部件的自动化电路,所述的自动化电路包括控制电路,其特征在于,包括:能够进行X方向移动和Y方向移动的X-Y工作台(1),支架(2),转动部件,转动框(3),移动部件,移动框(4),执行调节锁紧任务的旋转机构;

所述的支架(2)与X-Y工作台(1)固定连接;转动框(3)通过转动部件与支架(2)转动连接;移动框(4)通过移动部件与转动框(3)移动连接;旋转机构设置在移动框(4)上;

所述的旋转机构,包括外套筒(5),内套筒(6),外层柔性节(7),内层柔性节(8),第一扭矩控制器(9),第二扭矩控制器(10),第一电磁离合器(11),电磁制动器(12),用于实现同轴目的的同轴零部件,上连接体,外连接体,内连接体,具有双轴的空心轴电机(13);

所述的双轴为外轴(14)和内轴(15),外轴(14)为开设通孔的空心轴,外轴(14)的孔径大于内轴(15)的外径,内轴(15)位于外轴(14)内、且两者处于同一轴线;外轴(14)和内轴(15),两者都向外延伸出空心轴电机(13)的两个端面;在空心轴电机(13)内部,外轴(14)位于电机转子的中央、并且与转子固定联接;

空心轴电机(13)以竖直姿态与移动框(4)的框身固定联接;

在空心轴电机(13)的下侧:外轴(14)与外连接体连接,内轴(15)与内连接体连接;内轴(15)、内连接体位于外轴(14)、外连接体的中央;外连接体与移动框(4)转动连接;外连接体和内连接体通过第一电磁离合器(11)吸合连接,第一电磁离合器(11)与移动框(4)固定联接;第一扭矩控制器(9),其探测部件和信号接收部件,二者对应设置,探测部件设置在内轴(15)上、信号接收部件与移动框(4)固定联接;内连接体的下端位于电磁制动器(12)内,电磁制动器(12)与移动框(4)的下部固定联接;

在空心轴电机(13)的上侧:所述的外套筒(5)、外层柔性节(7)、上连接体、外轴(14),从上到下依序固定连接;所述的内套筒(6)、内层柔性节(8)、内轴(15),从上到下依序固定连接;所述的内套筒(6)、内层柔性节(8)、内轴(15)设置在外套筒(5)、外层柔性节(7)、上连接体、外轴(14)的中央;第二扭矩控制器(10),其探测部件设置在外轴(14)上、或设置在 上连接体上,其信号接收部件对应设置并与移动框(4)固定联接;移动框(4)的上部,与外轴(14)转动连接或者与上连接体转动连接。

2.根据权利要求1所述的一体化螺钉螺母调节锁紧装置,其特征是:所述的同轴零部件,其数量为两个以上,每个同轴零部件形状、结构相同或者不同,同轴零部件是轴承或者是圆环或者是含有圆孔的零部件或者是含有圆环突出台阶的零部件或者是含有圆环凹陷台阶的零部件;

同轴零部件设置的部位是以下位置的任意组合:

a. 内轴(15)和外轴(14)之间;

b. 内轴(15)和上连接体之间;

c. 内轴(15)和外连接体之间;

d. 内连接体和外连接体之间;

e. 内连接体和外轴(14)之间;

f. 内套筒(6)和外套筒(5)之间。

3.根据权利要求1所述的一体化螺钉螺母调节锁紧装置,其特征是:

所述的内连接体,是由下列a、b、c物体任意组合而构成:a.圆棒,在其端部开设外螺纹或开设螺孔或开设键槽;b.实心旋转体,其外侧有直角台阶;c.联轴器;

所述的上连接体和所述的外连接体,其每一个连接体是由下列d、e、f物体任意组合而构成:d.圆管,在其端部开设外螺纹或开设螺孔或开设键槽;e.旋转体,其中心设有圆孔、其外侧有直角台阶;f.联轴器。

4.根据权利要求1所述的一体化螺钉螺母调节锁紧装置,其特征是:所述的外层柔性节(7)和内层柔性节(8),是采用弹性良好的塑料或橡胶材料制成的管状物,其外壁或其内壁或其内外壁开设封闭的凹槽,所述的凹槽截面形状为矩形或圆弧形。

5.根据权利要求1所述的一体化螺钉螺母调节锁紧装置,其特征是:所述的含有智能控制部件的自动化电路,是指自动化电路中含有可编程序控制器、或者含有PC机电脑、或者含有苹果机电脑、或含有工业计算机。

6.根据权利要求1所述的一体化螺钉螺母调节锁紧装置,其特征是:所述的转动部件,包括第一销子转动付(16),第二销子转动付(17),角度电机(18),角度电机支架(19),含有螺母座(20)和推拉丝杠(21)的第一丝杠付;所述的螺母座(20),其一端开设用于转动的圆孔,其另一端开设内螺纹, 推拉丝杠(21)的一端旋入内螺纹、二者旋转滑动连接;

支架(2)和转动框(3)通过第一销子转动付(16)转动连接;第一丝杠付的螺母座(20),其开设圆孔的一端通过第二销子转动付(17)和转动框(3)转动连接;推拉丝杠(21)的另一端与角度电机(18)的输出轴固定联接;角度电机(18)通过角度电机支架(19)与支架(2)转动连接。

7.根据权利要求1所述的一体化螺钉螺母调节锁紧装置,其特征是:

所述的移动部件包括:移动电机(22),第二电磁离合器(23),第三电磁离合器(24),上下销子(25),开设孔眼的上下销子座(26),螺母体(27),上部开设外螺纹的杆体(28),二者啮合的主动齿轮(29)和被动齿轮(30);所述的螺母体(27)和杆体(28),二者螺纹配合;

移动电机(22)以竖直姿态与转动框(3)固定连接,移动电机(22)的输出轴通过第二电磁离合器(23)与杆体(28)的下端吸合连接,第二电磁离合器(23)与转动框(3)固定连接;杆体(28)的下部与转动框(3)转动连接;杆体(28)的杆身设置在被动齿轮(30)的中央和第三电磁离合器(24)内,杆体(28)和被动齿轮(30)转动连接、杆体(28)和被动齿轮(30)还通过第三电磁离合器(24)吸合连接,第三电磁离合器(24)与转动框(3)固定连接;

螺母体(27)与移动框(4)的上部固定联接,杆体(28)的螺纹部分与螺母体(27)旋转滑动连接;杆体(28)的顶部与转动框(3)转动连接;

主动齿轮(29)和外轴(14)固定联接、或者主动齿轮(29)和上连接体固定联接,所述的固定联接是同轴固定联接;

上下销子座(26)与移动框(4)的下部固定联接,上下销子(25)位于上下销子座(26)的孔眼内并滑动连接,上下销子(25)与转动框(3)固定联接;

所述的上下销子(25)为方柱形、上下销子座(26)的孔眼为方形,或者所述的上下销子(25)为圆柱形、上下销子座(26)的孔眼为圆形。

8.根据权利要求7所述的一体化螺钉螺母调节锁紧装置,其特征是:所述的主动齿轮(29)和被动齿轮(30),前者直径小、厚度大,后者直径大、厚度小。

9.根据权利要求1或7所述的一体化螺钉螺母调节锁紧装置,其特征是:所述的自动化电路包括限位开关(31),限位开关(31)设置在转动框(3)的底部和移动框(4)的底部之间;限位开关(31)的输出端与控制电路通过电 线相连接。

10.根据权利要求1所述的一体化螺钉螺母调节锁紧装置,其特征是:所述的X-Y工作台(1),包括:成对的第一导轨(119),成对的第二导轨(120),X驱动系统,Y驱动系统;还包括从上到下设置的:可作水平X方向来回移动的安装板(103),可作水平Y方向来回移动的工作台中层(102),工作台下层(101);所述的支架(2)与安装板(103)固定联接;

