CN112894338B - 一种爆炸螺栓自动安装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爆炸螺栓自动安装设备，包括机架、设置在机架上的用于推动爆炸螺栓进入螺栓孔的螺栓植入机构、用于拧紧爆炸螺栓上的螺母的螺母拧紧机构以及用于驱动所述螺栓植入机构和螺母拧紧机构整体往复运动的螺栓植入驱动机构；所述螺栓植入机构包括推杆；所述螺母拧紧机构包括与螺母相匹配的套筒以及驱动套筒转动的螺母拧紧驱动机构；所述推杆设置于套筒内且两者同轴设置。本发明的爆炸螺栓自动安装设备可以将爆炸螺栓安装到对应的螺栓孔内，工作效率更高。

Description

一种爆炸螺栓自动安装设备

技术领域

本发明涉及一种建筑设备，具体涉及一种爆炸螺栓自动安装设备。

背景技术

目前在房屋、地铁隧道、涵洞、桥梁等建筑体成型以后，需要在建筑表面(如内外墙壁、内顶部等)上安装各种构件、管道、线缆、设备等附属设施，安装这些附属设施首先需要在建筑表面上植入爆炸螺栓，基于爆炸螺栓再固定各种支架，进而在支架上固定安装所述附属设施。例如，在地铁隧道、涵洞的施工过程中，需要通过植入爆炸螺丝以安装紧固件，用于接下来安装通讯电缆管道、电力管道和一些通风给排水设施等管道件。目前在建筑表面安装爆炸螺栓都是人工作业，先由人工用冲击钻打好螺栓孔，然后将爆炸螺栓推入螺栓孔中，最后拧紧爆炸螺栓上的螺母，使得爆炸螺栓的内端“爆炸”成倒锥形，使得爆炸螺栓牢牢固定在建筑上。人工安装爆炸螺栓，一方面，工作效率低，人力成本高，另一方面，由于施工位置通常在距离地面较高的位置，施工难度大，施工过程还伴随有一定的危险性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种爆炸螺栓自动安装设备，所述爆炸螺栓自动安装设备可以将爆炸螺栓安装到对应的螺栓孔内，工作效率更高。

本发明实现上述目的的技术方案是：

一种爆炸螺栓自动安装设备，包括机架、设置在机架上的用于推动爆炸螺栓进入螺栓孔的螺栓植入机构、用于拧紧爆炸螺栓上的螺母的螺母拧紧机构以及用于驱动所述螺栓植入机构和螺母拧紧机构整体往复运动的螺栓植入驱动机构；所述螺栓植入机构包括推杆；所述螺母拧紧机构包括与螺母相匹配的套筒以及驱动套筒转动的螺母拧紧驱动机构；所述推杆设置于套筒内且两者同轴设置。

优选的，所述螺栓植入驱动机构包括设置在机架上的支架以及用于驱动所述支架做直线往复运动的直线气缸，其中，所述螺栓植入机构和所述螺母拧紧机构均安装在所述支架上。

优选的，所述螺栓植入机构中还包括冲击机构，所述螺栓植入机构中还包括冲击机构，所述冲击机构与所述推杆连接并驱动推杆作往复运动并来回撞击爆炸螺栓，以此将爆炸螺栓顶入螺栓孔内；其中，所述套筒转动连接在所述支架上，该套筒为中空结构，该套筒上端设置有与所述螺母配合的锁紧口；所述套筒在与所述推杆对应的位置处设置有避让孔，所述避让孔沿着所述套筒的轴线延伸，且与所述锁紧口连通；所述冲击机构安装在支架上，且该冲击机构的驱动端与所述推杆连接。

优选的，所述螺栓植入机构还包括用于驱动所述冲击机构做直线运动的推杆位置调节机构，所述推杆位置调节机构用于调节所述推杆在所述套筒中的相对位置，在该相对位置状态下，所述爆炸螺栓中的螺母与所述套筒配合，且所述爆炸螺栓的螺杆端部位于所述推杆的作业行程内。

