CN108422182A - 用于钢拱架的螺栓自动连接装置及螺栓安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于钢拱架的螺栓自动连接装置及螺栓安装方法，涉及螺栓自动连接装置技术领域，解决了现有技术中存在的采用人工方式实现钢拱架中待连接钢件之间的螺栓连接连接效率低、连接劳动强度大的技术问题。该装置包括螺栓容纳机构和螺栓夹取拧紧机构以及驱动机构，螺栓容纳机构能容纳螺栓，驱动机构能驱动螺栓夹取拧紧机构移动；螺栓夹取拧紧机构移动至螺栓容纳机构的下方时，螺栓夹取拧紧机构能夹取螺栓；螺栓夹取拧紧机构位于两个待连接钢件连接位置的下方时，螺栓夹取拧紧机构能将夹取的螺栓对准连接位置上的螺栓孔并能将螺栓拧入螺栓孔内。本发明用于提高待连接钢拱架的连接效率，降低劳动强度。

Description

用于钢拱架的螺栓自动连接装置及螺栓安装方法

技术领域

本发明涉及螺栓自动连接装置技术领域，尤其是涉及一种用于钢拱架的螺栓自动连接装置及螺栓安装方法。

背景技术

在隧道工程施工过程中，初期支护需要拼接大量的钢拱架用于围岩支护。钢拱架一般是由多段工字钢或者H型钢拼接而成，加工成所需形状，例如可以加工成环形或拱形，然后可以采用杆件拼装成用以加固地下工程的支护设施。钢拱架具有支护洞体的作用，钢拱架与锚杆、钢筋网片、连接钢筋、混凝土等组成一个刚体不让洞体垮塌；在施工后不能取下来重复使用，是永久支护在隧道里面的。在钢拱架中，多段待连接钢件之间可以通过螺栓连接，现有的采用人工的方式进行螺栓连接。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

在钢拱架中，采用人工方式实现待连接钢件之间的螺栓连接，存在连接效率低、连接劳动强度大的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于钢拱架的螺栓自动连接装置及螺栓安装方法，解决了现有技术中存在的采用人工方式实现钢拱架中待连接钢件之间的螺栓连接连接效率低、连接劳动强度大的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种用于钢拱架的螺栓自动连接装置，包括螺栓容纳机构和螺栓夹取拧紧机构以及驱动机构，其中，

所述螺栓容纳机构设置在固定有多段待连接钢件的钢拱架固定机构周围且所述螺栓容纳机构能容纳螺栓，所述驱动机构能驱动所述螺栓夹取拧紧机构移动；所述螺栓夹取拧紧机构移动至所述螺栓容纳机构的下方时，所述螺栓夹取拧紧机构能夹取所述螺栓；转动所述固定机构使得所述螺栓夹取拧紧机构能移动至两个所述待连接钢件连接位置的下方且所述螺栓夹取拧紧机构位于所述连接位置的下方时，所述螺栓夹取拧紧机构能将夹取的所述螺栓对准所述连接位置上的螺栓孔并能将所述螺栓拧入所述螺栓孔内。

优选地，所述螺栓容纳机构包括螺栓夹紧装置、螺栓移动装置、螺栓库底座和螺栓夹紧驱动装置，所述螺栓夹紧装置和所述螺栓移动装置均与所述螺栓库底座相连接；所述螺栓移动装置能固定所述螺栓的一端、所述螺栓夹紧装置能固定所述螺栓的另一端，所述螺栓夹紧驱动装置能驱动所述螺栓库底座移动至指定位置；所述螺栓移动装置相对于所述螺栓库底座能沿所述螺栓移动装置的长度方向发生移动且所述螺栓移动装置向上移动时，所述螺栓夹紧装置处于夹紧所述螺栓的状态，且所述螺栓相对于所述螺栓移动装置发生滑动，所述螺栓移动装置相对于所述螺栓库底座向下移动时，所述螺栓夹紧装置处于解除夹紧所述螺栓的状态，所述螺栓随所述螺栓移动装置一起向下移动。

优选地，所述螺栓能沿所述螺栓移动装置的长度方向分布在所述螺栓移动装置与所述螺栓夹紧装置之间；

所述螺栓移动装置包括弹性板、螺栓移动底座和螺栓移动驱动装置，所述弹性板与所述螺栓移动底座相连接且所述螺栓的一端能卡在两个所述弹性板之间，所述螺栓移动驱动装置能驱动所述螺栓移动底座相对于所述螺栓库底座能沿所述螺栓移动装置的长度方向发生移动；

所述螺栓夹紧装置包括螺栓夹紧板和螺栓夹紧驱动装置，两个所述螺栓夹紧板均与所述螺栓库底座相连接且两个所述螺栓夹紧板能夹紧所述螺栓的一端，所述螺栓夹紧驱动装置能驱动一个所述螺栓夹紧板沿所述螺栓移动装置的宽度方向发生移动且所述螺栓夹紧板在移动的过程中，两个所述螺栓夹紧板能改变夹紧所述螺栓的状态。

优选地，所述螺栓夹取拧紧机构包括支撑台、螺栓夹取装置和螺栓拧紧装置，所述螺栓夹取装置和所述螺栓拧紧装置设置在所述支撑台上；

所述螺栓夹取装置包括夹持支撑台、夹持头位置调节装置、夹持头安装座和夹持头，所述夹持支撑台设置在所述支撑台上，所述夹持头位置调节装置设置在所述夹持支撑台上，所述夹持头位置调节装置与所述夹持头安装座相连接，所述夹持头设置在所述夹持头安装座上，所述螺栓夹取装置位于所述螺栓容纳机构下方时所述夹持头位置调节装置能使所述夹持头夹取所述螺栓，且所述螺栓夹取装置位于所述连接位置下方时所述夹持头位置调节装置能调节所述夹持头上的所述螺栓相对于所述螺栓孔的位置；

