CN109944976B - 一种可调整位姿的多功能rov用扭矩扳手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手，包括扭矩扳手接口、锁紧装置、液压驱动机构、扭矩切换机构、导向座和扭矩扳手控制监测系统。本发明由液压电机提供扭矩，由扭矩切换机构切换合适的扭矩档位，扭矩经扭矩放大器放大后传递给扭矩扳手接口；扭矩切换机构可切换输出扭矩的档位，且扭矩档位可由指示针显示；扭矩扳手接口可对接符合ISO 13628‑8接口标准中Class I–IV等级的旋转对接接口；锁紧装置可锁紧旋转对接接口，保证旋转过程中的连接稳定；导向座可搭载在ROV上并对扭矩扳手位姿进行微调；扭矩扳手控制监测系统可通过控制液压缸与液压马达的动作来操纵扭矩扳手，并将操作状态实时反馈到控制界面。本发明操作方便快捷，稳定可靠。

Description

一种可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手

技术领域

本发明涉及一种扳手结构，尤其涉及一种可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手，属于海洋石油工程领域。

背景技术

水下采油树/管汇阀门由液动执行器进行远程控制，当液压或控制系统出现故障时阀门将会失去控制，从而影响整个水下生产系统的正常工作，因此对用于解决该问题的多功能ROV用扭矩扳手进行详细设计与研究。本发明设计的可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手可搭载在遥控无人潜水器(Remote Operated Vehicle)上提供不同大小的扭矩对多个等级的旋转对接接口进行操作，实现水下采油树/管汇阀门的本地紧急关断，有效解决水下阀门的远程控制失效问题。

实际生产中需要对接不同等级的旋转对接接口并更换不同大小的扭矩，一般的扭矩扳手只能对一个等级的旋转对接接口进行操作，针对不同的旋转对接接口需要更换不同的扭矩扳手与其配合，操作繁琐，浪费时间。本发明设计的多功能ROV用扭矩扳手能够自动匹配多个等级的旋转对接接口，避免了以往需要回收至水面上人工调整扭矩或对应不同等级的旋转对接接口更换不同类型的扭矩扳手，节约了成本。

原有的扭矩扳手调整扭矩完全依赖于调整液压马达的流量来改变输出扭矩，无法提供ISO 13628-8接口标准中Class I–IV等级的最大设计扭矩。本发明设计的扭矩切换机构，可以切换两个档位用不同的传动比对扭矩进行放大，使扭矩扳手可以提供符合ISO13628-8接口标准中Class I–IV等级要求的扭矩。

原有的扭矩扳手由ROV机械臂直接夹持，灵活度较低，本发明设计了一个导向座，可提供两个额外的自由度，与ROV机械臂配合可以进行更灵活的操作。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手，实现：(1)配合水下ROV机械臂，对旋转对接接口进行旋转操作。(2)扭矩切换机构可切换扭矩，提高调速范围，使扭矩扳手能够提供ISO 13628-8接口标准中Class I–IV等级要求的最大设计扭矩，并在外部显示工作中的扭矩档位。(3)在工作过程中能够锁紧旋转对接接口，保证工作时的连接稳定。