所述的X驱动系统包括:负责X方向驱动的第一电机(125),第一连接零件(126),开设外螺纹的第一转动轴(122),开设螺孔的第一支承座(123),所述的第一转动轴(122)的外螺纹和第一支承座(123)的螺孔,二者螺纹配合;

第一导轨(119)设置在工作台安装板(103)和工作台中层(102)之间;第一电机(125)与工作台中层(102)固定联接;第一电机(125)的输出轴通过第一连接零件(126)与第一转动轴(122)的一端连接;第一转动轴(122)和第一支承座(123)转动连接;第一支承座(123)与工作台安装板(103)固定联接;

所述的Y驱动系统包括:负责Y方向驱动的第二电机(130),第二连接零件(131),开设外螺纹的第二转动轴(127),开设螺孔的第二支承座(128),所述的第二转动轴(127)的外螺纹和第二支承座(128)的螺孔,二者螺纹配合;

第二导轨(120)设置在工作台中层(102)和工作台下层(101)之间;第二电机(130)与工作台下层(101)固定联接;第二电机(130)的输出轴通过第二连接零件(131)与第二转动轴(127)的一端连接;第二转动轴(127)和第二支承座(128)转动连接;第二支承座(128)与工作台中层(102)固定联接。

11.根据权利要求1所述的一体化螺钉螺母调节锁紧装置,其特征是:

所述的内轴(15)和内连接体合并为实心一体的内长轴;所述的上连接体、外轴(14)、外连接体,三者从上到下依序设置并且相邻者之间固定联接,由此构成空心的外长轴;内长轴位于外长轴的中央、且两者同轴;在外长轴和内长轴之间,设置两个以上的同轴零部件,在空心轴电机(13)内部,外长轴位于电机转子的中央、并与转子固定联接;

在空心轴电机(13)的下侧:外长轴与移动框(4)转动连接;外长轴和 内长轴通过第一电磁离合器(11)吸合连接,第一电磁离合器(11)与移动框(4)固定联接;内长轴的下端位于电磁制动器(12)内,电磁制动器(12)与移动框(4)的下部固定联接;

在空心轴电机(13)的上侧:外长轴与移动框(4)转动连接;所述的外套筒(5)、外层柔性节(7)、外长轴,三者从上到下依序固定连接;所述的内套筒(6)、内层柔性节(8)、内长轴,三者从上到下依序固定连接。

说明书 :

一体化螺钉螺母调节锁紧装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种低压断路开关的生产设备,更具体地讲是涉及一体化螺钉螺母调节锁紧装置。

背景技术

[0002] 随着科学的进步、技术的发展,自动化生产水平的日益提高,采用流水线式的大规模生产其单件成本明显降低;与此同时,需要科技人员不断解决工业自动化生产过程中的许多具体的技术问题。
[0003] 在低压断路开关的生产制造和调试过程中,机械手或其他的自动化装置移动到目标工件所在的位置,进行相关的作业操作。
[0004] 例如,在生产低压断路开关的过程中,需要对开关中过载保护机构双金属片上的螺钉、螺母进行调节。如果调节任务由机械手或其他自动化装置完成的话,那么,首先在自动化电路的控制下,将机械手移动到工件的位置,其次是由机械手对螺钉进行调节,最后由机械手对螺母拧紧、锁定;任务完成后,机械手等再返还复位。
[0005] 现经检索,在公开的专利中或其他报道的文献中,未发现有适合生产低压断路开关的螺钉螺母调节锁紧系统或装置。