所述螺栓拧紧装置包括移动装置、拧紧位置调节装置、气动钻安装座和气动钻，所述移动装置设置在所述支撑台上，所述拧紧位置调节装置设置在所述移动装置上，所述拧紧位置调节装置与所述气动钻安装座连接，所述气动钻设置在所述气动钻安装座上，所述移动装置以及所述拧紧位置调节装置能调节所述气动钻相对于所述夹持头上的所述螺栓的相对位置。

优选地，所述夹持头位置调节装置与所述拧紧位置调节装置均包括动力源、齿轮传动机构、连杆机构和支撑板，所述齿轮传动机构与所述连杆机构相连接；所述夹持头位置调节装置的所述连杆机构与所述夹持头安装座连接，所述拧紧位置调节装置的所述连杆机构与所述气动钻安装座连接；所述齿轮传动机构与所述连杆机构均匀所述支撑板连接，所述夹持头位置调节装置的所述支撑板与所述支撑台连接，所述拧紧位置调节装置的所述支撑板与所述移动装置连接；在所述夹持头位置调节装置中，所述动力源驱动所述齿轮传动机构转动时，所述齿轮传动机构通过所述连杆机构带动所述夹持头安装座移动；在所述拧紧位置调节装置中，所述动力源驱动所述齿轮传动机构转动时，所述齿轮传动机构通过所述连杆机构带动所述气动钻安装座移动。

优选地，所述齿轮传动机构包括小齿轮和至少一个大齿轮，所述小齿轮与所述动力源的输出端连接，一个所述大齿轮与所述小齿轮相啮合，所述大齿轮的中心位置转动连接在所述支撑板上；所述大齿轮的个数为两个，两个所述大齿轮相啮合且两个所述大齿轮的中心在同一水平线上；两个所述大齿轮分别连接所述连杆机构；

所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆连接所述支撑台与所述第二连杆且所述第一连杆均与所述支撑台与所述第二连杆转动连接，所述夹持头位置调节装置的所述第二连杆固定连接所述夹持头安装座，所述拧紧位置调节装置的所述第二连杆固定连接所述气动钻安装座，所述夹持头位置调节装置的所述第三连杆的一端与所述大齿轮的中心固定连接、另一端与所述夹持头安装座转动连接，所述拧紧位置调节装置的所述第三连杆的一端与所述大齿轮的中心固定连接、另一端与所述气动钻安装座转动连接，所述连杆机构与所述大齿轮形成平行四边形的平面连杆机构；

所述移动装置包括移动导轨、移动底座和移动驱动装置，所述移动导轨设置在所述支撑台上，所述移动底座与所述移动导轨相配合且所述移动底座在所述移动驱动装置的驱动下能沿所述移动导轨移动。

优选地，所述夹持头安装座沿所述夹持头安装座的高度方向设置有两个所述夹持头，设置在上方的所述夹持头与所述夹持头安装座固定连接，设置在下方的所述夹持头沿所述夹持头安装座的长度方向能相对于所述夹持头安装座发生移动；

所述夹持头位置调节装置还包括驱动气缸，所述驱动气缸的输出端与设置在下方的所述夹持头相连接。

优选地，所述钢拱架的形状为封闭的环状；

所述螺栓自动连接装置还包括收尾封环机构，转动所述固定机构使得所述收尾封环机构能移动至待封口位置；

所述收尾封环机构包括封环工件箱、推动装置、焊接装置和封环驱动装置，所述封环驱动装置能驱动所述封环工件箱移动，所述封环工件箱内容纳有用以连接两个所述待连接钢件的封环工件，所述封环工件沿所述封环工件箱的高度方向均匀的分布在所述封环工件箱内，所述推动装置设置在所述封环工件箱的底部且所述推动装置能将位于所述封环工件箱内最下面的所述封环工件通过所述封环工件箱的出件口推出所述封环工件箱内直到与两个所述待连接钢件接触，所述焊接装置能将所述封环工件焊接在所述待连接钢件上使得所述封环工件连接两个所述待连接钢件。

本发明提供的一种利用所述的用于钢拱架的螺栓自动连接装置安装待连接钢拱架上的螺栓的螺栓安装方法，包括以下步骤：

步骤S1、将多段待连接钢件固定在钢拱架固定机构上，所述螺栓库底座移动至指定位置；

步骤S2、所述螺栓夹取拧紧机构移动至所述螺栓容纳机构的下方，所述螺栓夹取拧紧机构夹取所述螺栓；

步骤S3、转动所述固定机构且移动所述螺栓夹取拧紧机构至到所述螺栓夹取拧紧机构位于所述连接位置的下方，所述螺栓夹取拧紧机构将夹取的所述螺栓对准所述螺栓孔并将所述螺栓拧入所述螺栓孔内；

步骤S4、重复所述步骤S2和所述步骤S3，至到完成多段所述待连接钢件的螺栓连接。

优选地，所述步骤S4以后还包括以下步骤：

步骤S5、转动所述固定机构且移动所述收尾封环机构至到所述收尾封环机构位于所述待封口位置，所述收尾封环机构将所述封环工件焊接在两个所述待连接钢件上使得多段所述待连接钢件最终形成封闭环状结构的钢拱架；

所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21、所述螺栓夹取拧紧机构移动至所述螺栓容纳机构的下方；

步骤S22、所述螺栓夹紧装置解除对所述螺栓的夹紧，所述螺栓移动装置带动所述螺栓一起向下移动至到有至少一个螺栓位于所述螺栓夹紧装置的下方；

步骤S23、所述夹持头安装座向上移动至到所述夹持头夹住位于所述螺栓夹紧装置下方的所述螺栓；

步骤S24、所述螺栓夹紧装置夹紧所述螺栓，所述螺栓移动装置向上移动至到所述螺栓移动装置回到原来位置，被所述螺栓夹紧装置夹住的所述螺栓相对于所述螺栓移动装置发生滑动；