本发明的目的是这样实现的：包括导向座部分、扭矩扳手部分、锁紧装置；所述导向座部分包括导向座固定框架、设置在导向座固定框架上的导向座摆动液压缸支撑座、安装在导向座摆动液压缸支撑座上的导向座摆动液压缸、与导向座摆动液压缸内的导向座摆动轴两端连接的导向座摆动框架、设置在导向座摆动框架端面上的环形的导向座导轨、设置在导向座导轨中的上导向座滑块和下导向座滑块、设置在下导向座滑块上的导向座旋转液压缸滑动座、设置在导向座摆动框架上的导向座旋转液压缸固定座、设置在导向座旋转液压缸固定座和导向座旋转液压缸滑动座之间的导向座旋转液压缸；所述扭矩扳手部分包括依次连接的机体头、前机座、中机座和后机座，后基座端面设置有液压马达，液压马达的输出端通过输入轴联轴器与扭矩放大器的输入轴连接，扭矩放大器的输出轴连接有输出轴联轴器，输出轴连接器与位于前机座内的扳手头导杆连接，扳手头导杆上安装有小弹簧和大弹簧，大弹簧套在小弹簧外，小口径接口设置在扳手头导杆上，中口径接口设置在小口径接口上，可沿小口径接口轴向滑动；大口径接口设置在旋转架上；旋转架与输出轴联轴器固连，大口径接口位于机体头内，两个导向座滑块夹住中机座外表面；所述锁紧装置有两个，每个锁紧装置包括设置在前机座外侧的锁紧箱体、设置在锁紧箱体上的锁紧装置液压缸、与锁紧装置液压杆铰接的锁紧装置连杆、与锁紧装置连杆铰接的锁紧装置锁紧块，锁紧装置锁紧块的中间位置与锁紧箱体铰接，锁紧装置锁紧块工作时伸出至锁紧箱体外。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.扭矩放大器包括设置在后基座内的扭矩放大器支架、安装在扭矩放大器支架上的扭矩放大器箱体、安装在扭矩放大器箱体内的拨叉导杆、安装在拨叉导杆上的拨叉、与拨叉固连的换挡推杆、设置在扭矩放大器箱体内中间位置两侧的扭矩放大器输入轴和扭矩放大器输出轴、安装在扭矩输入轴上的输入轴低速齿轮和输入轴高速齿轮、安装在扭矩放大器输出轴上的输出齿轮、设置在扭矩放大器箱体内过渡轴、安装在过渡轴上的双联滑移齿轮和过渡齿轮，过渡齿轮与输出齿轮啮合，双联滑移齿轮中的大齿轮与输入轴低速齿轮啮合，双联滑移齿轮中的小齿轮与输入轴高速齿轮啮合。

2.还包括扭矩切换机构，在输入轴联轴器上安装有导块，导块上设置有凹槽，凹槽中安装有推板，推板的一面与换挡推杆连接、另一面与换挡液压杆连接，换挡液压缸安装在后基座端面的底板上，在推板上还安装有指示针且指示针嵌套在底板上。

3.其特征在于：所述导向座固定框架上还设置有导向座摆动液压缸控制阀和导向座旋转液压缸控制阀。

4.所述锁紧液压缸上设置有锁紧装置后油嘴、锁紧装置前油嘴，锁紧时：锁紧装置后油嘴进油，锁紧装置前油嘴出油，锁紧装置液压杆伸出，带动锁紧装置连杆、推动锁紧装置锁紧块伸出锁紧箱体外，与操作对象上的反旋转槽口对接完成锁紧；松开时：锁紧装置前油嘴进油，锁紧装置后油嘴出油，锁紧装置液压杆缩回，带动锁紧装置连杆、拉动锁紧装置锁紧块缩回锁紧箱体内，松开操作对象上的反旋转槽口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过采用可固定在ROV机械臂上的带有摆动及旋转功能的导向座，能够对扭矩扳手的位姿进行小范围微调，与ROV机械臂配合可以更方便更灵活的调整位姿，方便扭矩扳手与旋转对接接口快速对接。

2.本发明采用了三节套筒式接口，可以根据不同口径的末端受动器自由切换相应接口，实现了1台扭矩扳手与4个等级的旋转对接接口自动对接的功能。

3.本发明通过采用带有切换扭矩档位的扭矩切换机构及放大扭矩功能的液压驱动机构，可以切换两个档位用不同的传动比对扭矩进行放大，切换到高转速小扭矩可适应Class I–II级接口，切换到低转速大扭矩可适应Class III–IV级接口，使扭矩扳手可以提供ISO 13628-8接口标准中Class I–IV等级要求的最大设计扭矩。