发明内容

[0006] 工厂在自动化生产低压断路开关的过程时,需要在对开关中过载保护机构双金属片上的螺钉、螺母进行调节和锁定。经检索,在现有的公开专利或相关的技术报道中,未发现有合适的螺钉螺母调节锁紧系统或装置。
[0007] 本发明的目的是:为了提供一种装置,它能解决上述螺钉螺母调节锁紧的问题。提出了以下的技术方案。
[0008] 1.一体化螺钉螺母调节锁紧装置,包括:含有智能控制部件的自动化电路,所述的自动化电路包括控制电路;
[0009] 包括:能够进行X方向移动和Y方向移动的X-Y工作台,支架,转动部件,转动框,移动部件,移动框,执行调节锁紧任务的旋转机构;
[0010] 所述的支架与X-Y工作台固定连接;转动框通过转动部件与支架转动连接;移动框通过移动部件与转动框移动连接;旋转机构设置在移动框上;
[0011] 所述的旋转机构,包括外套筒,内套筒,外层柔性节,内层柔性节,第一扭矩控制器,第二扭矩控制器,第一电磁离合器,电磁制动器,用于实现同轴目的的同轴零部件,上连接体,外连接体,内连接体,具有双轴的空心轴电机;
[0012] 所述的双轴为外轴和内轴,外轴为开设通孔的空心轴,外轴的孔径大于内轴的外径,内轴位于外轴内、且两者处于同一轴线;外轴和内轴,两者都向外延伸出空心轴电机的两个端面;在空心轴电机内部,外轴位于电机转子的中央、并且与转子固定联接;
[0013] 空心轴电机以竖直姿态与移动框的框身固定联接;
[0014] 在空心轴电机的下侧:外轴与外连接体连接,内轴与内连接体连接;内轴、内连接体位于外轴、外连接体的中央;外连接体与移动转动连接;外连接体和内连接体通过第一电磁离合器吸合连接,第一电磁离合器与移动框固定联接;第一扭矩控制器,其探测部件和信号接收部件,二者对应设置,探测部件设置在内轴上、信号接收部件与移动框固定联接;内连接体的下端位于电磁制动器内,电磁制动器与移动框的下部固定联接;
[0015] 在空心轴电机的上侧:所述的外套筒、外层柔性节、上连接体、外轴,从上到下依序固定连接;所述的内套筒、内层柔性节、内轴,从上到下依序固定连接;所述的内套筒、内层柔性节、内轴设置在外套筒、外层柔性节、上连接体、外轴的中央;第二扭矩控制器,其探测部件设置在外轴上、或设置在上连接体上,其信号接收部件对应设置并与移动框固定联接;移动框的上部,与外轴转动连接或者与上连接体转动连接。
[0016] 2.所述的同轴零部件,其数量为两个以上,每个同轴零部件形状、结构相同或者不同,同轴零部件是轴承或者是圆环或者是含有圆孔的零部件或者是含有圆环突出台阶的零部件或者是含有圆环凹陷台阶的零部件;
[0017] 同轴零部件设置的部位是以下位置的任意组合:
[0018] a.内轴和外轴之间;
[0019] b.内轴和上连接体之间;
[0020] c.内轴和外连接体之间;
[0021] d.内连接体和外连接体之间;
[0022] e.内连接体和外轴之间;
[0023] f.内套筒和外套筒之间。
[0024] 3.所述的内连接体,是由下列a、b、c物体任意组合而构成:a.圆棒,在其端部开设外螺纹或开设螺孔或开设键槽;b.实心旋转体,其外侧有直角台阶;c.联轴器;
[0025] 所述的上连接体和所述的外连接体,其每一个连接体是由下列d、e、f物体任意组合而构成:d.圆管,在其端部开设外螺纹或开设螺孔或开设键槽;e.旋转体,其中心设有圆孔、其外侧有直角台阶;f.联轴器。
[0026] 4.所述的外层柔性节和内层柔性节,是采用弹性良好的塑料或橡胶材料制成的管状物,其外壁或其内壁或其内外壁开设封闭的凹槽,所述的凹槽截面形状为矩形或圆弧形。
[0027] 5.所述的含有智能控制部件的自动化电路,是指自动化电路中含有CPU的集成块、或者含有可编程序控制器、或者含有PC机电脑、或者含有苹果机电脑、或含有工业计算机。
[0028] 6.所述的转动部件,包括第一销子转动付,第二销子转动付,角度电机,角度电机支架,含有螺母座和推拉丝杠的第一丝杠付;所述的螺母座,其一端开设用于转动的圆孔,其另一端开设内螺纹,推拉丝杠的一端旋入内螺纹、二者旋转滑动连接;
[0029] 支架和转动框通过第一销子转动付转动连接;第一丝杠付的螺母座,其开设圆孔的一端通过第二销子转动付和转动框转动连接;推拉丝杠的另一端与角度电机的输出轴固定联接;角度电机通过角度电机支架与支架转动连接。
[0030] 7.所述的移动部件包括:移动电机,第二电磁离合器,第三电磁离合器,上下销子,开设孔眼的上下销子座,螺母体,上部开设外螺纹的杆体,二者啮合的主动齿轮和被动齿轮;所述的螺母体和杆体,二者螺纹配合;
[0031] 移动电机以竖直姿态与转动框固定连接,移动电机的输出轴通过第二电磁离合器与杆体的下端吸合连接,第二电磁离合器与转动框固定连接;杆体的下部与转动框转动连接;杆体的杆身设置在被动齿轮的中央和第三电磁离合器内,杆体和被动齿轮转动连接、杆体和被动齿轮还通过第三电磁离合器吸合连接,第三电磁离合器与转动框固定连接;
[0032] 螺母体与移动框的上部固定联接,杆体的螺纹部分与螺母体旋转滑动连接;杆体的顶部与转动框转动连接;
[0033] 主动齿轮和外轴固定联接、或者主动齿轮和上连接体固定联接,所述的固定联接是同轴固定联接;
[0034] 上下销子座与移动框的下部固定联接,上下销子位于上下销子座的孔眼内并滑动连接,上下销子与转动框固定联接;
[0035] 所述的上下销子为方柱形、上下销子座的孔眼为方形,或者所述的上下销子为圆柱形、上下销子座的孔眼为圆形。
[0036] 8.所述的主动齿轮和被动齿轮,前者直径小、厚度大,后者直径大、厚度小。
[0037] 9.所述的自动化电路包括限位开关,限位开关设置在转动框的底部和移动框的底部之间;限位开关的输出端与控制电路通过电线相连接。
[0038] 10.所述的X-Y工作台,包括:成对的第一导轨,成对的第二导轨,X驱动系统,Y驱动系统;还包括从上到下设置的:可作水平X方向来回移动的安装板,可作水平Y方向来回移动的工作台中层,工作台下层;所述的支架与安装板固定联接;
[0039] 所述的X驱动系统包括:负责X方向驱动的第一电机,第一连接零件,开设外螺纹的第一转动轴,开设螺孔的第一支承座,所述的第一转动轴的外螺纹和第一支承座的螺孔,二者螺纹配合;
[0040] 第一导轨设置在工作台安装板和工作台中层之间;第一电机与工作台中层固定联接;第一电机的输出轴通过第一连接零件与第一转动轴的一端连接;第一转动轴和第一支承座转动连接;第一支承座与工作台安装板固定联接;
[0041] 所述的Y驱动系统包括:负责Y方向驱动的第二电机,第二连接零件,开设外螺纹的第二转动轴,开设螺孔的第二支承座,所述的第二转动轴的外螺纹和第二支承座的螺孔,二者螺纹配合;
[0042] 第二导轨设置在工作台中层和工作台下层之间;第二电机与工作台下层固定联接;第二电机的输出轴通过第二连接零件与第二转动轴的一端连接;第二转动轴和第二支承座转动连接;第二支承座与工作台中层固定联接。
[0043] 11.所述的内轴和内连接体合并为实心一体的内长轴;所述的上连接体、外轴、外连接体,三者从上到下依序设置并且相邻者之间固定联接,由此构成空心的外长轴;内长轴位于外长轴的中央、且两者同轴;在外长轴和内长轴之间,设置两个以上的同轴零部件,[0044] 在空心轴电机内部,外长轴位于电机转子的中央、并与转子固定联接;
[0045] 在空心轴电机的下侧:外长轴与移动框转动连接;外长轴和内长轴通过第一电磁离合器吸合连接,第一电磁离合器与移动框固定联接;内长轴的下端位于电磁制动器内,电磁制动器与移动框的下部固定联接;
[0046] 在空心轴电机的上侧:外长轴与移动框转动连接;所述的外套筒、外层柔性节、外长轴,三者从上到下依序固定连接;所述的内套筒、内层柔性节、内长轴,三者从上到下依序固定连接。
[0047] 本发明的有益效果是:解决了螺钉螺母调节锁紧的问题,装置具有五个自由度的运动,螺钉调节和螺母锁定的两个作业可以连续进行,内外层的柔性节可以使装置更具有适应性,从而使得机械精确度和稳定度的设计、制造要求大大降低。

附图说明

[0048] 图1是实施例一中的发明装置示意图;
[0049] 图2是图1在I处的局部放大图;
[0050] 图3是图2经实用化设计处理后的图;
[0051] 图4是图1在II处的局部放大图;
[0052] 图5是图1在III处的局部放大图;
[0053] 图6是图1在IV处的局部放大图;
[0054] 图7是图6的A向视图;
[0055] 图8是实施例二中的发明装置示意图;
[0056] 图9是图8在I处的局部放大图。
[0057] 图中标号说明
[0058] 1.X-Y工作台; 2.支架; 3.转动框;
[0059] 4.移动框; 5.外套筒; 6.内套筒;
[0060] 7.外层柔性节; 8.内层柔性节; 9.第一扭矩控制器;
[0061] 10.第二扭矩控制器; 11.第一电磁离合器; 12.电磁制动器;
[0062] 13.空心轴电机; 14.外轴; 15.内轴;
[0063] 16.第一销子转动付; 17.第二销子转动付; 18.角度电机;
[0064] 19.角度电机支架; 20.螺母座; 21.推拉丝杆;
[0065] 22.移动电机; 23.第二电磁离合器; 24.第三电磁离合器;
[0066] 25.上下销子; 26.上下销子座; 27.螺母体;
[0067] 28.杆体; 29.主动齿轮; 30.被动齿轮;
[0068] 31.限位开关;
[0069] 101.工作台下层; 102.工作台中层; 103.安装板;
[0070] 119.第一导轨; 120.第二导轨; 122.第一转动轴;
[0071] 123.第一支承座; 125.第一电机; 126.第一连接零件;
[0072] 127.第二转动轴; 128.第二支承座; 130.第二电机;
[0073] 131.第二连接零件。
[0074] 图1中的符号说明
[0075] 图1中右下部的X及双向箭头,代表X-Y工作台可以作水平左右移动;图中右下部的Y及双向箭头,代表X-Y工作台可以作水平前后移动(即代表可以作水平穿入或穿出纸面的移动);图中左侧的Z及双向箭头,代表移动框可以作上下移动;图中顶侧的双向箭头,代表内、外套筒可以围绕Z轴作正、反向的旋转;图中右上部的弧形双向箭头,代表转动框可以作顺时针或逆时针的转动。
[0076] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