步骤S25、所述夹持头安装座回到原来位置；

所述步骤S3具体包括以下步骤：

步骤S31、转动所述固定机构且移动所述螺栓夹取拧紧机构至到所述螺栓夹取拧紧机构位于所述连接位置的下方；

步骤S32、调节设置在下方的所述夹持头的位置；

步骤S33、将所述夹持头夹取的所述螺栓对准对应的所述螺栓孔；

步骤S34、调节所述气动钻安装座的位置至到每个所述气动钻均与所述步骤S33中的一个所述螺栓位置相对，利用所述气动钻拧紧该所述螺栓。

本发明提供一种用于钢拱架的螺栓自动连接装置，螺栓夹取拧紧机构能将从螺栓容纳机构处夹取的螺栓对准两个待连接钢件连接位置上的螺栓孔并能将螺栓拧入螺栓孔，利用螺栓自动连接装置实现对待连接钢拱架的螺栓连接，取代了人力连接螺栓的方式，解决了现有技术中存在的采用人工方式实现钢拱架中待连接钢件之间的螺栓连接连接效率低、连接劳动强度大的技术问题。

本发明优选技术方案至少还可以产生如下技术效果：

收尾封环机构能实现对最后两个待连接钢件之间的连接位置进行连接处理，使得钢拱架形成封闭的环状结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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螺栓夹取拧紧机构位于螺栓容纳机构的下方时的用于钢拱架的螺栓自动连接装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的本发明实施例提供的螺栓夹取拧紧机构位于两个待连接钢件连接位置下方时的用于钢拱架的螺栓自动连接装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的螺栓容纳机构与螺栓夹取装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的螺栓容纳机构的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的螺栓夹取装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的螺栓夹取装置与螺栓拧紧装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的螺栓拧紧装置的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的收尾封环机构的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的收尾封环机构的另一结构示意图。

图中1、螺栓容纳机构；11、螺栓夹紧装置；111、螺栓夹紧板；112、螺栓槽；12、螺栓移动装置；121、弹性板；122、螺栓移动底座；13、螺栓库底座；2、驱动机构；3、待连接钢件；31、螺栓孔；4、螺栓；5、支撑台；6、螺栓夹取装置；61、夹持头位置调节装置；611、动力源；612、支撑板；613、小齿轮；614、大齿轮；615、第一连杆；616、第二连杆；617、第三连杆；62、夹持头安装座；63、夹持头；64、驱动气缸；65、夹持支撑台；7、螺栓拧紧装置；71、移动装置；711、移动导轨；712、移动底座；72、拧紧位置调节装置；73、气动钻安装座；74、气动钻；8、收尾封环机构；81、封环工件箱；811、出件口；82、推动装置；83、封环驱动装置；84、焊枪；9、封环工件。

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，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图9，本发明提供了一种用于钢拱架的螺栓自动连接装置，包括螺栓容纳机构1和螺栓夹取拧紧机构以及驱动机构2，其中，

螺栓容纳机构1设置在固定有多段待连接钢件3的钢拱架固定机构周围且螺栓容纳机构1能容纳螺栓4，驱动机构2能驱动螺栓夹取拧紧机构移动；参见图1，螺栓夹取拧紧机构移动至螺栓容纳机构1的下方时，螺栓夹取拧紧机构能夹取螺栓4；参见图2，转动固定机构使得螺栓夹取拧紧机构能移动至两个待连接钢件3连接位置的下方且螺栓夹取拧紧机构位于连接位置的下方时，螺栓夹取拧紧机构能将夹取的螺栓4对准连接位置上的螺栓孔31并能将螺栓4拧入螺栓孔31内。螺栓容纳机构1设置在钢拱架固定机构周围，即螺栓容纳机构1靠近钢拱架固定机构且螺栓容纳机构1的相对于钢拱架固定机构的位置固定，便于螺栓夹取拧紧机构在驱动机构2的驱动下移动至螺栓容纳机构1的下方；钢拱架固定机构能带动待连接钢件3转动，使得要进行螺栓连接的连接位置相对于地面保持不变，且使得当驱动机构2驱动螺栓夹取拧紧机构沿直线方向移动时，螺栓自动连接装置对待连接的钢拱架(未连接的多段待连接钢件3)上的不同的连接位置能实现螺栓连接；螺栓容纳机构1内放置有螺栓4，螺栓夹取拧紧机构在驱动机构2的作用下能夹取螺栓容纳机构1内的螺栓4并将夹取的螺栓4拧入对应的连接位置的螺栓孔31内，实现两个待连接钢件3的螺栓连接，解决了现有技术中存在的采用人工方式实现钢拱架中待连接钢件之间的螺栓连接连接效率低、连接劳动强度大的技术问题，通过螺栓自动连接装置实现钢拱架中待连接钢件3之间的螺栓连接，提高连接效率，降低劳动强度。

作为本发明实施例可选地实施方式，参见图3和图4，螺栓容纳机构1包括螺栓夹紧装置11、螺栓移动装置12、螺栓库底座13和螺栓夹紧驱动装置，螺栓夹紧装置11和螺栓移动装置12均与螺栓库底座13相连接；螺栓移动装置12能固定螺栓4的一端、螺栓夹紧装置11能固定螺栓4的另一端，螺栓夹紧驱动装置能驱动螺栓库底座13移动至指定位置；螺栓移动装置12相对于螺栓库底座13能沿螺栓移动装置12的长度方向发生移动且螺栓移动装置12向上移动时，螺栓夹紧装置11处于夹紧螺栓4的状态，且螺栓4相对于螺栓移动装置12发生滑动，螺栓移动装置12相对于螺栓库底座13向下移动时，螺栓夹紧装置11处于解除夹紧螺栓的状态，螺栓4随螺栓移动装置12一起向下移动。螺栓4可以沿螺栓移动装置12的长度方向分布在螺栓移动装置12与螺栓夹紧装置11之间。螺栓夹紧装置11向下移动至少一个螺栓的距离，使得位于螺栓夹紧装置11底部的螺栓4位于螺栓夹紧装置11的下方，螺栓夹取拧紧机构移动至螺栓容纳机构1的下方并夹住该螺栓4，当螺栓移动装置12向上移动时，被螺栓夹取拧紧机构夹住的螺栓4会相对螺栓移动装置12滑动直到滑离螺栓移动装置12；螺栓移动装置12向上移动至原来位置过程中，螺栓夹紧装置11夹紧位于螺栓夹紧装置11和螺栓移动装置12之间的螺栓4，螺栓4不随螺栓移动装置12向上移动，螺栓4相对于螺栓移动装置12发生滑动，使得当螺栓移动装置12向上移动至原来位置时，螺栓移动装置12的底端位置处又夹有螺栓4。驱动机构2驱动螺栓夹取拧紧机构沿直线方向移动时，且当螺栓夹取拧紧机构位于螺栓容纳机构1的下方时，螺栓夹取拧紧机构相对于螺栓库底座13之间的距离不会发生改变，螺栓夹紧装置11和螺栓移动装置12的工作方式，使得螺栓夹取拧紧机构能夹取螺栓移动装置12上的螺栓4。