4.本发明采用了可指示扭矩放大器工作状态的指示针，该指示针尾部伸出到扭矩扳手外部，方便操作人员确定输出扭矩；

5.本发明通过采用锁紧装置，能够使扭矩扳手的接口锁紧反旋转槽口，保证了工作时的稳定连接条件。

附图说明

图1是本发明的可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手的轴测图

图2是本发明的扭矩扳手的爆炸图

图3是本发明的扭矩扳手的上视图

图4是本发明的扭矩扳手的剖视图

图5是本发明的扭矩放大器的装配图

图6是本发明的扭矩放大器隐藏箱体后的轴侧图

图7是本发明的锁紧装置松开状态的侧视图

图8是本发明的锁紧装置锁紧状态的侧视图

图9是本发明的锁紧装置锁紧反转转槽口的轴测图

图10是本发明的导向座的轴测图

图11是本发明的控制监测系统的流程图

图中主要标号说明：

其中，1.机体头，2.大口径接口，3.中口径接口，4.小口径接口，5.大弹簧，6.小弹簧，7.扳手头导杆，8.前侧套筒，9.前机座，10.锁紧箱体，11.旋转架，12.输出轴联轴器，13.中机座，14.扭矩放大器，15.扭矩放大器支架，16.后机座，17.导块，18.输入轴联轴器，19.底板，20.液压马达，21.换挡液压缸，22.换挡液压杆，23.指示针，24.挡圈，25.推板，26.锁紧装置后油嘴，27.锁紧装置前油嘴，28.锁紧装置液压杆，29.锁紧装置连杆，30.锁紧装置锁紧块，31.锁紧箱体，32.锁紧装置前铰链销，33.锁紧装置中铰链销，34.锁紧装置后铰链销，35.锁紧装置液压缸，36.导向座摆动框架，37.导向座滑块，38.导向座导轨，39.导向座支撑架，40.导向座旋转液压缸，41.导向座旋转液压缸固定座，42.导向座摆动液压缸，43.导向座摆动液压缸垫片，44.导向座固定框架，45.导向座摆动液压缸控制阀，46.导向座旋转液压缸控制阀，47.导向座摆动液压缸支撑座，48.导向座摆动轴，49.导向座旋转液压缸滑动座，50.扭矩放大器输出轴，51.输出齿轮，52.过渡齿轮，53.过渡轴，54.双联滑移齿轮，55.拨叉，56.拨叉导杆，57.扭矩放大器箱体，58.扭矩放大器输入轴，59.小透盖，60.输入轴低速齿轮，61.输入轴高速齿轮，62.大透盖，63.闷盖，64.换挡推杆，66.反旋转槽口。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1-4，本发明包括扭矩扳手接口、液压驱动机构、锁紧装置、导向座和扭矩扳手控制监测系统。所述的扭矩扳手接口与液压驱动机构连接后安装在导向座上；所述的锁紧装置安装在扭矩扳手接口两侧。

结合图2、图4，扭矩扳手接口部分：包括机体头、大口径接口、中口径接口、小口径接口、大弹簧、小弹簧、扳手头导杆、前侧套筒、前机座、锁紧箱体、旋转架。扳手头导杆7穿过旋转架11安装在输出轴联轴器12上，起导向定位功能；小弹簧6安装在扳手头导杆7上，小口径接口4安装在扳手头导杆7上，可沿扳手头导杆7轴向滑动；大弹簧5套在小弹簧6外安装在扳手头导杆7上，中口径接口3安装在小口径接口4上，可沿小口径接口4轴向滑动；大口径接口2安装在旋转架11上；前侧套筒8安装在大口径接口2上；前机座9套在机体头1、前侧套筒8与旋转架11外；机体头1安装在大口径接口2外。

结合图4，液压驱动机构部分：包括液压马达、底板、后机座、输入轴联轴器、扭矩放大器、扭矩放大器支架、输出轴联轴器、中机座；扭矩放大器14通过扭矩放大器支架15安装在中机座13上，扭矩放大器输出轴50通过输出轴联轴器12与旋转架11连接，扭矩放大器输入轴58通过输入轴联轴器18与液压马达20连接；所述的扭矩切换机构安装在底板19上；

