CN109227106A - 一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，包括AGV小车，AGV小车上设置有车架，车架上通过旋转立柱连接有助力臂，助力臂的自由端通过连接头连接有电机，电机的输出轴上连接有用于拆装螺栓的螺母套筒，所述旋转立柱上连接有立柱动力系统，助力臂的自由端和连接头上还设置有用于观测带拆装螺栓位置的视觉传感系统，车架中设置有控制系统，车架上还设置有控制面板，控制面板的输入端与视觉传感系统相连，输出端与控制系统相连，控制系统的输出端连接至立柱动力系统。本发明可以实现螺栓精准扭矩，并且大大的改善了作业环境，还可以提高作业效率。

Description

一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备
技术领域
本发明属于螺栓拆装领域，具体涉及一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备。
背景技术
货车纵向缓冲与连接机构对保证铁路货车安全运行至关重要，货车车钩缓冲装置由于受力较大，工作条件恶劣，故需要定期检修更换。车钩缓冲装置在检修过程中，须拆卸、组装钩尾框托板螺栓。目前，国内主要采用人工手持风动冲击扳手对钩尾框托板螺栓进行拆卸和组装作业，由于钩尾框托板螺栓、螺母经常锈结严重，存在：1.作业难度大、强度高；2.拆装效率低、质量差；3.噪音、振动大、劳动条件恶劣；4.频繁发生故障和损坏；5.扭矩不能精确控制，不能够实时显示。
因此，为推进和配合我国铁路货车“重载提速”运输战略的实施，研发一套高质量和高效率，并能降低工人劳动强度、改善工人劳动条件的智能型钩尾框托板螺栓拆装专用装备已十分迫切。
发明内容
为了克服目前螺栓拆装过程中存在作业环境恶劣，劳动强度大，效率低，质量差，扭矩不精准的弊端，本发明提供一种智能拆装装备，该装备可以实现螺栓精准扭矩，并且大大的改善了作业环境，还可以提高作业效率。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，包括AGV小车，AGV小车上设置有车架，车架上通过旋转立柱连接有助力臂，助力臂的自由端通过连接头连接有电机，电机的输出轴上连接有用于拆装螺栓的螺母套筒，所述旋转立柱上连接有立柱动力系统，助力臂的自由端和连接头上还设置有用于观测带拆装螺栓位置的视觉传感系统，车架中设置有控制系统，车架上还设置有控制面板，控制面板的输入端与视觉传感系统相连，输出端与控制系统相连，控制系统的输出端连接至立柱动力系统。
进一步地，所述助力臂包括连接在旋转立柱上的大臂以及连接在大臂自由端的小臂，电机通过连接头与小臂的自由端相连。
进一步地，大臂和小臂之间连接有能够使小臂上下运动的平衡气缸，所述平衡气缸与设置在车架中的气泵相连。
进一步地，气泵的出口端通过控制系统连接至平衡气缸，且气泵的出口端设置有空气净化器及压力表。
进一步地，所述控制系统包括设置在车架中的控制箱，控制箱中设置有助力臂控制柜，立柱动力系统与助力臂控制柜的输出端相连，气泵的出口端通过助力臂控制柜连接至平衡气缸。
进一步地，视觉传感系统包括设置在连接头上的工业相机以及连接在小臂自由端的灯源，工业相机的输出端与控制面板的输入端相连。
进一步地，电机的输出轴上还连接有用于提高旋转扭矩的扭矩倍增器以及用于断开电机与螺母套筒连接的扭力限制器。
进一步地，助力臂的自由端通过两个连接头连接有两个电机，每个电机的输出轴上连接有用于拆装螺栓的螺母套筒，两个连接头上均设置有用于调整两个螺母套筒之间间距的RV减速器电机。
进一步地，电机的外侧设置有机壳，机壳上连接有用于消除旋转动力的反力臂。
进一步地，车架上设置有遥控器插槽，遥控器插槽中设置有能够控制AGV小车运动的遥控器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明在使用时，通过AGV小车将螺母套筒送至待拆装螺栓处，然后通过视觉传感系统对待拆装螺栓的位置进行定位，控制助力臂运动使螺母套筒套在待拆装螺栓上，最后启动电机，实现拆装功能，本发明使货车钩尾框托板螺栓拆装过程效率提高，工作环境改善，劳动强度降低，避免了因螺栓装配过程未达到标准扭矩而引发其他安全事故。
进一步地，助力臂包括能够左右移动的大臂和能够上下移动的小臂，定位更加精准。
进一步地，通过气泵驱动平衡气缸，进而驱动小臂进行移动，操控简单精确。