[0077] 在生产低压断路开关的过程中,需要对开关中过载保护机构双金属片上的螺钉、螺母进行调节。如果调节任务由机械装置完成的话,那么,首先在自动化电路的控制下,将机械装置准确移动到工件所在的位置,其次是由机械装置对螺钉进行调节,最后由机械装置对螺母拧紧、锁定。
[0078] 在完成上述任务时,第一个需要解决的问题是,机械装置具有以下的运动自由度:
[0079] X方向的自由度,即可以作水平左右方向的移动;
[0080] Y方向的自由度,即可以作水平前后方向的移动(或者相对于附图而言:在水平面上作穿入或穿出纸面的移动);
[0081] Z方向的自由度,即可以作上下方向的移动;
[0082] 螺钉、螺母,其轴线如果不是垂直的,那么,机械装置还需要能够进行角度的变化、调整,目的是使机械装置与螺钉、螺母位于同一轴线;
[0083] 机械装置在调节和锁定螺钉、螺母时,需要能够进行顺时针方向和逆时针方向的旋转。
[0084] 当机械装置解决了上述五个运动自由度的问题后,还需要解决第二个问题,即螺钉调节完成后,如何保持螺钉不动、锁紧螺母的问题。因为螺钉调节完成后,需要对螺钉的状态保持不变、即锁紧螺母,但是,在锁紧螺母的时候又往往是螺钉的状态发生了变化。
[0085] 本发明对上述的两个技术难题,给出了很好的解决方案。
[0086] 关于自动化电路,这是一个非常成熟的技术领域,在本发明装置中,如无特别指出的,均为现有的普通技术,按照本发明文件的有关提示,都能得到实现,限于篇幅的关系,有的内容就不再赘述了。
[0087] 下面,先对本发明进行总体的说明、介绍和解释。
[0088] 本发明的一体化螺钉螺母调节锁紧装置,包括:含有智能控制部件的自动化电路,所述的自动化电路包括控制电路;还包括:能够进行X方向移动和Y方向移动的X-Y工作台1,支架2,转动部件,转动框3,移动部件,移动框4,执行调节锁紧任务的旋转机构。
[0089] 所述的支架2与X-Y工作台1固定连接;转动框3通过转动部件与支架2转动连接;移动框4通过移动部件与转动框3移动连接;旋转机构设置在移动框4上;
[0090] 上述支架2、转动框3、移动框4,该三物体,其中的每一个,可以用一体的方法制造,也可以用分体的方法制造。用一体的方法制造,如翻沙浇铸。用分体的方法制造,如各段先分别制造完成,然后组装完成。另外,在本发明文件中,所述的转动框3、移动框4,其结构形式还可以包括带一个或数个支臂(或称伸出臂),当然这些支臂等是与转动框3、移动框4主体固定联接的。也就是讲:转动框3及其固定联接在它上面的支臂,在本发明文件中都被称为转动框3;移动框4及其固定联接在它上面的支臂,在本发明文件中都被称为移动框4。
[0091] 当X-Y工作台1作X方向或Y方向移动时,显然,支架2、转动框3、转动部件、移动框4、移动部件、旋转机构被一并带动,一起作X方向或Y方向的移动。
[0092] 当转动框3通过转动部件与支架2发生角度转动变化时,移动部件、移动框4、旋转机构也随之发生角度转动变化,其目的是:让旋转机构与工件对象的螺钉、螺母调整到同一轴线上。
[0093] 当移动框4通过移动部件与转动框3发生上下移动变化时,可以使旋转机构也产生上下移动变化。
[0094] 接着,对旋转机构进行说明、介绍和解释。
[0095] 所述的旋转机构,包括外套筒5,内套筒6,外层柔性节7,内层柔性节8,第一扭矩控制器9,第二扭矩控制器10,第一电磁离合器11,电磁制动器12,用于实现同轴目的的同轴零部件,上连接体,外连接体,内连接体,具有双轴的空心轴电机13。
[0096] 扭矩控制器,也称之为扭矩传感器。
[0097] 内套筒6用于调节螺钉、外套筒5用于锁定螺母。柔性节可以克服振动、晃动、小范围内的位置误差等问题,当出现这些问题时,内套筒6和外套筒5依然可以与螺钉、螺母进行位置对接,以及调节、锁定作业。
[0098] 所述的双轴为外轴14和内轴15,外轴14为开设通孔的空心轴,外轴14的孔径大于内轴15的外径,内轴15位于外轴14内、且两者处于同一轴线;外轴14和内轴15,两者都向外延伸出空心轴电机13的两个端面;在空心轴电机13内部,外轴14位于电机转子的中央、并且与转子固定联接。
[0099] 具有双轴的空心轴电机13,如果在买不到现成产品的情况下可以用普通电机进行改制、或在普通电机的基础上进行专门的制造。空心轴电机13和现有普通电机相同的是:两者都有机壳、定子、转子和转动轴,转动轴位于转子的中央、并与转子固定连接。两者所不同的是:现有普通电机只有一根实心转动轴,而空心轴电机13有双轴,外轴14相当于普通电机的实心转动轴,内轴15位于外轴14的中央,可以使用轴承或其他的同轴零部件、使内轴15和外轴14保持同轴,轴承或其他的同轴零部件设置的位置,可以在电机内、也可以在电机外。电机转动时,转子直接带动外轴14转动、但转子不直接带动内轴15转动。在电机内,外轴14也不向内轴15直接传递转动力矩;在电机外,在电磁离合器吸合的情况下,外轴
14和内轴15建立起吸合转动关系,当外轴14转动时带动内轴15一起转动。
[0100] 三种连接体----上连接体、外连接体和内连接体,它们的性质、作用和目的是:连接体是内轴15或外轴14的同轴延伸部分,用于传递转动力矩。更详细的,还有如下五点需要说明:第一,在制造空心轴电机13的时候,为了生产和运输的方便,对原本可以一体制造的内外轴和连接体,有意设计为分段制造;第二,连接体和内外轴无法制造为一体;比如,连接体直径粗大、外轴或内轴的直径细小(因转子中央的安装尺寸的限制),在这种情况下,连接体与内外轴只能分体制造;第三,电机在工作时,其内部的转子只带动外轴14转动,转子并不直接带动内轴15转动;第四,对于具体的某一连接体,可以是一段、也可以由多段组成;可以由相同性质的零部件组成、也可以由不同性质的零部件组成;第五,连接体是将内轴15或外轴14的转动力矩向外传递,这种传递可以是刚性的、也可以是柔性的,所谓刚性传递,是指内轴15或外轴14转动多少角度、连接体就严格地转动多少角度;所谓柔性传递,是指内轴15或外轴14转动了一定的角度,连接体转动的角度基本保持相等、但稍有差异,比如,使用了某一型号的扭矩控制器,该扭矩控制器由前后两段组成,其前段与内轴15或外轴14固定联接、其后段再与后续的其它零部件连接,在这种情况下,扭矩控制器既是一个控制扭矩力的部件、又是一个连接体,在传递转动力矩的时候,扭矩控制器的前段和后段,二者之间还会发生同轴小角度的相对转动。
[0101] 同轴零部件,在进一步的技术方案中还要展开描述。
[0102] 空心轴电机13以竖直姿态与移动框4的框身固定联接。
[0103] 在空心轴电机13的下侧:外轴14与外连接体连接,内轴15与内连接体连接;内轴15、内连接体位于外轴14、外连接体的中央。外连接体与移动框4转动连接;外连接体和内连接体通过第一电磁离合器11吸合连接,第一电磁离合器11与移动框4固定联接;第一扭矩控制器9,其探测部件和信号接收部件,二者对应设置,探测部件设置在内轴15上、信号接收部件与移动框4固定联接;内连接体的下端位于电磁制动器12内,电磁制动器12与移动框4的下部固定联接;