结合图4-6，扭矩放大器部分：包括扭矩放大器输出轴、输出齿轮、过渡齿轮、过渡轴、双联滑移齿轮、拨叉导杆、扭矩放大器箱体、扭矩放大器输入轴、输入轴低速齿轮、输入轴高速齿轮、小透盖、大透盖、闷盖；输出齿轮51安装在扭矩放大器输出轴50上；扭矩放大器输出轴50、过渡轴53、拨叉导杆56、扭矩放大器输入轴58通过滚动轴承安装在扭矩放大器箱体57上；过渡齿轮52安装在过渡轴53上，并与输出齿轮51啮合；双联滑移齿轮54安装在过渡轴53上；拨叉55安装在拨叉导杆56上，并与换挡推杆64固定，可拨动双联滑移齿轮54；输入轴高速齿轮61安装在扭矩放大器输入轴58上，可与双联滑移齿轮54啮合；输入轴低速齿轮60安装在扭矩放大器输入轴58上，可与双联滑移齿轮54啮合；小透盖59、大透盖62、闷盖63安装在扭矩放大器箱体57上；扭矩放大器14安装在扭矩放大器支架15上。

结合图4、图6，扭矩切换机构部分：包括换挡液压缸、换挡液压杆、导块、挡圈、推板、拨叉、换挡推杆、指示针；所述的换挡液压缸固定在底板上；导块17安装在输入轴联轴器18上；推板25固定在导块17的凹槽上，一面与扭矩放大器14的换挡推杆64固定，另一面与指示针23及换挡液压杆22固定；指示针23固定在推板25上并嵌套在底板19上；挡圈24镶嵌在导块17上；换挡液压缸21固定在底板19上。所述的拨叉安装在拨叉导杆上，且与换挡推杆固定连接，可沿拨叉导杆滑动并拨动双联滑移齿轮；所述的指示针固定在推板上并嵌套在底板上；所述的导块套在输入轴联轴器上；所述的挡圈镶嵌在导块上，将推板与导块固定

结合图1、图10，导向座部分：包括导向座摆动框架、导向座滑块、导向座导轨、导向座支撑架、导向座旋转液压缸、导向座旋转液压缸固定座、导向座摆动液压缸、导向座摆动液压缸垫片、导向座固定框架、导向座摆动液压缸控制阀、导向座摆动液压缸控制阀、导向座摆动液压缸支撑座、导向座摆动轴、导向座旋转液压缸滑动座。扭矩扳手部分固定安装在导向座滑块37上；导向座滑块有两个分别是上导向座滑块和下导向座滑块，工作的时候两个导向滑块卡住扭矩扳手，下导向座滑块的滑动带动扭矩扳手和上导向座滑块在导向座滑轨中滑动，导向座滑块37安装在导向座导轨38上；导向座导轨38固定安装在导向座摆动框架36上；导向座旋转液压缸固定座41固定安装在导向座摆动框架36上；导向座旋转液压缸40一端与导向座旋转液压缸固定座41连接，另一端与导向座旋转液压缸滑动座49连接；导向座旋转液压缸滑动座49固定安装在下方的导向座滑块37上；导向座支撑架39固定安装在导向座摆动框架36上；导向座摆动液压缸42外部固定安装在导向座摆动液压缸支撑座47上，内部与导向座摆动轴48固定连接；导向座摆动液压缸垫片43安装在导向座固定框架44上；导向座摆动轴48与导向座摆动框架36固定连接；导向座摆动液压缸支撑座47固定安装在导向座固定框架44上；导向座摆动液压缸控制阀45固定安装在导向座固定框架44上；导向座旋转液压缸控制阀46固定安装在导向座固定框架44上；导向座可固定安装在ROV上。