作为本发明实施例可选地实施方式，参见图4，螺栓移动装置12包括弹性板121、螺栓移动底座122和螺栓移动驱动装置，弹性板121与螺栓移动底座122相连接且螺栓4的一端能卡在两个弹性板121之间，螺栓移动驱动装置能驱动螺栓移动底座122相对于螺栓库底座13能沿螺栓移动装置12的长度方向发生移动；弹性板121可以采用弹性材质制成，两个弹性板121发生弹性变形能螺栓4的一端可以卡在两个弹性板121之间，当螺栓夹紧装置11夹紧位于螺栓夹紧装置11和螺栓移动装置12之间的螺栓4且螺栓移动装置12向上移动至原来位置过程中，螺栓夹紧装置11对螺栓4的作用力大于弹性板121对螺栓4的作用力，使得螺栓4不随螺栓移动装置12向上移动；

参见图4，螺栓夹紧装置11包括螺栓夹紧板111和螺栓夹紧驱动装置，两个螺栓夹紧板111均与螺栓库底座13相连接且两个螺栓夹紧板111能夹紧螺栓4的一端，螺栓夹紧驱动装置能驱动一个螺栓夹紧板111沿螺栓移动装置12的宽度方向发生移动且螺栓夹紧板111在移动的过程中，两个螺栓夹紧板111能改变夹紧螺栓4的状态。螺栓夹紧板111一个固定在螺栓库底座13上、另一个螺栓夹紧板111相对于螺栓库底座13在螺栓夹紧驱动装置的驱动下能发生移动，螺栓4的一端位于两个螺栓夹紧板111之间，螺栓夹紧驱动装置能驱动螺栓夹紧板111沿靠近螺栓4的方向移动直至两个螺栓夹紧板111夹紧螺栓4，螺栓夹紧驱动装置也能驱动螺栓夹紧板111沿远离螺栓4的方向移动直至两个螺栓夹紧板111解除对螺栓4的夹紧。

螺栓夹紧板111上可以设置有与螺栓4相配合的螺栓槽112，螺栓槽112沿螺栓夹紧板111的长度方向均匀地分布在螺栓夹紧板111上，螺栓4可以位于螺栓槽112内，螺栓槽112可以增加螺栓4与螺栓夹紧板111之间的接触面积，使得螺栓夹紧板111能夹紧螺栓4。

作为本发明实施例可选地实施方式，参见图5-图7，螺栓夹取拧紧机构包括支撑台5、螺栓夹取装置6和螺栓拧紧装置7，螺栓夹取装置6和螺栓拧紧装置7设置在支撑台5上；

参见图5，螺栓夹取装置6包括夹持支撑台65、夹持头位置调节装置61、夹持头安装座62和夹持头63，夹持支撑台65设置在支撑台5上，夹持头位置调节装置61设置在夹持支撑台65上，夹持头位置调节装置61与夹持头安装座62相连接，夹持头63设置在夹持头安装座62上，螺栓夹取装置6位于螺栓容纳机构1下方时夹持头位置调节装置61能使夹持头63夹取螺栓4，夹持头位置调节装置61能驱动夹持头63向靠近位于螺栓夹紧板111下方的螺栓4移动，直到夹持头63与该螺栓4接触且夹持头63发生弹性变形将该螺栓4夹在夹持头63上，且螺栓夹取装置6位于连接位置下方时夹持头位置调节装置61能调节夹持头63上的螺栓4相对于螺栓孔31的位置；

参见图7，螺栓拧紧装置7包括移动装置71、拧紧位置调节装置72、气动钻安装座73和气动钻74，移动装置71设置在支撑台5上，拧紧位置调节装置72设置在移动装置71上，拧紧位置调节装置72与气动钻安装座73连接，气动钻74设置在气动钻安装座73上，移动装置71以及拧紧位置调节装置72能调节气动钻74相对于夹持头63上的螺栓4的相对位置。移动装置71相对于支撑台5能发生移动至靠近或远离螺栓夹取装置6的位置。气动钻74可以为内六角气动钻。

作为本发明实施例可选地实施方式，参见图5和图7，夹持头位置调节装置61与拧紧位置调节装置72均包括动力源611、齿轮传动机构、连杆机构和支撑板612，齿轮传动机构与连杆机构相连接；夹持头位置调节装置61的连杆机构与夹持头安装座62连接，拧紧位置调节装置72的连杆机构与气动钻安装座73连接；齿轮传动机构与连杆机构均匀支撑板612连接，夹持头位置调节装置61的支撑板612与支撑台5连接，拧紧位置调节装置72的支撑板612与移动装置连接；在夹持头位置调节装置61中，动力源611驱动齿轮传动机构转动时，齿轮传动机构通过连杆机构带动夹持头安装座62移动；在拧紧位置调节装置72中，动力源611驱动齿轮传动机构转动时，齿轮传动机构通过连杆机构带动气动钻安装座73移动。夹持头位置调节装置61的支撑板612距离支撑台5的距离应等于拧紧位置调节装置72的支撑板612距离支撑台5的距离。