[0104] 在空心轴电机13的上侧:所述的外套筒5、外层柔性节7、上连接体、外轴14,从上到下依序固定连接;所述的内套筒6、内层柔性节8、内轴15,从上到下依序固定连接;所述的内套筒6、内层柔性节8、内轴15设置在外套筒5、外层柔性节7、上连接体、外轴14的中央;第二扭矩控制器10,其探测部件设置在外轴14上、或设置在上连接体上,其信号接收部件对应设置并与移动框4固定联接;移动框4的上部,与外轴14转动连接或者与上连接体转动连接。
[0105] 上面从总体介绍了本发明的结构,下面再从总体上介绍本发明的动作原理。
[0106] 第一步骤,将内套筒6、外套筒5移动到工件对象螺钉、螺母的空间所在位置。
[0107] 在自动化电路的控制和指挥下:X-Y工作台1在水平X、Y轴的方向上进行驱动、调节位置;移动部件动作,对移动框4的高度进行调节;转动部件动作,对转动框3的角度进行调节。本步骤完成时,内套筒6不仅将螺钉套入,而且内套筒6和螺钉具有相同的角度、即内套筒6和螺钉为同一根中心轴线。
[0108] 第二步骤,调节螺钉。
[0109] 在自动化电路的控制和指挥下,并在移动部件将移动框4按一定速度升高的同时,空心轴电机13转动,外轴14转动,第一电磁离合器11吸合、内轴15转动,外层柔性节7和内层柔性节8转动,外套筒5和内套筒6转动;其中,内套筒6转动即对螺钉进行调节;
还有,如果对螺钉调节过头的话,自动化电路还可以命令空心轴电机13反过来转动、同时命令移动部件也反向动作,如此反复,直至螺钉调节到目标位置。
[0110] 螺钉调节到目标位置的瞬间,同时发生三个动作:1.第一电磁离合器11释放,内轴15、内层柔性节8和内套筒6失去动力源;2.电磁制动器12吸合,使内轴15、内层柔性节8和内套筒6立即停止转动;3.移动部件停止移动动作,即停止移动框4的升高或降低。
[0111] 第三步骤,锁紧螺母。
[0112] 在自动化电路的控制和指挥下,电磁制动器12继续保持吸合、内套筒6被强制限制为不转动的状态(但仍然可以随外套筒5一起升降),空心轴电机13转动,外轴14、外层柔性节7、外套筒5转动;外套筒5转动即为旋转螺母,当螺母被拧紧到位、无法再被转动时,第一扭矩控制器9发出信号,空心轴电机13停止转动。
[0113] 第四步骤,复位。
[0114] 在自动化电路的控制和指挥下,移动部件动作,降低移动框4的高度;X-Y工作台1和转动部件恢复到初始的位置。
[0115] 需要进一步说明的第一点是:在第二步骤中,若出现异常的情况,如螺钉卡住或螺钉已经调节到底的位置,无法继续旋动螺钉,此时,第二扭矩控制器10发出信号,空心轴电机13停止转动。自动化电路可以发出警告信息,如声音或文字或图案,以便操作员进行人工干预、处理。
[0116] 需要进一步说明的第二点是:当第一电磁离合器11吸合时,内、外套筒可以一同正转或反转;当第一电磁离合器11断电释放、电磁制动器12通电吸合时,内套筒6停止转动,而外套筒5单独进行转动。
[0117] 另外,再介绍和说明扭矩传感器(即扭矩控制器)的相关技术问题。扭矩传感器,是一种现有的成熟产品,市场上有多种多样的型号、规格产品及生产厂商供选择。
[0118] 在实施制造本发明时,可选择的扭矩传感器,由前后两段组成,其前段与内轴15或内连接体或外轴14或外连接固定联接、其后段再与后续的其它零部件连接。在这种情况下,扭矩传感器既是一个检测扭矩力的部件、又是一个连接体。有的扭矩传感器,在传递转动力矩的时候,扭矩控制器的前段和后段,还会发生同轴小角度的转动。
[0119] 在实施制造本发明时,可以选用一种由内外两圈组成的扭矩传感器,其内圈与内轴15固定联接,其外圈与内连接体或外轴14或外连接固定联接、其后段再与后续的其它零部件连接。在这种情况下,扭矩传感器既是一个检测扭矩力的部件、又是一个连接体。有的扭矩传感器,在传递转动力矩的时候,扭矩控制器的前段和后段,还会发生同轴小角度的转动。
[0120] 在实施制造本发明时,可以选用一种使用无线技术的扭矩传感器。该无线技术的扭矩传感器,分为信号检测部分和信号接收部分,信号检测部分将检测到的扭矩信号用无线方法传递给信号接收部分,信号检测部分所需的电能由信号接收部分用无线方法传递过来。在这种扭矩传感器中,利用两组环形变压器非接触地传递能源及信号,克服了集流环及无线电遥测的一系列问题。可以购买现成的无线技术扭矩传感器,也可以对现成的无线技术扭矩传感器产品购入后进行改造,或者直接向生产此类产品的厂家专门定做。
[0121] 在信号检测方面,建议优先考虑使用应变片的技术手段。该应变片使用粘合剂将其粘贴在所要检测的部位,该部位在受力的情况下只要发生微小的变化,应变片的电阻或其他的物理量就会出现变化,经后级电路的取样、放大、整形和判断,就可以得知扭矩的大小情况。
[0122] 另外,用无线方法检测内轴15或内连接体的扭矩时,应当考虑信号被屏蔽的问题,如果无法解决,则可以对起屏蔽作用的钢铁材料制作的零部件,改用铝材或高强度塑料制造。铝材的优点是取材和加工方便,对磁场信号的屏蔽和干扰很小;高强度塑料的优点是去屏蔽的效果更好,强度也有保证。
[0123] 以上,对本发明装置进行了总体的说明、介绍和解释。下面,对本发明的进一步的技术方案作说明、介绍和解释。
[0124] 1.进一步的技术方案。
[0125] 所述的同轴零部件,其数量为两个以上,每个同轴零部件形状、结构相同或者不同,同轴零部件是轴承或者是圆环或者是含有圆孔的零部件或者是含有圆环突出台阶的零部件或者是含有圆环凹陷台阶的零部件;
[0126] 同轴零部件设置的部位是以下位置的任意组合:a.内轴15和外轴14之间;b.内轴15和上连接体之间;c.内轴15和外连接体之间;d.内连接体和外连接体之间;e.内连接体和外轴14之间;f.内套筒6和外套筒5之间。
[0127] 本发明中,由于创造性地提出了空心轴电机13的技术方案。其配套的有:内层转动系统的内套筒6、内层柔性节8、内轴15和内连接体等等;外层转动系统的外套筒5、外层柔性节7、上连接体、外轴14和外连接体等等。
[0128] 上述内层转动系统和外层转动系统,两者之间需要保持同轴关系,因此,本进一步技术方案中的同轴零部件,就是为了实现该同轴关系而设置的。
[0129] 2.进一步的技术方案。
[0130] 所述的内连接体,是由下列a、b、c物体任意组合而构成:a.圆棒,在其端部开设外螺纹或开设螺孔或开设键槽;b.实心旋转体,其外侧有直角台阶;c.联轴器。所述的上连接体和所述的外连接体,其每一个连接体是由下列d、e、f物体任意组合而构成:d.圆管,在其端部开设外螺纹或开设螺孔或开设键槽;e.旋转体,其中心设有圆孔、其外侧有直角台阶;f.联轴器。
[0131] 连接体有三种,分别是上连接体、外连接体和内连接体。作为连接体,其功能是延长内、外轴,其作用是传递转动力矩,为了实现此功能和作用,某处的连接体,具体如何设计和制作,可以视具体情况考虑,将物体作上述描述规定的任意组合,构成为连接体。
[0132] 任意组合构成的内连接体,最少是由一个物体构成;最多是a、b、c三个物体,当然也可以加上非a、b、c的其他物体。
[0133] 任意组合构成的上连接体和外连接体,其每一个最少是由一个物体构成;最多是d、e、f三个物体,当然也可以加上非d、e、f的其他物体。