优选的，所述推杆位置调节机构包括滑动连接在所述支架上的调节座以及用于驱动所述调节座直线运动的推杆位置调节驱动机构，其中，所述推杆位置调节驱动机构安装在所述支架上。

优选的，所述螺母拧紧驱动机构包括旋转电机，所述旋转电机安装在支架上，该旋转电机的主轴与所述套筒之间通过传动机构连接，所述传动机构为齿轮传动机构，或者是带传动机构，或者是链传动机构。

优选的，所述螺栓植入驱动机构还包括直线滑动机构和行程检测机构，其中，所述直线滑动机构为单组或多组，每组直线滑动机构包括滑轨以及与所述滑轨配合的滑块；所述行程检测机构包括设置在机架上的检测传感器以及设置在支架上的检测片，其中，所述检测传感器用于检测支架的直线行程，该检测传感器至少为两个，两个检测传感器分别设置在所要限制的直线行程的初始位置和终止位置处。

优选的，所述直线气缸的伸缩杆与支架滑动连接，所述支架上设置有与所述直线气缸的伸缩杆配合的导向孔，所述伸缩杆上端位于所述导向孔的上方设置有限位块，所述限位块的直径大于所述导向孔的直径；该直线气缸的伸缩杆上设置有弹簧，所述弹簧上端作用在所述被驱动件上，下端作用在所述直线气缸的缸体上。

优选的，所述检测传感器为激光传感器，所述检测片单独设置，或者是支架的一部分。

优选的，所述机架为自动化安装设备的执行端的执行机架，或者是手持托架。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本发明的爆炸螺栓自动安装设备在工作时，所述爆炸螺栓下端的螺母与所述套筒配合，而所述爆炸螺栓的螺杆则在所述螺栓植入机构的作业行程内，通过螺栓植入机构中的推杆先推动爆炸螺栓进入螺栓孔中，接着通过螺母拧紧机构带动套筒转动，从而拧紧爆炸螺栓下端的螺母。整个动作一气呵成，从而极大地提高爆炸螺栓的安装效率。

2、本发明的爆炸螺栓自动安装设备可以应用在自动化安装设备中，实现对爆炸螺栓的自动化安装，这样可以减少甚至是不需要人工参与，不仅提高施工效率，降低施工成本，而且还可以减少或消除施工所带来的危险。

附图说明

图1和图2为应用本发明的爆炸螺栓自动安装设备的紧固件自动安装设备的两个不同视角的立体结构示意图。

图3和图4为本发明的爆炸螺栓自动安装设备的两个不同视角的立体结构示意图。

图5和图6为夹紧机构的两个不同视角的立体结构示意图。

图7为套筒和爆炸螺栓分离时的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

参见图1-图7，应用本发明的爆炸螺栓自动安装设备的紧固件自动安装设备包括机架1、设置在机架1上的用于驱动所述紧固件直线运动至待安装位置的紧固件升降模块以及用于将所述紧固件安装在螺栓孔上的本发明的爆炸螺栓自动安装设备2，其中，所述紧固件上安装有爆炸螺栓8，所述爆炸螺栓8套设在该紧固件上，该爆炸螺栓8的下端设置有螺母。

所述紧固件升降模块包括连接架3、设置在连接架3上的定位座4以及用于驱动所述定位座4做直线运动的的升降驱动机构7，其中，所述定位座4下方设置有用于夹紧位于定位座4上的紧固件中的爆炸螺栓8的夹紧机构5。