参见图5和图7，齿轮传动机构包括小齿轮613和至少一个大齿轮614，小齿轮613与动力源611的输出端连接，一个大齿轮614与小齿轮613相啮合，大齿轮614的中心位置转动连接在支撑板612上；当两个待连接钢件3之间的连接位置沿竖直方向上分布有两排螺栓孔31时，沿螺栓移动装置12的长度方向在螺栓移动装置12与螺栓夹紧装置11之间可以分布两排螺栓4，大齿轮614的个数可以为两个，两个大齿轮614相啮合且两个大齿轮614的中心在同一水平线上；两个大齿轮614分别连接连杆机构；夹持头位置调节装置61的连杆机构与夹持头安装座62连接，螺栓夹取装置6上的有两个夹持头安装座62，两个夹持头安装座62对应两排螺栓4，拧紧位置调节装置72的连杆机构与气动钻安装座73连接，螺栓拧紧装置7上有两个气动钻安装座73，两个气动钻安装座73对应两个夹持头安装座62；动力源611可以是电机，动力源611的输出轴可以驱动小齿轮613转动，小齿轮613能带动一个大齿轮614转动，且该大齿轮614能带动与之相啮合的另一大齿轮614转动；

参见图3、图5以及图7，连杆机构包括第一连杆615、第二连杆616和第三连杆617，第一连杆615连接支撑台5与第二连杆616且第一连杆615均与支撑台5与第二连杆616转动连接，夹持头位置调节装置61的第二连杆616固定连接夹持头安装座62，拧紧位置调节装置72的第二连杆616固定连接气动钻安装座73，夹持头位置调节装置61的第三连杆617的一端与大齿轮614的中心固定连接、另一端与夹持头安装座62转动连接，拧紧位置调节装置72的第三连杆617的一端与大齿轮614的中心固定连接、另一端与气动钻安装座73转动连接，连杆机构与大齿轮614形成平行四边形的平面连杆机构；参见图3和图5，第三连杆617的个数可以为两个，大齿轮614夹在两个第三连杆617之间。

在夹持头位置调节装置61中，第一连杆615相当于一个连杆，第三连杆617相当于一个连杆，第二连杆616与夹持头安装座62相当于一个连杆，第一连杆615与支撑台5的连接点与第三连杆617与支撑台5的连接点之间的连线相当于一个连杆；第一连杆615与第三连杆617的长度相同，且第一连杆615与支撑台5的连接点与第三连杆617与支撑台5的连接点之间的距离等于第二连杆616的长度，使得连杆机构与大齿轮614形成平行四边形的平面连杆机构，因为第一连杆615与支撑台5的连接点与第三连杆617与支撑台5的连接点之间的连线与水平面的夹角不会变，所以第二连杆616与水平面的夹角不会变，第二连杆616固定连接夹持头安装座62，所以夹持头安装座62相对于水平面的角度不会改变，始终沿竖直的方向；大齿轮414转动，带动第三连杆617摆动，通过平行四边形的平面连杆机构带动斜上或斜下方向移动。夹持头位置调节装置61与拧紧位置调节装置72的结构相同，其工作过程也相同，这里就不陈述拧紧位置调节装置72的工作情况。

参见图7，移动装置71包括移动导轨711、移动底座712和移动驱动装置，移动导轨711设置在支撑台5上，移动底座712与移动导轨711相配合且移动底座712在移动驱动装置的驱动下能沿移动导轨711移动。使得气动钻安装座73能靠近或远离夹持头安装座62。

作为本发明实施例可选地实施方式，当两个待连接钢件3之间的连接位置沿竖直方向上有两个螺栓孔31时，需要夹持头安装座62沿夹持头安装座62的高度方向设置有两个夹持头63，设置在上方的夹持头63与夹持头安装座62固定连接，设置在下方的夹持头63沿夹持头安装座62的长度方向能相对于夹持头安装座62发生移动；夹持头位置调节装置61还包括驱动气缸64，驱动气缸64的输出端与设置在下方的夹持头63相连接。卡在螺栓移动装置12上的螺栓4相邻两个螺栓4之间的距离(两个螺栓4中心轴的距离)，与两个待连接钢件3之间的连接位置沿竖直方向上两个螺栓孔31之间的距离(两个螺栓孔31中心轴的距离)相比，通常该两个螺栓孔31之间的距离大于该相邻两个螺栓4的距离，这就需要夹持头安装座62上的两个夹持头63之间的距离可以调整；驱动气缸64的输出端与设置在下方的夹持头63相连接，可以通过驱动气缸64调节设置在下方的夹持头63相对于设置上方的夹持头63之间的距离。当夹持头安装座62沿夹持头安装座62的高度方向设置有两个夹持头63时，气动钻安装座73沿气动钻安装座73的高度方向上设置有两个气动钻74，且该两个气动钻74之间的距离(两个气动钻74中心轴的距离)与两个待连接钢件3之间的连接位置沿竖直方向上有两个螺栓孔31之间的距离相等。

作为本发明实施例可选地实施方式，钢拱架的形状为封闭的环状；

参见图8-图9，螺栓自动连接装置还包括收尾封环机构8，转动固定机构使得收尾封环机构8能移动至待封口位置；利用多段待连接钢件3拼接成钢拱架时，在最后两个待连接钢件3之间的连接位置处，该连接位置处的两个待连接钢件3之间通常会存在间隙，无法通过螺栓连接，可以通过收尾封环机构8实现对最后连接位置进行连接处理，使得钢拱架形成的为封闭的环状；收尾封环机构8对最后连接位置进行处理时所在的位置为待封口位置；