[0134] 所谓的构成,可以是连续性的构成,即一个物体挨着一个物体,或两个以上的物体制造为一体;所谓的构成,也可以是非连续性的构成,即两个物体中,间隔了非a、b、c的物体(对内连接体而言),或间隔了非d、e、f的物体(对上连接体和外连接体而言)。
[0135] 3.进一步的技术方案。
[0136] 所述的外层柔性节7和内层柔性节8,是采用弹性良好的塑料或橡胶材料制成的管状物,其外壁或其内壁或其内外壁开设封闭的凹槽,所述的凹槽截面形状为矩形或圆弧形。
[0137] 本发明装置的内、外套筒,在旋转工作时,一是会受到各种振动的影响,二是内、外套筒和螺钉、螺母的位置,特别中心轴线,可能或多或少的存在偏差。采用柔性节,可以很好地克服两种不利因素的影响。
[0138] 外层柔性节7的内径要大于内层柔性节8的外径。封闭的凹槽就是形成圈形的凹槽。弹性良好是指:为了实现本进一步技术方案的目的,选用的材料应弹性良好,材料太硬、刚性太大不行,材料太软、缺乏刚性也不行。
[0139] 4.进一步的技术方案。
[0140] 所述的含有智能控制部件的自动化电路,是指自动化电路中含有CPU的集成块、或者含有可编程序控制器、或者含有PC机电脑、或者含有苹果机电脑、或含有工业计算机。
[0141] 具体采用何种智能控制部件,需要根据成本预算、本发明装置和其他装置的整合情况、操作人员技术水平等等各种情况,综合考虑后决定。
[0142] 5.进一步的技术方案。
[0143] 所述的转动部件,包括第一销子转动付16,第二销子转动付17,角度电机18,角度电机支架19,含有螺母座20和推拉丝杠21的第一丝杠付;所述的螺母座20,其一端开设用于转动的圆孔,其另一端开设内螺纹,推拉丝杠21的一端旋入内螺纹、二者旋转滑动连接。
[0144] 支架2和转动框3通过第一销子转动付16转动连接;第一丝杠付的螺母座20,其开设圆孔的一端通过第二销子转动付17和转动框3转动连接;推拉丝杠21的另一端与角度电机18的输出轴固定联接;角度电机18通过角度电机支架19与支架2转动连接。
[0145] 当自动化电路命令角度电机18转动时,其输出轴带动推拉丝杠21转动,造成推拉丝杠21在螺母座20内旋进或旋出,进而使螺母座20连同转动框3向左或向右转动,转动的圆心点位于第一销子转动付16上的销子轴心上。
[0146] 6.进一步的技术方案。
[0147] 所述的移动部件包括:移动电机22,第二电磁离合器23,第三电磁离合器24,上下销子25,开设孔眼的上下销子座26,螺母体27,上部开设外螺纹的杆体28,二者啮合的主动齿轮29和被动齿轮30;所述的螺母体27和杆体28,二者螺纹配合。
[0148] 移动电机22以竖直姿态与转动框3固定连接,移动电机22的输出轴通过第二电磁离合器23与杆体28的下端吸合连接,第二电磁离合器23与转动框3固定连接;杆体28的下部与转动框3转动连接;杆体28的杆身设置在被动齿轮30的中央和第三电磁离合器24内,杆体28和被动齿轮30转动连接、杆体28和被动齿轮30还通过第三电磁离合器24吸合连接,第三电磁离合器24与转动框3固定连接。
[0149] 螺母体27与移动框4的上部固定联接,杆体28的螺纹部分与螺母体27旋转滑动连接;杆体28的顶部与转动框3转动连接。
[0150] 主动齿轮29和外轴14固定联接、或者主动齿轮29和上连接体固定联接,所述的固定联接是同轴固定联接。
[0151] 上下销子座26与移动框4的下部固定联接,上下销子25位于上下销子座26的孔眼内并滑动连接,上下销子25与转动框3固定联接。
[0152] 所述的上下销子25为方柱形、上下销子座26的孔眼为方形,或者所述的上下销子25为圆柱形、上下销子座26的孔眼为圆形。
[0153] 所述的主动齿轮29和被动齿轮30,前者直径小、厚度大,后者直径大、厚度小。
[0154] 移动部件驱动移动框4进行上下运动,再由上下运动的移动框4来带动内套筒6、外套筒5的上下移动。
[0155] 以下,对二种移动情况,分别予以说明。
[0156] 第一种移动情况。
[0157] 特点:第二电磁离合器23通电吸合、第三电磁离合器24断电释放。
[0158] 动作:当移动电机22接通驱动电源后,电机输出轴转动,在第二电磁离合器23吸合带动下、杆体28转动;由于杆体28上部与螺母体27旋转滑动连接、螺母体27设置在移动框4上,所以当杆体28转动时,就会造成移动框4向上或向下的运动。
[0159] 时间:发生在空心轴电机13启动前,以及空心轴电机13转动结束后。
[0160] 效果:在空心轴电机13启动前发生的移动,是为了快速将内、外套筒提升到目标高度;在空心轴电机13转动结束后发生的移动,是为了快速将内、外套筒下降复位。
[0161] 第二种移动情况。
[0162] 特点:第二电磁离合器23断电释放、第三电磁离合器24通电吸合。
[0163] 动作:空心轴电机13正向旋转,一方面带动内、外套筒作正向拧紧转动,另一方面带动主动齿轮29正向转动,被动齿轮30被动转动,由于第三电磁离合器24通电吸合,杆体28也跟着正向转动,从而使移动框4向上移动,带动内、外套筒也向上移动。
[0164] 反过来,如果空心轴电机13作反向旋转,也会一方面带动内、外套筒作反向松开转动,另一方面带动主动轮29反向转动,从而使移动框4向下移动、带动内、外套筒也向下移动。
[0165] 以上文字中所谓的正向和反向,系为假设,假设的目的是为了便于描述和便于理解。
[0166] 时间:发生在空心轴电机13驱动内、外套筒调节螺钉、锁定螺母的期间。
[0167] 效果:采用主动齿轮29直径小厚度大、被动齿轮30直径大、厚度小的技术方案,可以使:内、外套筒前进速度和移动框4的提升速度,二者达到同步;同时做到:移动框4的高度调节更精细。
[0168] 上下销子25采用圆柱形以及上下销子座26的孔眼采用圆形的,其好处是加工方便、滑动性能好。上下销子25采用方柱形以及上下销子座26的孔眼采用方形的,其好处是可以加强移动框4的稳定性、克服移动框4的摆动和摇晃。
[0169] 为了使移动框具有更好的稳定性,本发明在实施制造时,可以安装限制块,在转动框3的上部边缘和转动框3的下部边缘,每一处以固定联接方式安装两块限制块,让移动框4位于两块限制块之间,并使移动框4和限制块为滑动连接关系。
[0170] 7.进一步的技术方案。
[0171] 所述的自动化电路包括限位开关31,限位开关31设置在转动框3的底部和移动框4的底部之间;限位开关31的输出端与控制电路通过电线相连接。
[0172] 当移动框4向下移动到极限位置时,限位开关31向控制电路发出信号,控制电路切断电机的驱动电源,从而达到保护的目的。
[0173] 8.进一步的技术方案。
[0174] 所述的X-Y工作台1,包括:成对的第一导轨119,成对的第二导轨120,X驱动系统,Y驱动系统;还包括从上到下设置的:可作水平X方向来回移动的安装板103,可作水平Y方向来回移动的工作台中层102,工作台下层101;所述的支架2与安装板103固定联接;
[0175] 所述的X驱动系统包括:负责X方向驱动的第一电机125,第一连接零件126,开设外螺纹的第一转动轴122,开设螺孔的第一支承座123,所述的第一转动轴122的外螺纹和第一支承座123的螺孔,二者螺纹配合;
