CN113414578A - 一种多自由度拧紧装置 - Google Patents

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陈康
何亚峰
门艳忠
吴小锋
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Abstract

本发明公开了一种多自由度拧紧装置,包括基座、拧紧机构、角度调节机构和上钉机构;所述拧紧机构上下活动地设于基座上;所述角度调节机构与基座转动连接;所述上钉机构与角度调节机构固定连接;所述角度调节机构用于调节上钉机构的偏移角度;当所述拧紧机构向下运动时,拧紧机构的拧紧端穿过角度调节机构并伸入上钉机构中。本发明设置了角度调节机构,能够调节上钉机构的偏移角度,并且拧紧机构向下运动时,拧紧机构的拧紧端穿能够过角度调节机构并伸入上钉机构中,从而实现拧紧螺钉,无需像现有技术中需要移动整个拧紧轴的运动的从而提高了工作效率,而且还能调节上钉机构的偏移角度来实现针对一些偏僻位置的螺钉进行拧紧,适用性强。

Description

一种多自由度拧紧装置
技术领域
本发明涉及机械装配技术领域,尤其是涉及一种多自由度拧紧装置。
背景技术
拧紧轴普遍应用于自动化装配行业,从结构上来区分,主要分为吹钉式、吹加吸式和吸钉式。这三种结构的拧紧运动机构均为直线运动式,即终端运动机构只有一个直线运动的自由度,当完成一个螺钉的拧紧后,开始第二颗螺丝的拧紧,此时往往需要通过控制整个拧紧轴的运动,来实现下一颗螺丝的拧紧,工作效率较低。另外,当需要拧紧角度比较偏僻的螺丝时,拧紧轴常会与工件自身产生干涉,局限性较大,导致无法拧紧,最终只能采用人工拧紧的方式来完成。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的拧紧轴工作效率较低,局限性较大的问题而提出一种能够多自由度拧紧装置。
实现本发明目的的技术方案是:一种多自由度拧紧装置,包括基座、拧紧机构、角度调节机构和上钉机构;所述拧紧机构上下活动地设于基座上;所述角度调节机构与基座转动连接;所述上钉机构与角度调节机构固定连接;所述角度调节机构用于调节上钉机构的偏移角度;当所述拧紧机构向下运动时,拧紧机构的拧紧端穿过角度调节机构并伸入上钉机构中。
所述拧紧机构包括电批、柔性电批头、电批驱动装置和电批固定座;所述基座上沿竖直方向设有滑轨;所述滑轨上滑动连接有滑座;所述电批固定座与滑座固定连接;所述电批与电批固定座固定连接;所述电批驱动装置固定于基座上,并用于驱动滑座沿滑轨运动;所述柔性电批头与电批的输出端固定连接。
所述角度调节机构包括第一调节机构和第二调节机构;所述基座的底部固定安装有安装座;所述第一调节机构一端与安装座转动连接,另一端与第二调节机构的一端转动连接;所述第二调节机构的另一端与上钉机构固定连接;所述第一调节机构与第二调节机构协作调节上钉机构的偏移角度。
所述第一调节机构包括第一弯管角座和第一驱动装置;所述第一弯管角座的一端通过第一连接组件转动安装在安装座上,另一端与第二调节机构转动连接;所述第一驱动装置用于驱动第一弯管角座转动。
所述第二调节机构包括第二弯管角座和第二驱动装置;所述第二弯管角座的一端通过第二连接组件转动安装在第一弯管角座上,另一端与上钉机构固定连接;所述第二驱动装置用于驱动第二弯管角座转动。
所述上钉机构包括上钉座和设于上钉座端部并与上钉座连通的夹钉头;所述上钉座的侧壁上设有与上钉座内腔连通的上钉管。
所述第一驱动装置包括固定于安装座上的第一驱动电机;所述第一连接组件包括压紧环、第一轴承、第一限位环和第一连接环;所述安装座上设有安装孔;所述第一轴承设于安装孔内;所述压紧环设于安装孔内,并且压紧在第一轴承的外圈上;所述第一限位环与第一轴承的内圈固定连接;所述第一连接环伸入第一限位环中并与第一限位环固定连接;所述第一弯管角座与套设于第一连接环上,并与第一连接环固定连接;所述第一驱动电机的输出轴上固定有第一驱动齿轮;所述第一连接环上还固定有与第一驱动齿轮啮合的第一从动齿轮。