参见图1-图7，所述夹紧机构5安装在所述连接架3上，且位于所述定位座4的下方；该夹紧机构5包括第一夹持块5-3、第二夹持块5-4以及用于驱动所述第一夹持块5-3和第二夹持块5-4做相向运动或反向运动的夹持驱动机构，其中，所述第一夹持块5-3和第二夹持块5-4在与所述定位座4中的紧固件的爆炸螺栓8的对应位置处设置有夹持部，其中，所述夹持驱动机构包括第一夹持气缸5-1和第二夹持气缸5-2，其中，所述第一夹持气缸5-1安装在连接架3下侧，用于驱动所述第一夹持块5-3；所述第二夹持气缸5-1通过连接座5-5安装在连接架3下侧，用于驱动所述第二夹持块5-4。

通过设置上述夹紧机构5，在升降驱动机构7带动连接架3以及设置在连接架3上的定位座4和定位座4上的紧固件运动到待安装位置(例如螺栓孔)的过程中，所述第一夹持气缸5-1和第二夹持气缸5-2带动第一夹持块5-3和第二夹持块5-4做相向运动，从而实现对紧固件中的两根爆炸螺栓8进行夹紧，这样既可以保证爆炸螺栓8下端不发生晃动，使得套筒2-2的锁紧口6可以精确地与所述爆炸螺栓8下端的螺母配合；又可以确保位于紧固件上方的部分爆炸螺栓8可以顺利进入到螺栓孔内，进而顺利完成爆炸螺栓8的推进和螺母的锁紧工作。

参见图1-图7，所述升降驱动机构7包括直线气缸10、直线滑动机构以及行程检测机构11，其中，所述直线滑动机构为单组或多组，每组直线滑动机构包括滑轨以及与所述滑轨配合的滑块；所述行程检测机构11包括设置在机架1上的检测传感器以及设置在连接架3上的检测片，其中，所述机架1上的检测传感器为两组，其中一组用于检测连接架3的直线行程；其中，所述检测传感器至少为两个，两个检测传感器分别设置在所要限制的直线行程的初始位置和终止位置处。在本实施例中，所述检测传感器为三个；三个检测传感器位于直线行程的起点、中点和终点。

通过直线气缸10作为驱动物体直线运动的动力源，以驱动连接架3和支架2-1做直线运动，从而带动定位座4及定位座4上的紧固件直线运动，并结合直线滑动机构，实现对定位座4及定位座4上的紧固件的直线运动进行导向。另外，再结合行程检测机构11，对定位座4及定位座4上的紧固件的直线运动进行限制，防止其超程。在本实施例中，所采用的检测传感器为激光传感器，而所述检测片可以单独设置，或者是被检测模块或零件的一部分。

参见图1-图7，所述直线气缸10的伸缩杆与被驱动件(例如连接架3)滑动连接，所述被驱动件上设置有与所述直线气缸10的伸缩杆配合的导向孔，所述伸缩杆上端位于所述导向孔的上方设置有限位块12，所述限位块12的直径大于所述导向孔的直径；该直线气缸10的伸缩杆上设置有弹簧13，所述弹簧13上端作用在所述被驱动件上，下端作用在所述直线气缸10的缸体上；通过设置弹簧13，可以避免被驱动件与其他物体刚性碰撞，从而保护被驱动件不因为与其他物体刚性碰撞而损坏；因此，所述升降驱动机构7中的直线气缸10的伸缩杆中的弹簧13起到柔性缓冲的作用。

参见图1-图7，本发明的爆炸螺栓自动安装设备2包括设置在机架1上的支架2-1、设置在支架2-1上的用于推动爆炸螺栓8进入螺栓孔的螺栓植入机构、用于拧紧爆炸螺栓8上的螺母的螺母拧紧机构以及用于驱动所述螺栓植入机构和螺母拧紧机构整体往复运动的螺栓植入驱动机构，其中，所述螺栓植入机构包括推杆2-5，所述螺母拧紧机构包括与螺母相匹配的套筒2-2以及驱动套筒2-2转动的螺母拧紧驱动机构；所述推杆2-5设置于套筒2-2内且两者同轴设置，其中，

