CN113770714A - 一种拧螺丝机构及自动拧螺丝设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拧螺丝机构及自动拧螺丝设备，涉及自动化装配技术领域。其包括驱动模组及与驱动模组相连接的切换模组；切换模组包括转动盘及设于转动盘上的多个批头组件，转动盘上开设有与批头组件相适配的通孔，批头组件贯穿设置于所述通孔内，批头组件的一端部可用于取放螺丝；驱动模组包括用于驱动所述转动盘转动的第一驱动件、用于驱动批头组件转动的第二驱动件以及用于驱动所述批头组件沿轴向移动的第三驱动件。该机构主要应用于自动拧螺丝设备，自动化程度高，批头组件沿轴向装配于转动盘上，通过第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件驱动批头组件进行高效装配，批头组件可携带不同型号的螺丝并进行连续装配，装配精度高同时工作效率高。

Description

一种拧螺丝机构及自动拧螺丝设备

技术领域

本发明涉及属于自动化装配设备技术领域，尤其涉及一种拧螺丝机构及自动拧螺丝设备。

背景技术

螺丝连接是装配中常见的一种连接方式，许多产品的装配多需要用到螺丝螺母连接，且一个产品用的螺丝螺母不止一组。随着自动化的普及，人工拧螺丝耗时长，效率低，工作强度大等，将会被自动螺丝机逐步取缔，而在大多自动化产线中，给产品上螺丝大多为一个机构只能上一种螺丝，反复多种螺丝会导致位置精度偏差，效率不高，从而导致了自动化产线成本增加，还容易损坏产品，难以适应大批量产品的生产需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的螺丝机存在着上述的问题，提供了一种结构设计合理紧凑，自动化程度高，可适用于装配不同型号任意数量的螺丝，拧螺丝时为弹性接触，螺丝装配精度高，可高效率拧螺丝的拧螺丝机构及自动拧螺丝设备。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种拧螺丝机构，包括驱动模组及与驱动模组相连接的切换模组；所述切换模组包括转动盘及设于转动盘上的多个批头组件，所述转动盘上开设有与所述批头组件相适配的通孔，所述批头组件贯穿设置于所述通孔内，所述批头组件的一端部可用于取放螺丝；所述驱动模组包括用于驱动所述转动盘转动的第一驱动件、用于驱动所述批头组件转动的第二驱动件以及用于驱动所述批头组件沿轴向移动的第三驱动件。

优选的，所述批头组件包括主轴，所述主轴的一端设有拧接缺口，所述第二驱动件连接有传动轴，所述传动轴的端部设有与所述拧接缺口相适配的拧接凸起。

优选的，所述拧接缺口为贯穿于所述主轴侧壁的十字形缺口或一字型缺口，所述拧接凸起的端部与拧接缺口的端部均设有倒圆角。

优选的，所述主轴通过轴套可活动连接于所述通孔内；所述主轴的上端设有挡套，所述主轴上位于挡套与所述轴套之间设有第一弹性件；所述主轴的下端设有用于拧紧螺丝的批头，且该端部还设有用于吸住螺丝的磁铁。

优选的，所述主轴的下端套接有两端开口的中空的套筒，所述套筒的一端与主轴沿轴向活动连接，所述磁铁固定于套筒的另一端的内壁，所述磁铁为环形磁铁。

优选的，所述套筒与主轴之间通过销轴连接，所述主轴的侧壁沿轴向延伸有与所述销轴相适配的腰形孔；所述套筒的内部沿轴向还设有与所述主轴相抵接的第二弹性件。

优选的，所述第一驱动件连接有第一驱动齿轮，所述转动盘包括与所述第一驱动齿轮相适配的第二驱动齿轮，多个所述批头组件垂直设置于所述第二驱动齿轮上并沿圆周方向分布。

优选的，还包括固定板，所述固定板上开设有容置孔，所述转动盘还包括固定于第二驱动齿轮一侧且限位于容置孔内可相对固定板转动的固定盘，所述主轴上位于轴套的下端设有缓冲环；所述固定板的一侧通过第四驱动件连接有压块，所述第四驱动件可用于驱动压块上下移动；所述固定板的下端还固定有用于检测批头组件的一端部是否有螺丝的检测仪。

一种自动拧螺丝设备，包括上述的拧螺丝机构，还包括位于拧螺丝机构下端的运输机构及位于运输机构一侧的供料机构；所述供料机构包括推料机及位于推料机一侧的储料轮盘，所述储料轮盘上设若干与所述批头组件相对应的储料槽。