所述第二驱动装置包括第二驱动电机;所述第二连接组件包括第二限位环、第二轴承、第三限位环、固定环和第二连接环;所述第二轴承固定设于第二限位环内,并且第二轴承的外圈与第二限位环固定连接;所述第二限位环套设于第一弯管角座上并与第一弯管角座固定连接;所述固定环伸入第二限位环中并与第二轴承内圈固定连接;所述第三限位环固定于固定环上,并且抵紧在第二轴承的内圈上;所述第二连接环伸入固定环内并与固定环固定连接;所述第二弯管角座套设于第二连接环上并与第二连接环固定连接;所述第二驱动电机的输出轴上固定有第二驱动齿轮;所述第二连接环上固定有与第二驱动齿轮啮合的第二从动齿轮。
采用了上述技术方案,本发明具有以下的有益效果:(1)本发明设置了角度调节机构,能够调节上钉机构的偏移角度,并且拧紧机构向下运动时,拧紧机构的拧紧端穿能够过角度调节机构并伸入上钉机构中,从而实现拧紧螺钉,无需像现有技术中需要移动整个拧紧轴的运动的从而提高了工作效率,而且还能调节上钉机构的偏移角度来实现针对一些偏僻位置的螺钉进行拧紧,适用性强。
(2)本发明的电批头采用柔性电批头能够适应调节机构的角度发生偏移而继续可以保持转动的状态,从而保证了拧紧螺钉的稳定性。
(3)本发明设置了利用第一调节机构和第二调节机构协作调节上钉机构的偏移角度,调节范围更广,适应性更强。
(4)本发明的第一调节机构和第二调节机构均采用弯管角座配合驱动装置来实现角度调节,不仅结构较为简单,而且使用成本较低。
(5)本发明的设置了钉夹头,以便于将需要拧紧的钉子固定住,无需人工手动扶持,自动化程度更高。
(6)本发明的第一调节机构和第二调节机构均采用齿轮传动的方式实现角度调节,传动结构较为简单,使用成本更低。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的角度调节机构的结构示意图。
图3为本发明的爆炸图。
图4为本发明的剖视图。
附图中的标号为:
基座1、滑轨11、滑座12、安装块13、安装座14、拧紧机构2、电批21、柔性电批头22、电批驱动装置23、电批固定座24、角度调节机构3、第一调节机构31、第一弯管角座311、第一驱动电机312、第一驱动齿轮313、第一从动齿轮314、第二调节机构32、第二弯管角座321、第二驱动电机322、第二驱动齿轮323、第二从动齿轮324、上钉机构4、上钉座41、夹钉头42、上钉管43、第一连接组件5、压紧环51、第一轴承52、第一限位环53、第一连接环54、第二连接组件6、第二限位环61、第二轴承62、第三限位环63、固定环64、第二连接环65。
具体实施方式
(实施例1)
见图1至图4,本实施例的多自由度拧紧装置,包括基座1、拧紧机构2、角度调节机构3和上钉机构4;所述拧紧机构2上下活动地设于基座1上;所述角度调节机构3 与基座1转动连接;所述上钉机构4与角度调节机构3固定连接;所述角度调节机构3 用于调节上钉机构4的偏移角度;当所述拧紧机构2向下运动时,拧紧机构2的拧紧端穿过角度调节机构3并伸入上钉机构4中。
进一步的,所述拧紧机构2包括电批21、柔性电批头22、电批驱动装置23和电批固定座24;所述基座1上沿竖直方向设有滑轨11;所述滑轨11上滑动连接有滑座12;所述电批固定座24与滑座12固定连接;所述电批21与电批固定座24固定连接;所述电批驱动装置23通过安装块13固定于基座1上,位于滑轨11的上方,并用于驱动滑座12沿滑轨11运动。作为优选,电批驱动装置23优选采用气缸。所述柔性电批头22 与电批21的输出端固定连接,柔性电批头22采用360度无死角万向软轴。
进一步的,所述角度调节机构3包括第一调节机构31和第二调节机构32;所述基座1的底部通过螺钉固定安装有安装座14;所述第一调节机构31一端与安装座14转动连接,另一端与第二调节机构32的一端转动连接;所述第二调节机构32的另一端与上钉机构4固定连接;所述第一调节机构31与第二调节机构32协作调节上钉机构4的偏移角度。