收尾封环机构8包括封环工件箱81、推动装置82、焊接装置和封环驱动装置83，封环驱动装置83能驱动封环工件箱81移动，封环工件箱81内容纳有用以连接两个待连接钢件3的封环工件9，封环工件9沿封环工件箱81的高度方向均匀的分布在封环工件箱81内，推动装置82设置在封环工件箱81的底部且推动装置82能将位于封环工件箱81内最下面的封环工件9通过封环工件箱81的出件口811推出封环工件箱81内直到与两个待连接钢件3接触，焊接装置能将封环工件9焊接在待连接钢件3上使得封环工件9连接两个待连接钢件3。转动固定机构使得收尾封环机构8能移动至待封口位置，启动推动装置82，推动装置82将位于封环工件箱81内最下面的封环工件9通过封环工件箱81的出件口811推出封环工件箱81内直到与两个待连接钢件3接触，且通过推动装置82固定该封环工件9，焊接装置的焊枪84对该封环工件9进行焊接处理，焊枪84活动连接在封环工件箱81，焊枪84能相对于封环工件箱81发生竖直方向的移动以及能发生摆动，使得焊枪84能将封环工件9焊接在待连接钢件3上，两个待连接钢件3通过封环工件9实现连接；沿封环工件箱81高度方向封环工件箱81内可以容纳两排封环工件9，收尾封环机构位于待封口位置时，封环工件箱81半包围两个待连接钢件3的连接位置，使得两个待连接钢件3的左右两侧均能连接有封环工件9；焊枪84的个数可以是四个，一个封环工件9可以通过两个焊枪84对其进行焊接处理。

一种螺栓安装方法，包括以下步骤：

步骤S1、将多段待连接钢件3固定在钢拱架固定机构上，螺栓库底座13移动至指定位置；

步骤S2、螺栓夹取拧紧机构移动至螺栓容纳机构1的下方，螺栓夹取拧紧机构夹取螺栓4；

步骤S3、转动固定机构且移动螺栓夹取拧紧机构至到螺栓夹取拧紧机构位于连接位置的下方，螺栓夹取拧紧机构将夹取的螺栓4对准螺栓孔31并将螺栓4拧入螺栓孔31内；

步骤S4、重复步骤S2和步骤S3，至到完成多段待连接钢件3的螺栓连接。

作为本发明实施例可选地实施方式，步骤S4以后还包括以下步骤：

步骤S5、转动固定机构且移动收尾封环机构8至到收尾封环机构8位于待封口位置，收尾封环机构8将封环工件9焊接在两个待连接钢件3上使得多段待连接钢件3最终形成封闭环状结构的钢拱架；

步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21、螺栓夹取拧紧机构移动至螺栓容纳机构1的下方；

步骤S22、螺栓夹紧装置11解除对螺栓4的夹紧，螺栓移动装置12带动螺栓4一起向下移动至到有至少一个螺栓位于螺栓夹紧装置11的下方；

步骤S23、夹持头安装座62向上移动至到夹持头63夹住位于螺栓夹紧装置11下方的螺栓4；

步骤S24、螺栓夹紧装置11夹紧螺栓4，螺栓移动装置12向上移动至到螺栓移动装置12回到原来位置，被螺栓夹紧装置11夹住的螺栓相对于螺栓移动装置12发生滑动；

步骤S25、夹持头安装座62回到原来位置；

步骤S3具体包括以下步骤：

步骤S31、转动固定机构且移动螺栓夹取拧紧机构至到螺栓夹取拧紧机构位于连接位置的下方；

步骤S32、调节设置在下方的夹持头63的位置；

步骤S33、将夹持头63夹取的螺栓4对准对应的螺栓孔31；

步骤S34、调节气动钻安装座73的位置至到每个气动钻74均与步骤S33中的一个螺栓4位置相对，利用气动钻74拧紧该螺栓4。

在步骤S22中，螺栓移动装置12带动螺栓4一起向下移动至到可以有两个螺栓4位于螺栓夹紧装置11的下方；在步骤S23中，动力源611驱动齿轮传动机构转动，齿轮传动机构通过连杆机构带动夹持头安装座62移动，同理在步骤S25，实现夹持头安装座62回到原来位置；在步骤S24中，位于螺栓夹紧装置11与螺栓移动装置12之间的螺栓4也相对于螺栓移动装置12出现滑动；在步骤S32中，通过驱动气缸64调节设置在下方的夹持头63，使得同一夹持头安装座62上的两个夹持头63夹取的两个螺栓4中心轴的距离等于两个待连接钢件3之间的连接位置沿竖直方向上两个螺栓孔31中心轴的距离；在步骤S33中，动力源611驱动齿轮传动机构转动，齿轮传动机构通过连杆机构带动夹持头安装座62移动，使得夹持头63夹取的螺栓4对准对应的螺栓孔31；在步骤S34中，通过移动装置使得气动钻安装座73靠近夹持头安装座62，通过拧紧位置调节装置72使得每个气动钻74均与步骤S33中的一个螺栓4位置相对，气动气动钻74，利用气动钻74拧紧该螺栓4，实现两个待连接钢件3之间的螺栓连接。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于钢拱架的螺栓自动连接装置，其特征在于，包括螺栓容纳机构(1)和螺栓夹取拧紧机构以及驱动机构(2)，其中，

所述螺栓容纳机构(1)设置在固定有多段待连接钢件(3)的钢拱架固定机构周围且所述螺栓容纳机构(1)能容纳螺栓(4)，所述驱动机构(2)能驱动所述螺栓夹取拧紧机构移动；所述螺栓夹取拧紧机构移动至所述螺栓容纳机构(1)的下方时，所述螺栓夹取拧紧机构能夹取所述螺栓(4)；转动所述固定机构使得所述螺栓夹取拧紧机构能移动至两个所述待连接钢件(3)连接位置的下方且所述螺栓夹取拧紧机构位于所述连接位置的下方时，所述螺栓夹取拧紧机构能将夹取的所述螺栓(4)对准所述连接位置上的螺栓孔(31)并能将所述螺栓(4)拧入所述螺栓孔(31)内。