优选的，还包括位于运输机构一侧的卸料机构，所述卸料机构包括多个与所述批头组件相对应的夹取组件及位于夹取组件下端的物料盒。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：该拧螺丝机构结构设计合理紧凑，主要应用于自动拧螺丝设备，自动化程度高，批头组件沿轴向装配于转动盘上，通过第一驱动件驱动转动盘转动，第三驱动件驱动批头组件沿轴向移动的，第二驱动件驱动批头组件转动从而对产品进行高效装配螺丝，多个批头组件可携带不同型号的螺丝并进行连续装配，装配精度高同时工作效率高。

该自动拧螺丝设备包括拧螺丝机构，还包括供料机构、卸料机构，通过工料机构对拧螺丝机构上的批头组件提供物料，通过拧螺丝机构对产品进行螺丝装配后，由卸料机构取下滑丝或不符合标准的螺丝，该设备自动化程度高，可用于任何产品的螺丝装配工作，尤其是针对螺丝数量、类型多的产品，可提高其螺丝装配效率。

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示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例中拧螺丝机构与机械臂连接的结构图；

图2是本发明实施例中拧螺丝机构的结构图；

图3是本发明实施例中拧螺丝机构的分解图；

图4是本发明实施例中拧螺丝机构的另一结构图；

图5是本发明实施例中拧螺丝机构的局部结构图；

图6是图5中另一视角的结构图；

图7是图6中A部位的放大图；

图8是图6中的局部结构图；

图9是图3中的局部结构图；

图10是本发明实施例中拧螺丝机构的批头组件的结构图；

图11是本发明实施例中拧螺丝机构的批头组件的剖面图；

图12是本发明实施例中拧螺丝机构的套筒的剖面图；

图13是本发明实施例中拧螺丝机构的批头的结构图；

图14是本发明实施例中拧螺丝机构的批头组件的分解图；

图15是本发明实施例中自动拧螺丝设备的结构图；

图16是图14中另一视角的结构图；

图17是本发明实施例中自动拧螺丝设备的运输机构的结构图；

图18是本发明实施例中自动拧螺丝设备的供料机构的结构图；

图19是本发明实施例中自动拧螺丝设备的卸料机构的结构图；

图20是本发明实施例中自动拧螺丝设备的卸料机构的分解图；

图21是本发明实施例中自动拧螺丝设备的夹取组件的分解图；

图中：100为拧螺丝机构，110为固定板，1101为容置孔，111为固定支架，112为位移板，1121为滑轨，113为固定盘，1131为通孔，114为第二驱动齿轮，120为第一驱动件，121为第一驱动齿轮，140为第一检测仪，141为高度传感器，150为批头组件，151为主轴，1511为抵接凸缘，1512为腰形孔，1513为拧接缺口，152为第一弹性件，1521为第一挡套，1522为第一销轴，153为轴套，1531为限位垫，1532为橡胶圈，154为拧接头，1541为拧接本体，1542为限位凸缘，1543为拧接部，155为套筒，1551为第二挡套，1552为第二销轴，1553为第一腔室，1554为第二腔室，1555为环状凸缘，156为第二弹性件，157为磁铁，158为螺丝，160为第四驱动件，161为压块，170为第三驱动件，171为第二连接架，1711为第一连接块，172为第三传动轴，173为第三弹性件，180为第二驱动件，181为第二传动轴，1811为拧接凸起，182为第一连接架，200为供料机构，210为推料机，211为输料管道，220为储料轮盘，221为储料槽，230为第六驱动件，300为卸料机构，310为夹取组件，3101为支撑架，3102为插接孔，3103为第五驱动件，3104为第一气管接头，3105为推杆，311为第一转夹，3111为夹持部，3112为推动部，3113为夹持板，320为物料盒，321为手柄，330为汇流板，331为第二气管接头，332为第三气管接头，340为支撑框，341为加强筋，350为支撑板，351为插接条，352为漏孔，360为外罩，400为运输机构，410为承载板，420为产品，430为辊轴，440为下压组件，450为第二检测仪，460为第一视觉检测器，500为扭矩校准仪，510为第二视觉检测器，520为补光灯，600为机械臂，610为基座。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：参考图1-图21，本实施例主要针对现有的拧螺丝设备携带螺丝158数量或类型较为局限，需要人工参与，拧接机构上的螺丝158容易倾斜，导致拧螺丝效率低、精度差等问题，提供了一种拧螺丝机构100，参考图1-图13所示，图1为该机构与机械臂600进行组装使用，通过预设编程控制机械臂600运动，从而控制该拧螺丝机构100完成取料、装配、卸料等一系列操作。如图2所示，其包括驱动模组及与驱动模组相连接的切换模组；切换模组包括转动盘及设于转动盘上的多个批头组件150，转动盘上开设有与批头组件150相适配的通孔1131，批头组件150贯穿设置于通孔1131内，批头组件150的一端部可用于取放螺丝158；驱动模组包括用于驱动转动盘转动的第一驱动件120、用于驱动批头组件150转动的第二驱动件180以及用于驱动批头组件150沿轴向移动的第三驱动件170，通过第一驱动件120驱动转动盘转动，使得不同的批头组件150依次与第二驱动件180相对应，并控制多个批头组件150依次进行拧螺丝操作。