进一步的,所述第一调节机构31包括第一弯管角座311和第一驱动装置;所述第一弯管角座311的一端通过第一连接组件5转动安装在安装座14上,另一端与第二调节机构32转动连接;所述第一驱动装置用于驱动第一弯管角座311转动。
进一步的,所述第二调节机构32包括第二弯管角座321和第二驱动装置;所述第二弯管角座321的一端通过第二连接组件6转动安装在第一弯管角座311上,另一端与上钉机构4固定连接;所述第二驱动装置用于驱动第二弯管角座321转动。
进一步的,所述上钉机构4包括上钉座41和设于上钉座41端部并与上钉座41连通的夹钉头42;所述上钉座41的侧壁上设有与上钉座41内腔连通的上钉管43。
进一步的,所述第一驱动装置包括固定于安装座14上的第一驱动电机312;所述第一连接组件5包括压紧环51、第一轴承52、第一限位环53和第一连接环54;所述安装座14上设有安装孔;所述第一轴承52设于安装孔内;所述压紧环51设于安装孔内,并且压紧在第一轴承52的外圈上;所述第一限位环53与第一轴承52的内圈固定连接;所述第一连接环54伸入第一限位环53中并与第一限位环53固定连接;所述第一弯管角座311与套设于第一连接环54上,并与第一连接环54固定连接;所述第一驱动电机 312的输出轴上固定有第一驱动齿轮313;所述第一连接环54上还固定有与第一驱动齿轮313啮合的第一从动齿轮314。
进一步的,所述第二驱动装置包括第二驱动电机322;所述第二连接组件6包括第二限位环61、第二轴承62、第三限位环63、固定环64和第二连接环65;所述第二轴承62固定设于第二限位环61内,并且第二轴承62的外圈与第二限位环61固定连接;所述第二限位环61套设于第一弯管角座311上并与第一弯管角座311固定连接;所述固定环64伸入第二限位环61中并与第二轴承62内圈固定连接;所述第三限位环63固定于固定环64上,并且抵紧在第二轴承62的内圈上;所述第二连接环65伸入固定环 64内并与固定环64固定连接;所述第二弯管角座321套设于第二连接环65上并与第二连接环65固定连接;所述第二驱动电机322的输出轴上固定有第二驱动齿轮323;所述第二连接环65上固定有与第二驱动齿轮323啮合的第二从动齿轮324。
假设第一弯管角座311的两个端面之间的夹角为A1,第二弯管角座321的两个端面之间的夹角为A2,则上钉机构4在锥角的空间范围内运动,最大锥角值为2(A1+A2)。
本实施例的工作过程:首先将第一颗螺钉从上钉管43投入,进入夹钉头42中,然后电批驱动装置23驱动电批21向下运动,同时电批21开始工作,使得柔性电批头22 一边旋转一边向下运动,当电批21头接触到第一颗螺钉时,拧紧工作正式开始,完成拧紧后,电批21停止工作,同时电批驱动装置23驱动电批21复位,使得柔性电批头 22复位,然后向上钉管43中投入第二颗螺钉,再由第一驱动装置和第二驱动装置分别驱动第一弯管角座311和第二弯管角座321旋转,来调节上钉座41的偏移角度,以满足拧紧需求,然后重复上述拧紧第一颗螺钉的动作,完成第二颗螺钉的拧紧。
本实施例的多自由度拧紧装置,通过调节第一弯管角座311和第二弯管角座321的转动角度来实现调节上钉机构4的偏移角度,从而使得上钉机构4能够在一定锥角空间范围运动,能够实现对同一位置附近的螺钉进行拧紧,适用性强,而且无需像现有技术中需要移动整个拧紧轴的运动的从而提高了工作效率。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多自由度拧紧装置,其特征在于:包括基座(1)、拧紧机构(2)、角度调节机构(3)和上钉机构(4);所述拧紧机构(2)上下活动地设于基座(1)上;所述角度调节机构(3)与基座(1)转动连接;所述上钉机构(4)与角度调节机构(3)固定连接;所述角度调节机构(3)用于调节上钉机构(4)的偏移角度;当所述拧紧机构(2)向下运动时,拧紧机构(2)的拧紧端穿过角度调节机构(3)并伸入上钉机构(4)中。