结合图4、图7-9，锁紧装置部分：包括锁紧装置后油嘴、锁紧装置前油嘴、锁紧装置液压杆、锁紧装置连杆、锁紧装置锁紧块、锁紧箱体、锁紧装置前铰链销、锁紧装置中铰链销、锁紧装置后铰链销、锁紧装置液压缸，锁紧装置锁紧块30通过锁紧装置中铰链销33与锁紧装置连杆29铰接；锁紧装置液压杆28通过锁紧装置后铰链销34与锁紧装置连杆29铰接，另一端安装在锁紧装置液压缸35内；锁紧装置前铰链销32固定安装在锁紧箱体31上；锁紧装置后油嘴26与锁紧装置前油嘴27固定在锁紧装置液压缸35上；锁紧箱体10安装在前机座9外。

结合图11，扭矩扳手控制监测系统：包括控制界面、控制器、液压阀门、传感器，控制界面对控制器发出指令控制液压阀门工作；液压阀门控制各液压缸及液压马达的工作状态；传感器对工作中产生的力与速度等信息进行测量并生成电信号传递给控制器；控制器将电信号转换成相应的物理信息显示在操作界面上。

所述的导向座可通过固定框架的底部螺纹孔固定在ROV上，且带有摆动及旋转两个自由度。导向座含有两个可提供旋转及上下摆动功能的液压缸，可对扭矩扳手的位姿进行小范围微调，并且导向座固定框架上设置有螺纹孔，可使导向座固定安装在ROV机械臂上。

所述的扭矩扳手接口采用了三节套筒结构设计，在工作时三段式接口可自由切换不同口径的接口，工作结束后接口可自动复位。

所述的液压驱动机构具有切换扭矩档位及放大扭矩功能，可由扭矩切换机构控制切换具有不同传动比的齿轮啮合以输出不同大小的扭矩。

所述的扭矩切换机构具有切换扭矩档位的功能，可控制液压驱动机构切换具有不同传动比的齿轮啮合以输出不同大小的扭矩。通过换挡液压缸控制拨叉拨动双联滑移齿轮可改变扭矩放大器内齿轮的传动比，使扭矩扳手能够切换大小不同的扭矩档位，切换到高转速小扭矩可适应Class I–II级接口，切换到低转速大扭矩可适应Class III–IV级接口，使ISO 13628-8接口标准中Class I–IV等级所需的扭矩可以由一台液压马达提供。

指示针通过推板与拨叉固定连接且尾部伸出到扭矩扳手外部，具有显示扭矩档位的功能。所述的指示针尾端露在整个扭矩扳手外部且通过推板与拨叉固定连接，在输出大扭矩时成缩回状态紧贴在底板上，输出小扭矩时成伸出状态伸出底板。

所述的锁紧装置通过改变锁紧装置液压缸的进出油路，可控制锁紧装置锁紧块伸出或缩回。锁紧装置能够配合ISO 13628-8接口标准中Class I–IV等级的旋转对接接口，通过控制锁紧装置锁紧块伸出或缩回可以锁紧或松开反旋转槽口，在扭矩扳手工作时保证连接稳定。

扭矩扳手控制监测系统提供导向座旋转液压缸、导向座摆动液压缸、液压马达、锁紧装置液压缸、换挡液压缸的控制功能，并将扭矩扳手的状态信息实时反馈到控制界面上，实现多功能ROV用扭矩扳手的远程控制与监测功能。

本发明采用以下安装步骤：

第一步：将拨叉55安装在拨叉导杆56上；将拨叉导杆56固定安装在扭矩放大器箱体57上；将过渡齿轮52、双联滑移齿轮54安装在过渡轴53上；将过渡轴53用滚动轴承安装在扭矩放大器箱体57上，并将拨叉55与双联滑移齿轮54固定；将输入轴高速齿轮61、输入轴低速齿轮60安装在扭矩放大器输入轴58上，然后通过滚动轴承安装在扭矩放大器箱体57上；将输出齿轮51安装在扭矩放大器输出轴50上，然后通过滚动轴承安装在扭矩放大器箱体57上；将小透盖59、大透盖62、闷盖63安装在扭矩放大器箱体57上；将换挡推杆64固定在拨叉55上；盖好扭矩放大器箱体57。扭矩放大器组装完成。