2.根据权利要求1所述的用于钢拱架的螺栓自动连接装置，其特征在于，所述螺栓容纳机构(1)包括螺栓夹紧装置(11)、螺栓移动装置(12)、螺栓库底座(13)和螺栓夹紧驱动装置，所述螺栓夹紧装置(11)和所述螺栓移动装置(12)均与所述螺栓库底座(13)相连接；所述螺栓移动装置(12)能固定所述螺栓(4)的一端、所述螺栓夹紧装置(11)能固定所述螺栓(4)的另一端，所述螺栓夹紧驱动装置能驱动所述螺栓库底座(13)移动至指定位置；所述螺栓移动装置(12)相对于所述螺栓库底座(13)能沿所述螺栓移动装置(12)的长度方向发生移动且所述螺栓移动装置(12)向上移动时，所述螺栓夹紧装置(11)处于夹紧所述螺栓(4)的状态，且所述螺栓(4)相对于所述螺栓移动装置(12)发生滑动，所述螺栓移动装置(12)相对于所述螺栓库底座(13)向下移动时，所述螺栓夹紧装置(11)处于解除夹紧所述螺栓的状态，所述螺栓(4)随所述螺栓移动装置(12)一起向下移动。

3.根据权利要求2所述的用于钢拱架的螺栓自动连接装置，其特征在于，所述螺栓(4)能沿所述螺栓移动装置(12)的长度方向分布在所述螺栓移动装置(12)与所述螺栓夹紧装置(11)之间；

所述螺栓移动装置(12)包括弹性板(121)、螺栓移动底座(122)和螺栓移动驱动装置，所述弹性板(121)与所述螺栓移动底座(122)相连接且所述螺栓(4)的一端能卡在两个所述弹性板(121)之间，所述螺栓移动驱动装置能驱动所述螺栓移动底座(122)相对于所述螺栓库底座(13)能沿所述螺栓移动装置(12)的长度方向发生移动；

所述螺栓夹紧装置(11)包括螺栓夹紧板(111)和螺栓夹紧驱动装置，两个所述螺栓夹紧板(111)均与所述螺栓库底座(13)相连接且两个所述螺栓夹紧板(111)能夹紧所述螺栓(4)的一端，所述螺栓夹紧驱动装置能驱动一个所述螺栓夹紧板(111)沿所述螺栓移动装置(12)的宽度方向发生移动且所述螺栓夹紧板(111)在移动的过程中，两个所述螺栓夹紧板(111)能改变夹紧所述螺栓(4)的状态。

4.根据权利要求1所述的用于钢拱架的螺栓自动连接装置，其特征在于，所述螺栓夹取拧紧机构包括支撑台(5)、螺栓夹取装置(6)和螺栓拧紧装置(7)，所述螺栓夹取装置(6)和所述螺栓拧紧装置(7)设置在所述支撑台(5)上；

所述螺栓夹取装置(6)包括夹持支撑台(65)、夹持头位置调节装置(61)、夹持头安装座(62)和夹持头(63)，所述夹持支撑台(65)设置在所述支撑台(5)上，所述夹持头位置调节装置(61)设置在所述夹持支撑台(65)上，所述夹持头位置调节装置(61)与所述夹持头安装座(62)相连接，所述夹持头(63)设置在所述夹持头安装座(62)上，所述螺栓夹取装置(6)位于所述螺栓容纳机构(1)下方时所述夹持头位置调节装置(61)能使所述夹持头(63)夹取所述螺栓(4)，且所述螺栓夹取装置(6)位于所述连接位置下方时所述夹持头位置调节装置(61)能调节所述夹持头(63)上的所述螺栓(4)相对于所述螺栓孔(31)的位置；

所述螺栓拧紧装置(7)包括移动装置(71)、拧紧位置调节装置(72)、气动钻安装座(73)和气动钻(74)，所述移动装置(71)设置在所述支撑台(5)上，所述拧紧位置调节装置(72)设置在所述移动装置(71)上，所述拧紧位置调节装置(72)与所述气动钻安装座(73)连接，所述气动钻(74)设置在所述气动钻安装座(73)上，所述移动装置(71)以及所述拧紧位置调节装置(72)能调节所述气动钻(74)相对于所述夹持头(63)上的所述螺栓(4)的相对位置。

5.根据权利要求4所述的用于钢拱架的螺栓自动连接装置，其特征在于，所述夹持头位置调节装置(61)与所述拧紧位置调节装置(72)均包括动力源(611)、齿轮传动机构、连杆机构和支撑板(612)，所述齿轮传动机构与所述连杆机构相连接；所述夹持头位置调节装置(61)的所述连杆机构与所述夹持头安装座(62)连接，所述拧紧位置调节装置(72)的所述连杆机构与所述气动钻安装座(73)连接；所述齿轮传动机构与所述连杆机构均匀所述支撑板(612)连接，所述夹持头位置调节装置(61)的所述支撑板(612)与所述支撑台(5)连接，所述拧紧位置调节装置(72)的所述支撑板(612)与所述移动装置连接；在所述夹持头位置调节装置(61)中，所述动力源(611)驱动所述齿轮传动机构转动时，所述齿轮传动机构通过所述连杆机构带动所述夹持头安装座(62)移动；在所述拧紧位置调节装置(72)中，所述动力源(611)驱动所述齿轮传动机构转动时，所述齿轮传动机构通过所述连杆机构带动所述气动钻安装座(73)移动。

6.根据权利要求5所述的用于钢拱架的螺栓自动连接装置，其特征在于，所述齿轮传动机构包括小齿轮(613)和至少一个大齿轮(614)，所述小齿轮(613)与所述动力源(611)的输出端连接，一个所述大齿轮(614)与所述小齿轮(613)相啮合，所述大齿轮(614)的中心位置转动连接在所述支撑板(612)上；所述大齿轮(614)的个数为两个，两个所述大齿轮(614)相啮合且两个所述大齿轮(614)的中心在同一水平线上；两个所述大齿轮(614)分别连接所述连杆机构；