在本实施例中，该拧螺丝机构100还包括固定板110，固定板110的一端开设有贯穿的容置孔1101，转动盘位于容置孔1101内，本实施例中容置孔1101为圆孔，转动盘为圆盘形，转动盘限位于容置孔1101内并可相对容置孔1101同轴转动；

固定板110上位于容置孔1101的一侧沿竖直方向设有第一驱动件120，第一驱动件120为伺服电机，第一驱动件120通过第一传动轴连接有第一驱动齿轮121；转动盘包括与第一驱动齿轮121相适配的第二驱动齿轮114，第一驱动齿轮121与第二驱动齿轮114相配合，在本实施例中，第一驱动齿轮121的外径小于第二驱动齿轮114的外径，第一驱动件120通过第一驱动齿轮121带动第二驱动齿轮114转动时，以便于第二驱动齿轮114件减速转动；多个批头组件150垂直设置于第二驱动齿轮114上并沿圆周方向分布。

转动盘还包括固定于第二驱动齿轮114一侧面且限位于容置孔1101内可相对固定板110转动的固定盘113，固定盘113沿轴向限位于容置孔1101内，固定盘113可用于增加第二驱动齿轮114的厚度，通过第一驱动齿轮121驱动第二驱动齿轮114同时带动固定盘113转动，使位于转动盘上的批头模组能够进行稳定转动切换或进行拧螺丝操作。

固定板110上位于容置孔1101的一侧沿竖直方向设有固定支架111，在本实施例中第一驱动件120安装于固定支架111内部，固定支架111上靠近容置孔1101的一侧沿竖直方向通过螺栓固定有位移板112，位移板112的一侧设有滑轨1121，第二驱动件180通过第一连接架182连接于滑轨1121上，第一连接架182上设有与滑轨1121相适配的滑槽，第二驱动件180可沿着滑轨1121上下直线移动，在本实施例中，第二驱动件180为伺服电机，第二驱动件180的一端连接有第二传动轴181，第二驱动件180可通过第二传动轴181驱动批头组件150转动。具体的，固定支架111的一侧固定有第三驱动件170，第三驱动件170为气缸，第三驱动件170的一端连接有第三传动轴172，第三传动轴172通过第二连接架171于第一连接架182的一侧，第二驱动件180通过第三传动轴172带动第一连接架182沿着滑轨1121上下移动，从而带动第二驱动件180上下移动，在一具体的实施例中，参考图5、图6、图8所示，第三驱动件170朝上设置，第二连接架171的一端与第一连接架182的一侧通过螺栓连接，另一侧通过第一连接块1711连接于第三传动轴172上，第一连接块1711上开设有连接孔，第一连接块1711与连接孔之间通过限位套连接，通过限位套保证第一连接块1711在第三传动轴172上稳定滑动，在本实施例中，第三传动轴172上套设有第三弹性件173，第三弹性件173为压缩弹簧，且位于限位套与第三传动轴172远离第三驱动件170的一端之间。

在使用时，第三驱动件170驱动第三传动轴172向下移动，第二驱动件180与第一连接架182固定连接，第一连接架182与第二连接架171固定连接、第二连接架171与第一连接块1711固定连接，第一连接块1711与限位套固定连接，限位套抵接于第三驱动件170的一端并可沿着第三传动轴172直线移动，因此，第二驱动件180在重力的作用下沿着滑轨1121跟随第三驱动件170向下移动，第二驱动件180向下移动过程中，第二传动轴181的端部会与批头组件150的一端相配合，并下压批头组件150使其另一端的螺丝158抵接在产品420上，此时，第三驱动件170持续驱动第三传动轴172向下移动，而第二驱动件180稳定不动，第三传动轴172持续向下移动时第三弹性件173进行压缩，当螺丝158抵接在产品420上时，第二驱动件180驱动第二传动轴181转动，使螺丝158装配进螺孔内，由于螺丝158向下移动，此时第二驱动件180也会跟随批头组件150向下轻微移动，使螺丝158完全拧进产品420中；第三驱动件170驱动第三传动轴172向上移动，并带动第二驱动件180向上移动，由于第三驱动件170为驱动气缸，第三传动轴172向上移动速度较快，因此第三传动轴172上移至最大行程后，在惯性的作用下，第二驱动件180带动限位套持续向上移动，限位套再次压缩第三弹性件173从而使限位套减速至静止，通过第三弹性件173的缓冲作用，避免第一连接块1711与第三传动轴172的端部过度撞击；第一驱动件120通过第一驱动齿轮121带动第二驱动齿轮转动，使转动盘转动一定的角度，转动下一个批头组件150至第二传动轴181的下端，从而进行新一轮螺丝装配。