所述套筒2-2转动连接在所述支架2-1上，该套筒2-2为中空结构，该套筒2-2上端设置有与所述螺母配合的锁紧口6；

所述螺母拧紧驱动机构包括旋转电机2-3以及齿轮传动机构2-4；所述旋转电机2-3安装在支架2-1上，该齿轮传动机构2-4中的两个相互啮合的齿轮分别安装在所述旋转电机2-3的主轴以及套筒2-2上；

在本实施例中，所述螺母拧紧驱动机构还可以采用旋转电机2-3和带传动机构组合的方式。

参见图1-图7，作为一个优选方案：

所述螺栓植入机构还包括用于推动推杆2-5运动以实现将爆炸螺栓8打入螺栓孔内的冲击机构2-6，其中，所述推杆2-5设置在所述套筒2-2内，且与所述套筒2-2同轴设置，所述套筒2-2在与所述推杆2-5对应的位置处设置有避让孔，所述避让孔沿着所述套筒2-2的轴线延伸，且与所述锁紧口6连通；所述冲击机构2-6安装在调节座2-7上，且该冲击机构2-6的驱动端与所述推杆2-5连接。通过所述冲击机构2-6不断推动推杆2-5撞击爆炸螺栓8，从而将爆炸螺栓8打入到打孔模块开设的螺栓孔内，这样可以保证爆炸螺栓8完全进入到螺栓孔内，从而保证紧固件中的爆炸螺栓8可以牢固安装在建筑表面。

本实施例中的冲击机构2-6可以采用气缸驱动的方式，即气缸的伸缩杆与所述推杆2-5连接，通过气缸带动推杆2-5不断作往复运动，从而将爆炸螺栓8打入到螺栓孔内；或者采用气动的方式，即通过高压气体推动推杆2-5来回运动，以此不断撞击爆炸螺栓8，从而将爆炸螺栓8打入到螺栓孔内。

参见图1-图7，作为进一步的优选方案：

所述螺栓植入机构还包括用于驱动所述冲击机构2-6做直线运动的推杆位置调节机构，所述推杆位置调节机构用于调节所述推杆2-5在所述套筒2-2中的位置，以确保所述爆炸螺栓8中的螺母与所述套筒2-2配合，且该爆炸螺栓8的螺杆位于所述推杆2-5的作业行程内，该推杆位置调节机构包括通过滑动连接在所述支架2-1上的调节座2-7以及用于驱动所述调节座2-7直线运动的推杆位置调节驱动机构2-8，其中，所述推杆位置调节驱动机构2-8安装在所述支架2-1上，该推杆位置调节驱动机构2-8由气缸组成，或由竖向电机和丝杆传动机构组成。

本发明通过设置推杆位置调节机构，当紧固件中的爆炸螺栓8的尺寸改变时，通过推杆位置调节机构带动推杆2-5做直线运动，从而自适应地调整螺栓植入机构中推杆2-5与爆炸螺栓8之间的间距，既保证套筒2-2中的锁紧口6与所述爆炸螺栓8下端的螺母配合，又可保证所述冲击机构2-6可以带动推杆2-5将该紧固件中的爆炸螺栓8送进螺栓孔内；这样就可以扩大本发明的施工设备的适用范围，从而适用于对不同规格(即紧固件中的爆炸螺栓8的长度不同)的紧固件的安装。

另外，为了限制所述推杆2-5的运动行程，可以设置检测装置对推杆2-5的竖向位置进行检测，以此来控制推杆2-5的运动行程；所述检测装置的具体结构可以参考行程检测机构11。

参见图1-图7，所述螺栓植入驱动机构9包括直线气缸10、直线滑动机构以及行程检测机构11，其中，所述直线滑动机构为单组或多组，每组直线滑动机构包括滑轨以及与所述滑轨配合的滑块；所述行程检测机构11包括设置在机架1上的检测传感器以及设置在支架2-1上的检测片，其中，所述机架1上的另一组检测传感器用于检测支架2-1的直线行程；其中，所述检测传感器至少为两个，两个检测传感器分别设置在所要限制的直线行程的初始位置和终止位置处。在本实施例中，所述检测传感器为三个；三个检测传感器位于直线行程的起点、中点和终点。