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度拧紧装置,其特征在于:所述拧紧机构(2)包括电批(21)、柔性电批头(22)、电批驱动装置(23)和电批固定座(24);所述基座(1)上沿竖直方向设有滑轨(11);所述滑轨(11)上滑动连接有滑座(12);所述电批固定座(24)与滑座(12)固定连接;所述电批(21)与电批固定座(24)固定连接;所述电批驱动装置(23)固定于基座(1)上,并用于驱动滑座(12)沿滑轨(11)运动;所述柔性电批头(22)与电批(21)的输出端固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种多自由度拧紧装置,其特征在于:所述角度调节机构(3)包括第一调节机构(31)和第二调节机构(32);所述基座(1)的底部固定安装有安装座(14);所述第一调节机构(31)一端与安装座(14)转动连接,另一端与第二调节机构(32)的一端转动连接;所述第二调节机构(32)的另一端与上钉机构(4)固定连接;所述第一调节机构(31)与第二调节机构(32)协作调节上钉机构(4)的偏移角度。
4.根据权利要求3所述的一种多自由度拧紧装置,其特征在于:所述第一调节机构(31)包括第一弯管角座(311)和第一驱动装置;所述第一弯管角座(311)的一端通过第一连接组件(5)转动安装在安装座(14)上,另一端与第二调节机构(32)转动连接;所述第一驱动装置用于驱动第一弯管角座(311)转动。
5.根据权利要求4所述的一种多自由度拧紧装置,其特征在于:所述第二调节机构(32)包括第二弯管角座(321)和第二驱动装置;所述第二弯管角座(321)的一端通过第二连接组件(6)转动安装在第一弯管角座(311)上,另一端与上钉机构(4)固定连接;所述第二驱动装置用于驱动第二弯管角座(321)转动。
6.根据权利要求1所述的一种多自由度拧紧装置,其特征在于:所述上钉机构(4)包括上钉座(41)和设于上钉座(41)端部并与上钉座(41)连通的夹钉头(42);所述上钉座(41)的侧壁上设有与上钉座(41)内腔连通的上钉管(43)。
7.根据权利要求4所述的一种多自由度拧紧装置,其特征在于:所述第一驱动装置包括固定于安装座(14)上的第一驱动电机(312);所述第一连接组件(5)包括压紧环(51)、第一轴承(52)、第一限位环(53)和第一连接环(54);所述安装座(14)上设有安装孔;所述第一轴承(52)设于安装孔内;所述压紧环(51)设于安装孔内,并且压紧在第一轴承(52)的外圈上;所述第一限位环(53)与第一轴承(52)的内圈固定连接;所述第一连接环(54)伸入第一限位环(53)中并与第一限位环(53)固定连接;所述第一弯管角座(311)与套设于第一连接环(54)上,并与第一连接环(54)固定连接;所述第一驱动电机(312)的输出轴上固定有第一驱动齿轮(313);所述第一连接环(54)上还固定有与第一驱动齿轮(313)啮合的第一从动齿轮(314)。
8.根据权利要求7所述的一种多自由度拧紧装置,其特征在于:所述第二驱动装置包括第二驱动电机(322);所述第二连接组件(6)包括第二限位环(61)、第二轴承(62)、第三限位环(63)、固定环(64)和第二连接环(65);所述第二轴承(62)固定设于第二限位环(61)内,并且第二轴承(62)的外圈与第二限位环(61)固定连接;所述第二限位环(61)套设于第一弯管角座(311)上并与第一弯管角座(311)固定连接;所述固定环(64)伸入第二限位环(61)中并与第二轴承(62)内圈固定连接;所述第三限位环(63)固定于固定环(64)上,并且抵紧在第二轴承(62)的内圈上;所述第二连接环(65)伸入固定环(64)内并与固定环(64)固定连接;所述第二弯管角座(321)套设于第二连接环(65)上并与第二连接环(65)固定连接;所述第二驱动电机(322)的输出轴上固定有第二驱动齿轮(323);所述第二连接环(65)上固定有与第二驱动齿轮(323)啮合的第二从动齿轮(324)。
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