在一具体的实施例中，第一连接架182上固定连接有高度传感器141，高度传感器141位于批头组件150的一侧，第二驱动件180通过第二传动轴181带动批头组件150下压的过程中，高度传感器141可用于检测批头组件150的高度，当批头组件150下压至一定的高度后，即批头组件150端部的螺丝158与产品420表面接触后，高度传感器141发出信号，第二驱动件180带动第二传动轴181转动，同时带动批头组件150和螺丝158转动，使螺丝158往下拧；当批头组件150继续下压到达一定的位置之后，即螺丝158完全装配进产品420后，高度传感器141发出信号，第二驱动件180停止转动，第三驱动件170带动第二驱动件180向上运动。

在一具体的实施例中，为保证第二传动轴181转动稳定，第一连接架182的下端连接有第二连接块，第二连接块上也开设有连接孔，第二连接块与连接孔之间通过轴承配合连接；高度传感器141连接于第二连接块的下端。

具体的，批头组件150包括圆柱形杆状的主轴151，主轴151的上端设有拧接缺口1513，第二传动轴181的端部设有与拧接缺口1513相适配的拧接凸起1811。在本实施例中，拧接缺口1513为贯穿于主轴151一端部的侧壁的十字形缺口或一字型缺口，拧接凸起1811为设置于第二传动轴181一端部的十字形凸起或一字型凸起，如图7和图10所示，拧接缺口1513与拧接凸起1811的端部均设有倒圆角。通过倒圆角设计，第二传动轴181下压的过程中，可以保证在一定的误差范围内，第二传动轴181与批头组件150的端部顺利地配合，提高装配的准确率。在一具体的实施例中，第二传动轴181的端部可拆卸地固定连接有拧接杆，拧接凸起1811设置于拧接杆的端部，通过更换拧接杆以便于更换不同的拧接凸起1811。

具体的，参考图9-13，主轴151通过轴套153可活动连接于转动盘上的通孔1131内；主轴151的上端设有第一挡套1521，主轴151上位于第一挡套1521与轴套153之间设有第一弹性件152；主轴151的下端设有用于拧紧螺丝158的拧接头154，且该端部还设有用于吸住螺丝158的磁铁157。在本实施例中，通孔1131的数量为若干，进一步的通孔1131的数量选择为12个，批头组件150的数量与通孔1131的数量相对应，并一一穿插于通孔1131内，批头组件150包括主轴151，主轴151通过轴套153装配于通孔1131内，进一步的，轴套153可卡固于通孔1131内，主轴151可相对套筒155上下直线运动，主轴151在向下运动的过程中，轴套153可以保证批头组件150径向晃动量达到最少，保证螺丝158的对准的精度。主轴151的上端设有第一挡套1521，第一挡套1521通过第一销轴1522与主轴151的端部装配；第一挡套1521与轴套153之间设有第一弹性件152，第一弹性件152为压缩弹簧且套接于主轴151上，当主轴151相对轴套153向下移动的过程中，第一弹性件152压缩蓄能，同时具有缓冲作用，避免在第二驱动件180带动整个批头组件150向下移动过程中冲击产品420，而造成产品420损坏，第一弹性件152可用于批头组件150的减速。当第二传动轴181向上移动时，第一弹性件152伸张复位，并带动主轴151向上移动，使主轴151保持复位状态。

进一步的，主轴151上位于轴套153下端的外壁沿圆周方向一体设有抵接凸缘1511，主轴151复位时，即主轴151向上移动到最大行程时，轴套153的下端抵接在抵接凸缘1511的上端；在本实施例中，主轴151上且位于轴套153的下端套设有缓冲环，主轴151复位时，缓冲环位于轴套153与抵接凸缘1511之间，避免主轴151受到过高的冲击，影响整个批头组件150的精度；在本实施例中，缓冲环紧密套接于主轴151上，缓冲环包括限位垫1531及位于两层限位垫1531之间的橡胶圈1532，主轴151向上复位到一定的位置之后，限位垫1531限制住主轴151继续向上移动，橡胶圈1532起到了一个缓冲的作用，避免主轴151受到过高的冲击，影响主轴151的精度。