通过直线气缸10作为驱动物体直线运动的动力源，以驱动支架2-1做直线运动，从而带动支架2-1及支架2-1上的螺栓植入机构和螺母拧紧机构做直线运动。并结合直线滑动机构，实现对支架2-1上的螺栓植入机构和螺母拧紧机构的直线运动进行导向。另外，再结合行程检测机构11，对支架2-1上的螺栓植入机构和螺母拧紧机构的直线运动进行限制，防止其超程。

在本实施例中，所采用的检测传感器为激光传感器，而所述检测片可以单独设置，或者是被检测模块或零件的一部分。

参见图1-图7，所述直线气缸10的伸缩杆与被驱动件(例如支架2-1)滑动连接，所述被驱动件上设置有与所述直线气缸10的伸缩杆配合的导向孔，所述伸缩杆上端位于所述导向孔的上方设置有限位块12，所述限位块12的直径大于所述导向孔的直径；该直线气缸10的伸缩杆上设置有弹簧13，所述弹簧13上端作用在所述被驱动件上，下端作用在所述直线气缸10的缸体上；通过设置弹簧13，可以避免被驱动件与其他物体刚性碰撞，从而保护被驱动件不因为与其他物体刚性碰撞而损坏；因此，所述螺栓植入驱动机构9中的直线气缸10的伸缩杆中的弹簧13起到柔性缓冲的作用。

参见图1-图7，所述紧固件自动安装设备的工作原理是：

施工时，以在顶面安装为例，紧固件输送模块将紧固件送至定位座4上后，所述夹紧机构5对位于定位座4中的紧固件上的爆炸螺栓8进行夹紧定位；随后，将所述紧固件自动安装设备移动到打孔模块开设的螺栓孔处，保证定位座4上的紧固件中的爆炸螺栓8正对着所述打孔模块开设的螺栓孔，且两者处于同一轴线上；随后，所述升降驱动机构7带动定位座4以及位于定位座4上的紧固件向上运动，在此过程中，由于所述爆炸螺栓8的下端被所述夹紧机构5夹紧，因此，在升降驱动机构7的驱动力的作用下，所述爆炸螺栓8的上端进入到建筑表面的螺栓孔内，当所述爆炸螺栓8进入到螺栓孔内时(具体进入到螺栓孔的位移视实际情况定)，所述螺栓植入驱动机构9带动螺栓植入机构和螺母拧紧机构向上运动，使得所述套筒2-2上的锁紧口6与所述爆炸螺栓8中的螺母配合，接着，所述夹紧机构5松开爆炸螺栓8；随后，所述冲击机构2-6驱动推杆2-5竖向做往复运动，不断冲击爆炸螺栓8，以此将爆炸螺栓8整个推进螺栓孔内；当将爆炸螺栓8打进螺栓孔内后，所述旋转电机2-3带动所述套筒2-2转动，从而转动螺母将紧固件锁紧在建筑内顶面上后，所述螺栓植入驱动机构9驱动螺栓植入机构和螺母拧紧机构复位，且同时所述冲击机构2-6推动所述推杆2-5复位；随后，所述升降驱动机构7驱动连接架3以及连接架3上的定位座4复位。最后，将所述紧固件自动安装设备移动至下一个位置进行下一个紧固件的自动化安装。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，所述机架1为手持托架，这样就可以使得所述螺栓自动安装设备类似于手持式电钻，使得本发明的螺栓自动安装设备可供操作人员手持使用，相对于传统的风炮而言，本发明的螺栓自动安装设备可以分别实现将爆炸螺栓8打入对应的安装位置处，且随后将所述爆炸螺栓8锁紧在该安装位置上，整个动作一气呵成，中途不需要更换设备，极大地提高了工作效率。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、块合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种爆炸螺栓自动安装设备，其特征在于，包括机架、设置在机架上的用于推动爆炸螺栓进入螺栓孔的螺栓植入机构、用于拧紧爆炸螺栓上的螺母的螺母拧紧机构以及用于驱动所述螺栓植入机构和螺母拧紧机构整体往复运动的螺栓植入驱动机构；所述螺栓植入机构包括推杆；所述螺母拧紧机构包括与螺母相匹配的套筒以及驱动套筒转动的螺母拧紧驱动机构；所述推杆设置于套筒内且两者同轴设置；