[0176] 第一导轨119设置在工作台安装板103和工作台中层102之间;第一电机125与工作台中层102固定联接;第一电机125的输出轴通过第一连接零件126与第一转动轴122的一端连接;第一转动轴122和第一支承座123转动连接;第一支承座123与工作台安装板103固定联接;
[0177] 所述的Y驱动系统包括:负责Y方向驱动的第二电机130,第二连接零件131,开设外螺纹的第二转动轴127,开设螺孔的第二支承座128,所述的第二转动轴127的外螺纹和第二支承座128的螺孔,二者螺纹配合;
[0178] 第二导轨120设置在工作台中层102和工作台下层101之间;第二电机130与工作台下层101固定联接;第二电机130的输出轴通过第二连接零件131与第二转动轴127的一端连接;第二转动轴127和第二支承座128转动连接;第二支承座128与工作台中层102固定联接。
[0179] 当自动化电路向第一电机125输送驱动电能时,第一电机125转动、第一转动轴122转动、第一支承座123连同工作台安装板103发生向左或向右的移动,从而带动工作台安装板103上面的支架2向左或向右移动。
[0180] 当自动化电路向第二电机130输送驱动电能时,第二电机130转动、第二转动轴127转动、第二支承座128连同工作台中层102发生向左或向右的移动,此时,工作台安装板
103及其上面的支架2也一同向左或向右移动。
[0181] 导轨使得各层之间发生相对移动时进行滑动运动,可减少摩擦力。
[0182] 9.进一步的技术方案。
[0183] 所述的内轴15和内连接体合并为实心一体的内长轴;所述的上连接体、外轴14、外连接体,三者从上到下依序设置并且相邻者之间固定联接,由此构成空心的外长轴;内长轴位于外长轴的中央、且两者同轴;在外长轴和内长轴之间,设置两个以上的同轴零部件,[0184] 在空心轴电机13内部,外长轴位于电机转子的中央、并与转子固定联接;
[0185] 在空心轴电机13的下侧:外长轴与移动框4转动连接;外长轴和内长轴通过第一电磁离合器11吸合连接,第一电磁离合器11与移动框4固定联接;内长轴的下端位于电磁制动器12内,电磁制动器12与移动框4的下部固定联接;
[0186] 在空心轴电机13的上侧:外长轴与移动框4转动连接;所述的外套筒5、外层柔性节7、外长轴,三者从上到下依序固定连接;所述的内套筒6、内层柔性节8、内长轴,三者从上到下依序固定连接。
[0187] 实施例一
[0188] 结合图1至图7,进行说明。
[0189] 图1是本实施例一中的发明装置示意图;图2是图1在I处的局部放大图;由于图2是一个简化的、表达意思的省略图,在制造时困难较大,为了使本发明便于实施,再提供一个图3,即图3是图2经实用化设计处理后的图;图4是图1在II处的局部放大图;图5是图1在III处的局部放大图;图6是图1在IV处的局部放大图;图7是图6的A向视图。
[0190] 图中的标号说明:1是X-Y工作台;2是支架;3.转动框;4是移动框;5是外套筒;6是内套筒;7是外层柔性节;8是内层柔性节;9是第一扭矩控制器;10是第二扭矩控制器;
11是第一电磁离合器;12是电磁制动器;13是空心轴电机;14是外轴;15是内轴;101是工作台下层;102是工作台中层;103是安装板;119是第一导轨;120是第二导轨;122是第一转动轴;123是第一支承座;125是第一电机;126是第一连接零件;127是第二转动轴;128是第二支承座;130是第二电机;131是第二连接零件。
[0191] 图1中符号说明:图中右下部的X及双向箭头,代表X-Y工作台1可以作水平左右移动;图中右下部的Y及双向箭头,代表X-Y工作台1可以作水平前后移动(即代表可以作水平穿入或穿出纸面的移动);图中左侧的Z及双向箭头,代表移动框4可以作上下移动;图中顶侧的双向箭头,代表内套筒6、外套筒5可以围绕Z轴作正、反向的旋转;图中右上部的弧形双向箭头,代表转动框3可以作顺时针或逆时针的转动。
[0192] 本实施例中一体化螺钉螺母调节锁紧装置,包括:含有计算机的自动化电路,自动化电路内有控制电路。
[0193] 如图1所示,装置中有:能够进行X方向移动和Y方向移动的X-Y工作台1,支架2,转动部件,转动框3,移动部件,移动框4,执行调节锁紧任务的旋转机构。
[0194] 支架2与X-Y工作台1固定连接;转动框3通过转动部件与支架2转动连接;移动框4通过移动部件与转动框3移动连接;旋转机构设置在移动框4上。
[0195] 上述旋转机构中有:外套筒5,内套筒6,外层柔性节7,内层柔性节8,第一扭矩控制器9,第二扭矩控制器10,第一电磁离合器11,电磁制动器12,用于实现同轴目的的同轴零部件,上连接体,外连接体,内连接体,具有双轴的空心轴电机13。
[0196] 在具有双轴的空心轴电机13中,所述的双轴为外轴14和内轴15,外轴14为开设通孔的空心轴,外轴14的孔径大于内轴15的外径,内轴14位于外轴15内、且两者处于同一轴线;外轴14和内轴15,两者都向外延伸出空心轴电机13的两个端面;在空心轴电机13内部,外轴14位于电机转子的中央、并且与转子固定联接(电机转子未画出)。
[0197] 在空心轴电机13的下侧:
[0198] 外轴14和内轴15,它们和其他零部件的连接情况,如图5所示。
[0199] 第一电磁离合器11,通过如图所示的零部件,将外轴14和内轴15建立为吸合连接关系,即当第一电磁离合器11吸合时,外轴14转动、内轴15也跟着一起转动;当第一电磁离合器11释放时,外轴14转动、内轴15并不转动。
[0200] 第一扭矩控制器9,如图所示,其探测部件和信号接收部件,二者对应设置,探测部件设置在内轴15上、信号接收部件与移动框4固定联接。
[0201] 当电磁制动器12吸合时,内轴15被制动,不能转动;内轴15要转动,必须是电磁制动器12释放。
[0202] 在空心轴电机13的上侧:
[0203] 外围者—外套筒5、外层柔性节7、其他零部件、外轴14,从上到下依序固定连接;内心者--内套筒6、内层柔性节8、内轴15,从上到下依序固定连接。
[0204] 上述内心者设置在外围者的中央。很明显,外套筒5的动力来源外轴14、内套筒6的动力来源内轴15。
[0205] 第二扭矩控制器10,其探测部件设置在外轴14上,其信号接收部件对应设置并与移动框4固定联接。
[0206] 下面,介绍X-Y工作台1。
[0207] 当自动化电路向第一电机125输送驱动电能时,第一电机125转动、第一转动轴122转动、第一支承座123连同工作台安装板103发生向左或向右的移动,从而带动工作台安装板103上面的支架2向左或向右移动。
[0208] 当自动化电路向第二电机130输送驱动电能时,第二电机130转动、第二转动轴127转动、第二支承座128连同工作台中层102发生向左或向右的移动,此时,工作台安装板
103及其上面的支架2也一同向左或向右移动。
[0209] 下面,介绍装置的运行情况。首先,将内、外套筒的位置和工件对象螺钉螺母的位置接轨。需要做的工作是:由X-Y工作台1作X方向的移动和Y方向的移动,由移动部件作Z方向的移动,以及由转动部件作转动框3的转动。
[0210] 然后由旋转机构进行内、外套筒的转动,以调节螺钉、锁定螺母。