在本实施例中，参考图11、12、13所示，主轴151的下端设有适配槽，适配槽内可拆卸连接有拧接头154，拧接头154包括拧接本体1541及位于拧接本体1541一端的限位凸缘1542，限位凸缘1542一体连接于拧接本体1541一端的侧壁，适配槽的形状与拧接本体1541端部的形状相适配，以便于拧接本体1541的端部卡固于适配槽内，通过限位凸缘1542避免拧接头154相对主轴151转动，拧接本体1541的另一端设有十字形的拧接部1543，在使用时，拧接头154的一端可拆卸固定于主轴151的下端，拧接头154另一端与螺钉顶部的槽口相适配，主轴151通过拧接头154带动螺钉转动，由于拧接头154与主轴151之间为可拆卸连接，因此可以更换不同的拧接头154使其适配于不同的螺钉。

具体的，主轴151的下端套接有两端开口的中空的套筒155，套筒155的一端与主轴151沿轴向活动连接，磁铁157固定于套筒155的另一端的内壁，磁铁157为环形磁铁157。在本实施例中，套筒155通过第二挡套1551与主轴151的下端相连接，第二挡套1551与套筒155和主轴151之间通过第二销轴1552相连接，主轴151的下端设有贯穿的与第二销轴1552相适配的腰形孔1512，腰形孔1512沿轴向延伸，因此套筒155可通过第二销轴1552相对主轴151轴向移动，拧接头154位于套筒155的内部并延伸至套筒155的另一端。套筒155的另一端的内壁设有环形磁铁157，磁铁157的外壁紧贴于套筒155端部的内壁，通过磁铁157可用于吸住螺丝158并拧接于产品420上。

在本实施例中，套筒155的示意图如图12所示，套筒155的内壁沿径向延伸有环状凸缘1555，环状凸缘1555用于将套筒155的内部划分为第一腔室1553和第二腔室1554，拧接头154沿着第一腔室1553进入第二腔室1554并穿过磁铁157，环状凸缘1555的内径等于拧接头154的外径，通过环状凸缘1555对拧接头154进行限位，保证其沿轴向直线移动；磁铁157的外径等于第二腔室1554的内径，磁铁157的深度大于第二腔室1554的深度，当磁铁157同轴配合于第二腔室1554的内部时，磁铁157的下端与套筒155的下端距离为1-5mm，优选为2mm，以便于取螺丝158时，螺丝158的一端精准地位于第二腔室1554内部并与磁铁157相吸，由于螺丝158与磁铁157为面接触，同时螺丝158限位于第二腔室1554内部，因此螺丝158与主轴151同轴心，以便于螺丝158与产品420的精准安装。

在本实施例中，套筒155的内部沿轴向还设有与主轴151相抵接的第二弹性件156，第二弹性件156为压缩弹簧，进一步的，第二弹性件156套接于拧接头154上，且位于第一腔室1553内部，第二弹性件156的一端抵接于主轴151的下端，第二弹性件156的另一端抵接于环状凸缘1555的上端。

在使用时，第二销轴1552位于腰形孔1512的下端，此时第二弹性件156为复位状态，螺丝158位于套筒155的第二腔室1554内且吸合于磁铁157的一端，第二驱动件180通过第二传动轴181下压主轴151向下移动时，拧接头154下压螺丝158至产品420的螺孔上方，当第二驱动件180驱动第二传动轴181带动拧接头154转动时，套筒155的下端抵接在产品420的表面，螺丝158随着拧接头154向下移动的过程中，第二销轴1552从腰形孔1512的下端向上端移动，第一弹性件152与第二弹性件156均逐步压缩，拧接头154从套筒155的端部露出，并将螺丝158拧入产品420的螺孔中，随后第二驱动件180与第二传动轴181向上移动，第一弹性件152复位并推动主轴151向上移动，第二弹性件156复位使套筒155相对主轴151向下移动，使第二销轴1552位于腰形孔1512的下端以及拧接头154隐藏入套筒155的内部。

具体的，参考图2、3、4所示，固定板110的一侧通过第四驱动件160连接有压块161，第四驱动件160可用于驱动压块161上下移动；在本实施例中，第四驱动件160固定连接与固定板110的一侧，压块161为非刚性材质，例如可以为橡胶或硅胶材质，当产品420运输至批头组件150的下端时，第四驱动件160驱动压块161抵接在产品420的上端，避免在螺丝158装配的过程中产品420晃动。

具体的，固定板110的下端还固定有用于检测批头组件150的一端部是否有螺丝158的第一检测仪140。在本实施例中，固定板110的下端通过螺栓固定有第一检测仪140，第一检测仪140为可以为红外传感器，由于螺丝158的一端位于套筒155内，螺丝158的另一端延伸出套筒155，第一检测仪140位于套筒155的下端，且与螺丝158的下端为同一水平位置，该第一检测仪140可于检测批头组件150的下端是否有螺丝158，因为在螺丝158装配的过程中，螺丝158尺寸不符合要求或螺丝158滑丝被磁铁157吸出，若第一检测仪140检测该批头组件150的进行螺丝158装配后，仍被吸附在磁铁157上，则检测为非正常装配，便发送信号至控制系统，控制下一组批头组件150对产品420的该螺孔进行再次装配，若第一检测仪140检测该批头组件150的进行螺丝158装配后，螺丝158拧进螺孔，则检测为正常装配，便控制下一组批头组件150对产品420的下一个螺孔进行装配。