第二步：将扳手头导杆7安装在旋转架11上；将小弹簧6安装在扳手头导杆7上；将小口径接口4压在小弹簧6上安装在扳手头导杆7上；将大弹簧5套在小弹簧6外安装在扳手头导杆7上；将中口径接口3压在大弹簧5上安装在小口径接口4上；将大口径接口2套在中口径接口3外安装在旋转架11上；将前侧套筒套8在大口径接口2外；将前机座9套在机体头1、前侧套筒8与旋转架11外；将机体头1套在大口径接口2外，与前机座9用螺栓固定。扭矩扳手接口组装完成。

第三步：将导块17安装在输入轴联轴器18上；将指示针23固定在推板25上并嵌套在底板19上；将推板25固定在导块17的凹槽上，一面与换挡推杆64固定，另一面与指示针23及换挡液压杆22固定；将挡圈24镶嵌在导块17上，将推板25与导块17固定；将输入轴联轴器18连接安装在扭矩放大器输入轴58上；将后机座16、扭矩放大器支架15与中机座13固定安装；将底板19安装在后机座16上；将换挡液压缸21与换挡推杆64连接，并固定在底板19上。扭矩切换机构组装完成。

第四步：将锁紧装置锁紧块30通过锁紧装置中铰链销33与锁紧装置连杆29铰接；将锁紧装置液压杆28通过锁紧装置后铰链销34与锁紧装置连杆29铰接，另一端安装在锁紧装置液压缸35内；将锁紧装置前铰链销32固定安装在锁紧箱体31上；将锁紧装置后油嘴26与锁紧装置前油嘴27固定在锁紧装置液压缸35上；盖上锁紧箱体31。锁紧装置锁紧块工作时伸出至锁紧箱体外并与操作对象上的反旋转槽口配合。锁紧机构组装完成。

第五步：将导向座摆动液压缸支撑座47固定安装在导向座固定框架44上；将导向座摆动液压缸42外部固定安装在导向座摆动液压缸支撑座47上，内部与导向座摆动轴48固定连接；将导向座摆动液压缸垫片43安装在导向座固定框架44上；将导向座支撑架39固定安装在导向座摆动框架36上；将导向座旋转液压缸滑动座49固定安装在下方的导向座滑块37上；将导向座旋转液压缸固定座41固定安装在导向座摆动框架36上；将导向座导轨38固定安装在导向座摆动框架36上；将导向座滑块37安装在导向座导轨38上；将导向座旋转液压缸40一端与导向座旋转液压缸固定座41连接，另一端与导向座旋转液压缸滑动座49连接；将导向座摆动轴48与导向座摆动框架36固定连接；将导向座摆动液压缸控制阀45与导向座旋转液压缸控制阀46固定安装在导向座固定框架44上。导向座组装完成。

第六步：将输出轴联轴器12一端与扳手头导杆7相连安装在旋转架11上，另一端安装固定在扭矩放大器输出轴50上并用销定位；将换挡推杆64与推板25固定；将扭矩放大器14安装在扭矩放大器支架15上；将中机座13套在扭矩放大器支架15外，并与前机座9固定安装；将液压马达20安装在输入轴联轴器18上；将锁紧箱体10安装固定在前机座9外；将扭矩扳手固定安装在导向座滑块37上；接好液压管路。安装完成。

本发明的工作原理是：

ROV搭载多功能ROV用扭矩扳手接近旋转对接接口，由导向座调整位姿后与旋转对接接口进行对接，扭矩扳手接口根据末端受动器的口径切换相应接口，由锁紧装置10锁紧反旋转槽口66，扭矩切换机构切换合适的扭矩档位后，液压马达20开始工作，将扭矩通过扭矩放大器14放大传递给扭矩扳手接口，完成操作后锁紧装置10松开反旋转槽口66，操作结束。