所述螺栓植入机构中还包括冲击机构，所述冲击机构与所述推杆连接并驱动推杆作往复运动并来回撞击爆炸螺栓；所述冲击机构安装在支架上，且该冲击机构的驱动端与所述推杆连接；所述套筒转动连接在支架上，该套筒为中空结构，该套筒上端设置有与所述螺母配合的锁紧口；所述套筒在与所述推杆对应的位置处设置有避让孔，所述避让孔沿着所述套筒的轴线延伸，且与所述锁紧口连通。

2.根据权利要求1所述的爆炸螺栓自动安装设备，其特征在于，所述螺栓植入驱动机构包括设置在机架上的所述支架以及用于驱动该支架做直线往复运动的直线气缸，其中，所述螺栓植入机构和所述螺母拧紧机构均安装在所述支架上。

3.根据权利要求2所述的爆炸螺栓自动安装设备，其特征在于，所述螺栓植入机构还包括用于驱动所述推杆做直线运动的推杆位置调节机构，所述推杆位置调节机构用于调节所述推杆在所述套筒中的相对位置，在该相对位置状态下，所述爆炸螺栓中的螺母与所述套筒配合，且所述爆炸螺栓的螺杆端部位于所述推杆的作业行程内。

4.根据权利要求3所述的爆炸螺栓自动安装设备，其特征在于，所述推杆位置调节机构包括滑动连接在所述支架上的调节座以及用于驱动所述调节座直线运动的推杆位置调节驱动机构，其中，所述推杆位置调节驱动机构安装在所述支架上。

5.根据权利要求2所述的爆炸螺栓自动安装设备，其特征在于，所述螺母拧紧驱动机构包括旋转电机，所述旋转电机安装在支架上，该旋转电机的主轴与所述套筒之间通过传动机构连接，所述传动机构为齿轮传动机构，或者是带传动机构，或者是链传动机构。

6.根据权利要求2所述的爆炸螺栓自动安装设备，其特征在于，所述螺栓植入驱动机构还包括直线滑动机构和行程检测机构，其中，所述直线滑动机构为单组或多组，每组直线滑动机构包括滑轨以及与所述滑轨配合的滑块；所述行程检测机构包括设置在机架上的检测传感器以及设置在支架上的检测片，其中，所述检测传感器用于检测支架的直线行程，该检测传感器至少为两个，两个检测传感器分别设置在所要限制的直线行程的初始位置和终止位置处。

7.根据权利要求6所述的爆炸螺栓自动安装设备，其特征在于，所述直线气缸的伸缩杆与支架滑动连接，所述支架上设置有与所述直线气缸的伸缩杆配合的导向孔，所述伸缩杆上端位于所述导向孔的上方设置有限位块，所述限位块的直径大于所述导向孔的直径；该直线气缸的伸缩杆上设置有弹簧，所述弹簧上端作用在被驱动件上，下端作用在所述直线气缸的缸体上。

8.根据权利要求7所述的爆炸螺栓自动安装设备，其特征在于，所述检测传感器为激光传感器，所述检测片单独设置，或者是支架的一部分。

9.根据权利要求1所述的爆炸螺栓自动安装设备，其特征在于，所述机架为自动化安装设备的执行端的执行机架，或者是手持托架。

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