进一步地，气泵出口设置空气净化器及压力表，能够对气源进行除杂，同时监控压力。
进一步地，通过设置扭矩倍增器和扭力限制器，当遇到阻力较大的螺母，通过扭矩倍增器提高旋转扭矩，实现拆装功能，当螺母阻力超过额定值时，通过扭力限制器断开电机与螺母套筒连接，起到保护电机作用。
进一步地，通过设置RV减速器电机能够对螺母套筒之间的间距进行调节，实现等距作业。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的整体结构正视图；
图3为本发明的整体结构俯视图。
其中，1、电机，2、机壳3、扭力限制器，4、连接头，5、扭矩倍增器，6、反力臂，7、螺母套筒，8、工业相机，9、RV减速器电机，10、小臂，11、平衡气缸，12、大臂，13、立柱动力系统，14、控制面板，15、气泵，16、车架，17、AGV小车，18、灯源，19、助力臂控制柜，20、空气净化器及压力表，21、控制箱，22、旋转立柱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
参见图1至图3，电机1与机壳2通过螺纹连接；扭力限制器3与电机1通过键槽连接；连接头4与电机输出轴通过过盈配合连接、与助力臂通过法兰连接；扭矩倍增器5与电机输出轴通过过盈配合连接；反力臂6与机壳2连接；螺母套筒7与电机输出轴通过外六方连接；工业相机8通过螺栓固定在连接头4上；RV减速器电机9通过法兰盘固定在连接头4上；小臂10通过平衡气缸11与大臂12连接；大臂12与旋转立柱22连接；用于控制旋转立柱22的立柱动力系统13与车架16通过法兰盘连接；控制面板14与车架16通过螺栓固定连接；气泵15与车架16通过螺栓固定连接；车架16与AGV小车17通过螺栓固定连接；灯源18与小臂10通过螺栓固定连接；助力臂控制柜19与控制箱21通过螺栓连接；空气净化器及压力表20连接在气泵15出气端；控制箱21与车架16通过螺栓连接；遥控器插入遥控器插槽内。
电机1由移动电缆供电，电气控制系统控制扭矩及转速，助力臂由气源提供保压动力；AGV小车17通过视觉传感系统与AGV小车17侧面的激光传感器识别位置并自动行进，以此来移动整套智能拆装装备；移动AGV小车17到达预计螺栓下方位置，设定好所需扭矩，控制系统驱动助力臂将螺母套筒7与螺栓进行对准，若螺母套筒7六方与螺栓六方位置不一致，可转动连接头4进行对准，然后启动智能拆装装备，实现螺栓的拆装。
AGV小车17通过位置坐标信息自动行进到工作区域附近后，采集到待拆装螺母视觉信息，通过相关算法计算出其空间位置信息，驱动助力臂与平衡气缸11来调整螺母套筒7到适合拆装螺栓位置，实现螺栓对中操作。在助力臂上移过程中，通过自动对中装置转动连接头4，或者手动旋转连接头4，保证待拆装螺母外六方顺利进入螺母套筒7内，使螺母套筒7与待拆装六角螺母准确套合。随后将反力矩扭矩固定器套在螺栓头上，将反力臂6靠在货车车身，拆装螺母过程中的反力矩均由该反力矩扭矩固定器和反力臂6平衡。控制系统工作，电机1启动带动螺母套筒7开始旋转，依据设定的扭矩和转速协调工作，实现螺栓的拆卸或拧紧。此外，该控制系统采集待拆装螺母视觉信息，通过工控机计算出相应待拆装螺母空间位置信息，最后输出控制信息给相应伺服电机，以此来控制该动力旋转头运动轨迹。拆卸或拧紧螺栓的扭矩与转速的关系由控制器来进行自动控制。
下面对本发明的操作过程做详细描述：
AGV小车17采用直流电机驱动，通过遥控器上的按钮来手动控制AGV小车17行进，也可通过既定路线，加上视觉传感系统与激光传感器修正来自动读取装备坐标位置，实现AGV小车17自动移动，螺母套筒7采用电机1驱动进行拆装螺栓，控制系统控制整个装备工作；当AGV小车17自动行进时，按照既定的运动轨迹运行，若AGV小车17运动方向出现偏差时，通过视觉传感系统修正小车运动方向的误差，由于AGV小车17的侧面安装有激光传感器，当AGV小车17运动到某货车车位时，激光传感器接收到安放在该位置的反射装置反射回来的信号，通过计算获得的反射装置的数目可使AGV小车17获得位置与车辆号信息，激光传感器获得的具体某个尾框托板螺栓位置信息，根据反射装置与尾框托板螺栓位置的相对位置，再次制定出AGV小车17的运动轨迹，使得小车运动到需拆装的托板螺栓位置处。因此，可通过视觉传感系统+激光传感器相结合方式读取装备自动检测坐标位置，AGV小车17接受视觉传感器+激光传感器的坐标信息，计算出运动状态输出相应控制量实现AGV小车自动运行。