[0211] 特别需要说明的是:在内、外套筒在转动调节螺钉、锁定螺母的时候,需要移动部件继续提高移动框4。当然,在调节螺钉、锁定螺母的任务完成后,移动部件要进行降低移动框4的工作。
[0212] 实施例二
[0213] 结合图8、图9,进行说明。图8是本实施例中的发明装置示意图;图9是图8在I处的局部放大图。
[0214] 图中的标号说明:1是X-Y工作台;2是支架;3.转动框;4是移动框;5是外套筒;6是内套筒;7是外层柔性节;8是内层柔性节;9是第一扭矩控制器;10是第二扭矩控制器;
11是第一电磁离合器;12是电磁制动器;13是空心轴电机;14是外轴;15是内轴;16是第一销子转动付;17是第二销子转动付;18是角度电机;19是角度电机支架;20是螺母座;21是推拉丝杆;22.移动电机;23.第二电磁离合器;24.第三电磁离合器;25是上下销子;26是上下销子座;27是螺母体;28是杆体;29是主动齿轮;30是被动齿轮;31是限位开关。
[0215] 在本实施例中,将着重说明转动部件和移动部件的有关情况;X-Y工作台1可以使用实施例一中介绍的,旋转机构在实施例一中也作了介绍。因此,相同的内容,就不再重复介绍了。
[0216] 在本实施例中,自动化电路中使用计算机参与控制,另外还有检测装置。检测装置将工件对象螺钉螺母的空间位置、以及螺钉螺母与内外套筒的空间距离等数据,传送给计算机,计算机经计算后,通过相关的控制电路向装置中的有关机构和部件发出一系列动作指令。
[0217] 关于转动部件的介绍。
[0218] 转动部件有,第一销子转动付16,第二销子转动付17,角度电机18,角度电机支架19,含有螺母座20和推拉丝杠21的第一丝杠付。
[0219] 其中,螺母座20,它的一端开设用于转动的圆孔,另一端开设内螺纹,推拉丝杠21的一端旋入内螺纹、二者旋转滑动连接。
[0220] 支架2和转动框3通过第一销子转动付16转动连接;第一丝杠付的螺母座20,其开设圆孔的一端通过第二销子转动付17和转动框3转动连接;推拉丝杠21的另一端与角度电机18的输出轴固定联接;角度电机18通过角度电机支架19与支架2转动连接。
[0221] 当自动化电路命令角度电机18转动时,其输出轴带动推拉丝杠21转动,造成推拉丝杠21在螺母座20内旋进或旋出,进而使螺母座20连同转动框3向左或向右转动,转动的圆心点位于第一销子转动付16上的销子轴心上。
[0222] 关于移动部件的介绍。
[0223] 移动电机22以竖直姿态与转动框3固定连接,移动电机22的输出轴通过第二电磁离合器23与杆体28的下端吸合连接,第二电磁离合器23与转动框3固定连接;杆体28的下部与转动框3转动连接;杆体28的杆身设置在被动齿轮30的中央和第三电磁离合器24内,杆体28和被动齿轮30转动连接、杆体28和被动齿轮30还通过第三电磁离合器24吸合连接,第三电磁离合器24与转动框3固定连接。
[0224] 螺母体27与移动框4的上部固定联接,杆体28的螺纹部分与螺母体27旋转滑动连接;杆体28的顶部与转动框3转动连接。
[0225] 主动齿轮29和外轴14固定联接、或者主动齿轮29和上连接体固定联接,所述的固定联接是同轴固定联接。
[0226] 上下销子座26与移动框4的下部固定联接,上下销子25位于上下销子座26的孔眼内并滑动连接,上下销子25与转动框3固定联接。
[0227] 所述的上下销子25为方柱形、上下销子座26的孔眼为方形,或者所述的上下销子25为圆柱形、上下销子座26的孔眼为圆形。
[0228] 所述的主动齿轮29和被动齿轮30,前者直径小、厚度大,后者直径大、厚度小。
[0229] 关于发明装置的动作步骤的情况介绍。
[0230] 第一步骤。此前,整个装置、包括计算机软件程序全部调试完毕。
[0231] 本步骤开始后,装置接通电源,自动化电路以及计算机显示一切正常。
[0232] 检测装置将工件对象螺钉螺母的空间位置、以及螺钉螺母与内外套筒的空间距离等数据,传送给计算机,计算机经计算后,通过相关的控制电路向装置中的有关机构、部件发出一系列动作指令。
[0233] 第二步骤。本发明装置进行X方向的移动,Y方向的移动,Z方向的移动,和以销子轴线为圆心的转动(销子位于第一销子转动付16中)。这些移动和转动的目的,是使内、外套筒的位置和工件对象螺钉螺母的位置接轨。在本步骤中,空心轴电机13处于停止状态。
[0234] 上述X方向的移动和Y方向的移动,由X-Y工作台1完成。转动工作由转动部件完成。
[0235] Z方向的移动,由移动部件来完成,即移动部件驱动移动框4进行向上运动,再由向上运动的移动框4来带动内套筒6、外套筒5的向上移动。此时,第二电磁离合器23通电吸合、第三电磁离合器24断电释放,给移动电机22接通驱动电源,电机输出轴转动,在第二电磁离合器23吸合带动下、杆体28转动;由于杆体28上部与螺母体27旋转滑动连接、螺母体27设置在移动框4上,所以当杆体28转动时,就会造成移动框4向上运动。
[0236] 当内、外套筒的位置和工件对象螺钉螺母的位置接轨后,本步骤结束,Y方向的移动、Z方向的移动、以销子轴线为圆心的转动全部停止,移动电机22也停止转动。
[0237] 第三步骤。本步骤的任务是调节螺钉、锁紧螺母。
[0238] 控制电路命令第二电磁离合器23断电释放、第三电磁离合器24通电吸合,空心轴电机13旋转、第一电磁离合器11通电吸合。
[0239] 由于空心轴电机13旋转,一方面使内、外轴一同旋转,从而带动内、外套筒作拧紧转动,另一方面带动主动齿轮29转动,被动齿轮30被动转动,由于第三电磁离合器24通电吸合,杆体28也跟着正向转动,从而使移动框4向上移动,带动内、外套筒也向上移动。
[0240] 由于采用主动齿轮29直径小厚度大、被动齿轮30直径大、厚度小的技术方案,可以使:内、外套筒前进速度和移动框4的提升速度,二者达到同步;同时做到:移动框4的高度调节更精细。
[0241] 第四步骤。当螺钉调节到位时,计算机及控制电路命令第一电磁离合器11释放、电磁制动器12吸合,造成内套筒6停止转动。
[0242] 外套筒5继续旋转、继续上升;内套筒6虽然停止转动,但仍然随外套筒5一起上升。
[0243] 第五步骤。内套筒6停止转动,外套筒5旋转、上升,就意味螺钉不动、螺母在锁紧。
[0244] 当螺母被锁紧到位时,外套筒5卡住,第二扭矩控制器10发出信号给自动化电路,计算机及控制电路切断空心轴电机13的驱动电源,外套筒5消除转动力。至此,调节螺钉、锁紧螺母的任务完成。
[0245] 完成第六步骤。移动框4需要下降复位,但外套筒5套在螺母上,不能旋转下降、只能垂直下降。
[0246] 此时,计算机及控制电路命令第二电磁离合器23通电吸合、第三电磁离合器24断电释放;给移动电机22接通反向的驱动电源。
[0247] 移动电机22反向转动,由于第二电磁离合器23吸合,杆体28反向转动;由于杆体28上部与螺母体27旋转滑动连接、螺母体27设置在移动框4上,造成移动框4向下的运动、复位。
[0248] X方向的移动、Y方向移动和以销子轴线为圆心的转动,可以复位,如果需要对相同的产品进行连续作业的话,也可不复位。
[0249] 本实施例中,在套筒进行调节、锁定旋转时,借助一对齿轮来进行上升移动,将大大减轻计算机程序设计的工作量,而且装置的可靠性明显提高。