所述连杆机构包括第一连杆(615)、第二连杆(616)和第三连杆(617)，所述第一连杆(615)连接所述支撑台(5)与所述第二连杆(616)且所述第一连杆(615)均与所述支撑台(5)与所述第二连杆(616)转动连接，所述夹持头位置调节装置(61)的所述第二连杆(616)固定连接所述夹持头安装座(62)，所述拧紧位置调节装置(72)的所述第二连杆(616)固定连接所述气动钻安装座(73)，所述夹持头位置调节装置(61)的所述第三连杆(617)的一端与所述大齿轮(614)的中心固定连接、另一端与所述夹持头安装座(62)转动连接，所述拧紧位置调节装置(72)的所述第三连杆(617)的一端与所述大齿轮(614)的中心固定连接、另一端与所述气动钻安装座(73)转动连接，所述连杆机构与所述大齿轮(614)形成平行四边形的平面连杆机构；

所述移动装置(71)包括移动导轨(711)、移动底座(712)和移动驱动装置，所述移动导轨(711)设置在所述支撑台(5)上，所述移动底座(712)与所述移动导轨(711)相配合且所述移动底座(712)在所述移动驱动装置的驱动下能沿所述移动导轨(711)移动。

7.根据权利要求4所述的用于钢拱架的螺栓自动连接装置，其特征在于，所述夹持头安装座(62)沿所述夹持头安装座(62)的高度方向设置有两个所述夹持头(63)，设置在上方的所述夹持头(63)与所述夹持头安装座(62)固定连接，设置在下方的所述夹持头(63)沿所述夹持头安装座(62)的长度方向能相对于所述夹持头安装座(62)发生移动；

所述夹持头位置调节装置(61)还包括驱动气缸(64)，所述驱动气缸(64)的输出端与设置在下方的所述夹持头(63)相连接。

8.根据权利要求1所述的用于钢拱架的螺栓自动连接装置，其特征在于，所述钢拱架的形状为封闭的环状；

所述螺栓自动连接装置还包括收尾封环机构(8)，转动所述固定机构使得所述收尾封环机构(8)能移动至待封口位置；

所述收尾封环机构(8)包括封环工件箱(81)、推动装置(82)、焊接装置和封环驱动装置(83)，所述封环驱动装置(83)能驱动所述封环工件箱(81)移动，所述封环工件箱(81)内容纳有用以连接两个所述待连接钢件(3)的封环工件(9)，所述封环工件(9)沿所述封环工件箱(81)的高度方向均匀的分布在所述封环工件箱(81)内，所述推动装置(82)设置在所述封环工件箱(81)的底部且所述推动装置(82)能将位于所述封环工件箱(81)内最下面的所述封环工件(9)通过所述封环工件箱(81)的出件口(811)推出所述封环工件箱(81)内直到与两个所述待连接钢件(3)接触，所述焊接装置能将所述封环工件(9)焊接在所述待连接钢件(3)上使得所述封环工件(9)连接两个所述待连接钢件(3)。

9.一种利用权利要求1-8中任意一项所述的用于钢拱架的螺栓自动连接装置安装待连接钢拱架上的螺栓的螺栓安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、将多段待连接钢件(3)固定在钢拱架固定机构上，所述螺栓库底座(13)移动至指定位置；

步骤S2、所述螺栓夹取拧紧机构移动至所述螺栓容纳机构(1)的下方，所述螺栓夹取拧紧机构夹取所述螺栓(4)；

步骤S3、转动所述固定机构且移动所述螺栓夹取拧紧机构至到所述螺栓夹取拧紧机构位于所述连接位置的下方，所述螺栓夹取拧紧机构将夹取的所述螺栓(4)对准所述螺栓孔(31)并将所述螺栓(4)拧入所述螺栓孔(31)内；

步骤S4、重复所述步骤S2和所述步骤S3，至到完成多段所述待连接钢件(3)的螺栓连接。

10.根据权利要求9所述的螺栓安装方法，其特征在于，所述步骤S4以后还包括以下步骤：

步骤S5、转动所述固定机构且移动所述收尾封环机构(8)至到所述收尾封环机构(8)位于所述待封口位置，所述收尾封环机构(8)将所述封环工件(9)焊接在两个所述待连接钢件(3)上使得多段所述待连接钢件(3)最终形成封闭环状结构的钢拱架；

所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21、所述螺栓夹取拧紧机构移动至所述螺栓容纳机构(1)的下方；

步骤S22、所述螺栓夹紧装置(11)解除对所述螺栓(4)的夹紧，所述螺栓移动装置(12)带动所述螺栓(4)一起向下移动至到有至少一个螺栓位于所述螺栓夹紧装置(11)的下方；

步骤S23、所述夹持头安装座(62)向上移动至到所述夹持头(63)夹住位于所述螺栓夹紧装置(11)下方的所述螺栓(4)；

步骤S24、所述螺栓夹紧装置(11)夹紧所述螺栓(4)，所述螺栓移动装置(12)向上移动至到所述螺栓移动装置(12)回到原来位置，被所述螺栓夹紧装置(11)夹住的所述螺栓相对于所述螺栓移动装置(12)发生滑动；

步骤S25、所述夹持头安装座(62)回到原来位置；

所述步骤S3具体包括以下步骤：

步骤S31、转动所述固定机构且移动所述螺栓夹取拧紧机构至到所述螺栓夹取拧紧机构位于所述连接位置的下方；

步骤S32、调节设置在下方的所述夹持头(63)的位置；

步骤S33、将所述夹持头(63)夹取的所述螺栓(4)对准对应的所述螺栓孔(31)；

步骤S34、调节所述气动钻安装座(73)的位置至到每个所述气动钻(74)均与所述步骤S33中的一个所述螺栓(4)位置相对，利用所述气动钻(74)拧紧该所述螺栓(4)。