当小车移动到作业位置时，大臂12和小臂10通过气泵15提供气源驱动平衡气缸11运动，进而实现大臂12和小臂10运行，最终螺母套筒6达到工作位置；电机1通过电源驱动扭力限制器3、扭矩倍增器5以及螺母套筒7进行运行，当遇到阻力较大的螺母，通过扭矩倍增器5提高旋转扭矩，实现拆装功能，当螺母阻力超过额定值时，通过扭力限制器3断开电机1与螺母套筒7连接，起到保护电机作用。工作时，螺母套筒7之间的间距通过RV减速器电机9进行调节，实现等距进行作业。反力臂6靠到车体上消除旋转动力的旋转，旋转立柱22通过立柱动力系统13提供旋转动力进行旋转，整个装置运行由控制系统整体控制运行。

Claims (10)

1.一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，其特征在于，包括AGV小车(17)，AGV小车(17)上设置有车架(16)，车架(16)上通过旋转立柱(22)连接有助力臂，助力臂的自由端通过连接头(4)连接有电机(1)，电机(1)的输出轴上连接有用于拆装螺栓的螺母套筒(7)，所述旋转立柱(22)上连接有立柱动力系统(13)，助力臂的自由端和连接头(4)上还设置有用于观测带拆装螺栓位置的视觉传感系统，车架(16)中设置有控制系统，车架(16)上还设置有控制面板(14)，控制面板(14)的输入端与视觉传感系统相连，输出端与控制系统相连，控制系统的输出端连接至立柱动力系统(13)。
2.根据权利要求1所述的一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，其特征在于，所述助力臂包括连接在旋转立柱(22)上的大臂(12)以及连接在大臂(12)自由端的小臂(10)，电机(1)通过连接头(4)与小臂(10)的自由端相连。
3.根据权利要求2所述的一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，其特征在于，大臂(12)和小臂(10)之间连接有能够使小臂(10)上下运动的平衡气缸(11)，所述平衡气缸(11)与设置在车架(16)中的气泵(15)相连。
4.根据权利要求3所述的一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，其特征在于，气泵(15)的出口端通过控制系统连接至平衡气缸(11)，且气泵(15)的出口端设置有空气净化器及压力表(20)。
5.根据权利要求4所述的一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，其特征在于，所述控制系统包括设置在车架(16)中的控制箱(21)，控制箱(21)中设置有助力臂控制柜(19)，立柱动力系统(13)与助力臂控制柜(19)的输出端相连，气泵(15)的出口端通过助力臂控制柜(19)连接至平衡气缸(11)。
6.根据权利要求2所述的一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，其特征在于，视觉传感系统包括设置在连接头(4)上的工业相机(8)以及连接在小臂(10)自由端的灯源(18)，工业相机(8)的输出端与控制面板(14)的输入端相连。
7.根据权利要求1所述的一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，其特征在于，电机(1)的输出轴上还连接有用于提高旋转扭矩的扭矩倍增器(5)以及用于断开电机(1)与螺母套筒(7)连接的扭力限制器(3)。
8.根据权利要求1所述的一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，其特征在于，助力臂的自由端通过两个连接头(4)连接有两个电机(1)，每个电机(1)的输出轴上连接有用于拆装螺栓的螺母套筒(7)，两个连接头(4)上均设置有用于调整两个螺母套筒(7)之间间距的RV减速器电机(9)。
9.根据权利要求1所述的一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，其特征在于，电机(1)的外侧设置有机壳(2)，机壳(2)上连接有用于消除旋转动力的反力臂(6)。
10.根据权利要求1所述的一种智能拆装货车钩尾框托板螺栓的装备，其特征在于，车架(16)上设置有遥控器插槽，遥控器插槽中设置有能够控制AGV小车(17)运动的遥控器。
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