该拧螺丝机构100在使用时，第一驱动件120驱动转动盘转动，使第一组批头组件150转动至第二传动轴181的正下方；第三驱动件170驱动第二驱动件180沿着滑轨1121向下移动，使第二传动轴181的端部与主轴151的上端相适配，并通过主轴151带动拧接头154和螺丝158向下移动，直到螺丝158抵接在螺孔的上端，此时第二驱动件180保持静止，第三驱动杆持续向下移动，第三弹性件173压缩蓄能；此时高度传感器141检测主轴151位置后发出信号，第二驱动件180带动主轴151转动，同时主轴151通过拧接头154驱动螺丝158转动拧进产品420的螺孔内，在螺丝158拧动的过程中，套筒155抵接与产品420的表面，主轴151随着螺丝158向下移动，第二弹性件156压缩蓄能，螺丝158完全拧紧产品420的螺孔内部，此时高度传感器141检测再次检测主轴151位置后发出信号，第二驱动件180停止驱动，第三驱动件170驱动第二驱动件180沿着滑轨1121向上移动，第三弹性件173复位后再次压缩缓冲；主轴151在第二弹性件156的作用下向上移动，并复位至初始位置，第一检测仪140检测批头组件150的下端是否有螺丝158，若有，则第一驱动件120再次驱动转动盘转动，使第二组批头组件150转动至第二传动轴181的正下方，对该螺孔进行重复拧螺丝操作，防止漏拧；若无，则第一驱动件120再次驱动转动盘转动，使第二组批头组件150转动至第二传动轴181的正下方，对下一个螺孔进行重复拧螺丝操作。该拧螺丝机构100结构设计合理紧凑，主要应用于自动拧螺丝设备，自动化程度高，批头组件150沿轴向装配于转动盘上，通过第一驱动件120驱动转动盘转动，第三驱动件170驱动批头组件150沿轴向移动的，第二驱动件180驱动批头组件150转动从而对产品420进行高效装配螺丝158，多个批头组件150可携带不同型号的螺丝158并进行连续装配，装配精度高同时工作效率高。

本发明还提供了一种自动拧螺丝设备，参考图15-图21，该设备包括上述的拧螺丝机构100，该拧螺丝机构100连接有机械臂600并通过机械臂600带动其运动，在本实施例中，机械臂600固定于基座610上并与控制系统连接，机械臂600为四轴联动结构；该设备位于拧螺丝机构100下端的运输机构400及位于运输机构400一侧的供料机构200，运输机构400的一侧还设有卸料机构300，机械臂600带动拧螺丝机构100从供料机构200取螺丝158，并拧接于位于运输机构400上端的产品420上，卸料机构300用于拆卸位于拧螺丝机构100上不符合标准或滑丝的螺丝158，自动化程度高，装配效率高。在本实施例中，供料机构200、拧螺丝机构100、运输机构400、卸料机构300均与控制系统连接。

具体的，运输机构400参考图15、16、17，运输机构400包括由若干依次平行排列的辊轴430形成的工作台；在本实施例中，辊轴430包括主动轴和从动轴，辊轴430的上端设有具有防滑功能的承载板410，产品420放置于承载板410的上端。工作台的侧边设有下压组件440，在本实施例中下压组件440通过气缸驱动，下压组件440可用于下压承载板410，使承载板410位于辊轴430上保持静止状态，在本实施例中，下压组件440的数量为两个或两个以上，并可分别压住承载板410的两侧。

具体的，拧螺丝机构100的下方为工作区域，工作台的上方且位于工作区域的两侧均悬置有第二检测仪450，在本实施例中，第二检测仪450可以为红外传感器。

具体的，拧螺丝机构100的上方悬置有第一视觉检测器460，在本实施例中，第一视觉检测器460为摄像头，通过第一视觉检测器460可初步视觉定位产品420上螺孔的位置，并将信息传输至控制系统，通过控制系统控制机械臂600驱动拧螺丝机构100移动至产品420上需要装配螺丝158的位置；在进一步的实施例中，拧螺丝机构100上还设有第二视觉检测器510，第二视觉检测器510用于精细定位，确保螺孔位于第二驱动轴的正下方；在本实施例中，第二视觉检测器510固定于固定支架111的一侧，第二视觉检测器510的下端还设有补光灯520，本实施例中，补光灯520为环形结构固定于固定板110的一侧，第二视觉检测器510位于补光灯520的正上方，且可穿过补光灯520的中间位置拍摄产品420上端的螺孔。