各组件的工作原理如下。

导向座部分：导向座固定框架上有螺纹孔可将多功能ROV用扭矩扳手固定在ROV上；导向座摆动液压缸42工作使导向座摆动框架36上下摆动，导向座旋转液压缸40工作带动装有扭矩扳手的导向座滑块37在导向座导轨38上滑动，使扭矩扳手旋转。

锁紧装置部分，锁紧时：锁紧装置后油嘴26进油，锁紧装置前油嘴27出油，推动锁紧液压缸35中的活塞工作，锁紧装置液压杆28伸出，带动锁紧装置连杆29，推动锁紧装置锁紧块30伸出锁紧箱体31，与反旋转槽口66对接完成锁紧；松开时：锁紧装置前油嘴27进油，锁紧装置后油嘴26出油，推动锁紧液压缸35中的活塞工作，锁紧装置液压杆28缩回，带动锁紧装置连杆29，拉动锁紧装置锁紧块30缩回锁紧箱体31，松开反旋转槽口66。

液压驱动机构部分：液压电机20提供扭矩，由扭矩切换机构切换合适的扭矩档位，扭矩经扭矩放大器14放大后传递给扭矩扳手接口。

扭矩放大器部分：扭矩从扭矩放大器输入轴58输入，通过齿轮传动的方式，经过渡轴53传递给扭矩放大器输出轴50。

扭矩切换机构部分：换挡液压缸21工作可推动推板25，带动拨叉55拨动双联滑移齿轮54，改变扭矩放大器14中齿轮啮合关系从而输出不同的扭矩。

扭矩扳手接口部分：Class I–II等级的末端受动器可直接与小口径接口4对接；与Class III等级的末端受动器对接时小口径接口4回缩，中口径接口3与末端受动器对接；与Class IV等级的末端受动器对接时小口径接口4与中口径接口3回缩，大口径接口2与末端受动器对接。松开末端受动器时缩回的扳手可自动弹出。扭矩放大器14输出的扭矩经输出轴联轴器12传递给旋转架11，旋转架11带动大口径接口2旋转，大口径接口2可带动中口径接口3，中口径接口3可带动小口径接口4，最终带动末端受动器旋转。

控制监测系统部分：控制界面对控制器发出指令控制液压阀门工作，液压阀门控制各液压缸及液压马达的工作状态，扭矩扳手中相应位置设有传感器可对工作中产生的力与速度等信息进行测量并生成电信号传递给控制器，控制器将电信号转换成相应的物理信息显示在操作界面上。

综上，本发明公开了一种可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手，包括扭矩扳手接口、锁紧装置、液压驱动机构、扭矩切换机构、导向座和扭矩扳手控制监测系统。本发明由液压电机提供扭矩，由扭矩切换机构切换合适的扭矩档位，扭矩经扭矩放大器放大后传递给扭矩扳手接口；扭矩切换机构可切换输出扭矩的档位，且扭矩档位可由指示针显示；扭矩扳手接口可对接符合ISO 13628-8接口标准中Class I–IV等级的旋转对接接口；锁紧装置可锁紧旋转对接接口，保证旋转过程中的连接稳定；导向座可搭载在ROV上并对扭矩扳手位姿进行微调；扭矩扳手控制监测系统可通过控制液压缸与液压马达的动作来操纵扭矩扳手，并将操作状态实时反馈到控制界面。本发明操作方便快捷，稳定可靠。

Claims (6)