该自动拧螺丝设备还包括主体框架，第二检测仪450和第一视觉检测器460均固定于主体框架上。

在使用时，承载板410上端放置有产品420，通过主动轴驱动承载板410沿着工作台移动，直至第二检测仪450检测到承载板410或产品420运输至工作区域，并发出信号至控制系统，使其控制主动轴停止转动，同时驱动下压组件440使其压住承载板410，第一视觉检测器460检测产品420上需要装配螺丝158的位置，并传输至控制系统，控制系统控制机械臂600调节拧螺丝机构100的位置；再通过第二视觉检测器510进一步检测产品420上具体的螺孔的位置，并传输至控制系统，控制系统控制机械臂600调节拧螺丝机构100使第二传动轴181位于螺孔的正上方，此时第四驱动件160驱动压块161抵接在产品420的上端，避免在螺丝158装配的过程中产品420晃动；通过拧螺丝机构100将螺丝158拧入产品420内部后，由于较少的螺丝158不符合标准或滑丝，则会被批头组件150端部的磁铁157吸住，第二视觉检测器510再次检测该螺孔是否锁有螺丝158，若有，则对下一个螺孔装配螺丝158，若无，则对该螺孔再次装配螺丝158。

具体的，供料机构200参考图15、16、18，供料机构200包括推料机210及位于推料机210一侧的储料轮盘220；在本实施例中，推料机210为振动送料机，推料机210的输出端设有用于输出物料的输料管道211；储料轮盘220上设若干与批头组件150相对应的储料槽221，储料槽221与输料管道211相对应，在本实施例中，储料槽221的数量为若干，并环绕储料盘的圆周方向分布，储料轮盘220连接有用于驱动储料轮盘220转动的第六驱动件230，在本实施例中，第六驱动件230为伺服电机；由于在本实施例中，批头组件150的数量为12个，则储料槽221的数量也为12个，以便于批头组件150取螺丝158。供料机构200供料时，储料轮盘220的储料槽221仅能固定一颗螺丝158，储料轮盘220会保持旋转，确保每个储料槽221都固定螺丝158，全部储料槽221固定螺丝158后，推料机210将无法往储料槽221内推螺丝158，直到拧螺丝机构100取螺丝158后，空余储料槽221旋转至输料管道211的一端时，继续储存螺丝158。

在使用时，机械臂600带动拧螺丝机构100移动至储料轮盘220的正上方，且批头组件150的下端与储料槽221一一对应，机械臂600带动拧螺丝机构100整体向下移动，通过磁铁157将螺丝158的上端吸入套筒155内，并进行拧螺丝操作。

在一具体的实施例中，供料机构200的一侧设有扭矩校准仪500，拧螺丝机构100在取料之前，机械臂600带动拧螺丝机构100运动至扭矩校准仪500的上端，并对每一组批头组件150进行拧螺丝测试，从而校准扭矩，防止扭矩不当导致拧紧螺丝158时力太大，螺丝158滑牙受损，力太小拧不紧螺丝158等情况发生，校准完毕后机械臂600再带动拧螺丝机构100运动到储料轮盘上，通过磁铁157吸附储料轮盘上螺丝158，再移至工作区域进行工作。

在一具体的实施例中，供料机构200的数量为两个或两个以上，在本实施例中选择为三个，机械臂600控制拧螺丝机构100在取料时，有三个供料机同时提供三种不同大小或不同类型的螺丝。在本实施例中，每个储料槽221内均设有光纤检测装置，通过光纤检测装置检测储料槽221内是否有螺丝158，当需要多个供料机构200同时工作时，储料轮盘220可以设置只供三个或六个螺丝158到储料轮盘220上的储料槽221内，由于第六驱动件230为伺服电机，其可控制储料轮盘220旋转至合适角度，以便于拧螺丝机构100在不同的供料机构200上均可精准地取料，确保产品420不同的螺孔能够安装相对应所需的螺丝158。在本实施例中，若需要装配不同类型的螺丝158，则需要对不同螺丝158所对应的批头组件150均进行扭矩校准。进一步的，高度传感器141可根据不同的螺丝158进行判断主轴151的高度，从而判断螺丝158是否完全拧进螺孔。