1.一种可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手，其特征在于：包括导向座部分、扭矩扳手部分、锁紧装置；所述导向座部分包括导向座固定框架、设置在导向座固定框架上的导向座摆动液压缸支撑座、安装在导向座摆动液压缸支撑座上的导向座摆动液压缸、与导向座摆动液压缸内的导向座摆动轴两端连接的导向座摆动框架、设置在导向座摆动框架端面上的环形的导向座导轨、设置在导向座导轨中的上导向座滑块和下导向座滑块、设置在下导向座滑块上的导向座旋转液压缸滑动座、设置在导向座摆动框架上的导向座旋转液压缸固定座、设置在导向座旋转液压缸固定座和导向座旋转液压缸滑动座之间的导向座旋转液压缸；所述扭矩扳手部分包括依次连接的机体头、前机座、中机座和后机座，后机座端面设置有液压马达，液压马达的输出端通过输入轴联轴器与扭矩放大器的输入轴连接，扭矩放大器的输出轴连接有输出轴联轴器，输出轴联 轴器与位于前机座内的扳手头导杆连接，扳手头导杆上安装有小弹簧和大弹簧，大弹簧套在小弹簧外，小口径接口设置在扳手头导杆上，中口径接口设置在小口径接口上，可沿小口径接口轴向滑动；大口径接口设置在旋转架上；旋转架与输出轴联轴器固连，大口径接口位于机体头内，两个导向座滑块夹住中机座外表面；所述锁紧装置有两个，每个锁紧装置包括设置在前机座外侧的锁紧箱体、设置在锁紧箱体上的锁紧装置液压缸、与锁紧装置液压杆铰接的锁紧装置连杆、与锁紧装置连杆铰接的锁紧装置锁紧块，锁紧装置锁紧块的中间位置与锁紧箱体铰接，锁紧装置锁紧块工作时伸出至锁紧箱体外。

2.根据权利要求1所述的一种可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手，其特征在于：扭矩放大器包括设置在后机座内的扭矩放大器支架、安装在扭矩放大器支架上的扭矩放大器箱体、安装在扭矩放大器箱体内的拨叉导杆、安装在拨叉导杆上的拨叉、与拨叉固连的换挡推杆、设置在扭矩放大器箱体内中间位置两侧的扭矩放大器输入轴和扭矩放大器输出轴、安装在扭矩放大器输入轴上的输入轴低速齿轮和输入轴高速齿轮、安装在扭矩放大器输出轴上的输出齿轮、设置在扭矩放大器箱体内过渡轴、安装在过渡轴上的双联滑移齿轮和过渡齿轮，过渡齿轮与输出齿轮啮合，双联滑移齿轮中的大齿轮与输入轴低速齿轮啮合，双联滑移齿轮中的小齿轮与输入轴高速齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的一种可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手，其特征在于：还包括扭矩切换机构，在输入轴联轴器上安装有导块，导块上设置有凹槽，凹槽中安装有推板，推板的一面与换挡推杆连接、另一面与换挡液压杆连接，换挡液压缸安装在后机座端面的底板上，在推板上还安装有指示针且指示针嵌套在底板上。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手，其特征在于：所述导向座固定框架上还设置有导向座摆动液压缸控制阀和导向座旋转液压缸控制阀。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手，其特征在于：所述锁紧装置液压缸上设置有锁紧装置后油嘴、锁紧装置前油嘴，锁紧时：锁紧装置后油嘴进油，锁紧装置前油嘴出油，锁紧装置液压杆伸出，带动锁紧装置连杆、推动锁紧装置锁紧块伸出锁紧箱体外，与操作对象上的反旋转槽口对接完成锁紧；松开时：锁紧装置前油嘴进油，锁紧装置后油嘴出油，锁紧装置液压杆缩回，带动锁紧装置连杆、拉动锁紧装置锁紧块缩回锁紧箱体内，松开操作对象上的反旋转槽口。

6.根据权利要求4所述的一种可调整位姿的多功能ROV用扭矩扳手，其特征在于：所述锁紧装置液压缸上设置有锁紧装置后油嘴、锁紧装置前油嘴，锁紧时：锁紧装置后油嘴进油，锁紧装置前油嘴出油，锁紧装置液压杆伸出，带动锁紧装置连杆、推动锁紧装置锁紧块伸出锁紧箱体外，与操作对象上的反旋转槽口对接完成锁紧；松开时：锁紧装置前油嘴进油，锁紧装置后油嘴出油，锁紧装置液压杆缩回，带动锁紧装置连杆、拉动锁紧装置锁紧块缩回锁紧箱体内，松开操作对象上的反旋转槽口。

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