具体的，卸料机构300参考19、20、21所示，该卸料装置包括支撑板350，在本实施例中支撑板350为圆盘形结构，支撑板350上沿圆周方向固定连接有两个或两个以上的夹取组件310，批头组件150与夹取组件310相对应；通过夹取组件310对批头组件150端部的螺丝158进行夹取，支撑板350上开设有漏孔352，支撑板350的下端设有用于收集物料的物料盒320，夹取组件310夹取的螺丝158经漏孔352掉落至物料盒320内，从而便于对螺丝158进行收集。在本实施例中，夹取组件310的数量为四个或四个以上，多个夹取组件310环绕支撑板350的圆周方向阵列分布；进一步的，夹取组件310的数量为六个；夹取组件310包括第五驱动件3103及铰接于支撑板350上的夹块，在本实施例中，第五驱动件3103为气缸，第五驱动件3103与夹块之间通过推杆3105连接，第五驱动件3103可用于驱动夹块张开或闭合，当批头组件150运动至夹取组件310的上端，第五驱动件3103驱动夹块张开并夹紧螺丝158，使其与批头组件150脱离后，第五驱动件3103驱动夹块张开，使其沿着漏孔352掉落至物料盒320中；通过在支撑板350上圆周方向布置夹取组件310，实现多方位的自动化夹取物料，减少了人工成本。

具体的，卸料机构与机械臂600均与控制系统连接；机械臂600上还设有与控制系统连接的物料检测器，在本实施例中，通过第一检测仪140可用于检测批头组件150的端部是否有螺丝158，并将检测信息反馈至控制系统，当批头组件150运动至夹取组件310的上端时，通过控制系统控制对应的夹取组件310，从而取下批头组件150端部的螺丝158，通过控制系统可实现夹取组件310对批头组件150进行一对一精准夹取，避免了批头组件150端部无螺丝158时夹取组件310重复无效夹取。

具体的，夹取组件310包括竖直设置于支撑板350上的中空的支撑架3101，在本实施例中，支撑板350上垂直固定有插接条351，支撑架3101的两侧设有与插接条351相适配的插接孔3102，支撑架3101与插接条351之间可拆卸固定装配。

具体的，夹块包括铰接于支撑架3101的上端且相对设置的第一转夹311和第二转夹，第五驱动件3103位于支撑架3101内部。在本实施例中，第五驱动件3103竖直固定于支撑架3101内部，支撑架3101上设有与第五驱动件3103连通的第一气管接头3104，以便于第五驱动件3103带动推杆3105正常工作。具体的，第一转夹311和第二转夹均包括呈预设角度一体连接的夹持部3111和推动部3112，且第一转夹311和第二转夹均为L形，夹持部3111和推动部3112的连接处与支撑架3101的上端通过第三销轴铰接，推动部3112远离夹持部3111的一端通过第四销轴与推杆3105铰接，由于第一转夹311和第二转夹相对设置，推杆3105上下移动时，带动第一转夹311和第二转夹以第一销轴1522为支点转动，从而使第一转夹311和第二转夹上的夹持部3111夹紧物料；在一具体的实施例中，为避免长期夹持物料对第一转夹311和第二转夹造成损坏，夹持部3111的侧壁可拆卸连接有夹持板3113，夹持板3113通过螺栓固定于夹持部3111的侧壁，通过夹持板3113对物料进行夹持，避免第一转夹311和第二转夹与物料直接接触，在本实施例中，夹持板3113为金属材质，当然夹持板3113还可以为塑胶或硅胶材质，以防止损坏物料。

具体的，漏孔352的数量为多个，且分别设于相邻支撑架3101之间，在本实施例中，漏孔352为扇形开孔，并环绕支撑板350的圆周方向设置，以便于物料掉落至物料盒320中；具体的，环绕所述支撑板350的边缘连接有外罩360，防止夹取组件310取下的物料散落出取料盒。

具体的，支撑板350的一侧连接有支撑框340，支撑框340的另一侧连接有中空的汇流板330，第五驱动件3103与汇流板330通过气管连接，汇流板330的侧壁设有多个与气管相适配的第二气管接头331。在本实施例中，支撑板350固定于支撑框340的上端，支撑板350与支撑框340的连接处设有加强筋341，支撑框340的另一侧连接有中空的汇流板330，汇流板330上设有若干相互连通的第二气管接头331，第一气管接头3104与第二气管接头331之间一一对应，并通过气管连接，汇流板330上还设有第三气管接头332，通过第三气管接头332外接气管控制多个第五驱动件3103同时工作，以便于同时取下多个批头组件150上的螺丝158。当然，在另外的实施例中，第一气管接头3104可直接外接气管，即不与汇流板330连接，多个第五驱动件3103分别独自工作，通过控制系统控制单个第五驱动件3103取下与之对应的批头组件150上的螺丝158。

进一步的，物料盒320的一侧设有手柄321，通过抽拉手柄321，使滑轮沿着滑槽滑动，以便于搬出物料盒320，减少人工操作难度。

该卸料机构300可实现多方位的自动化夹取物料，减少了人工成本，多个夹取组件310可同时或选择性的夹取物料，提升取料的效率以及准确性，避免了机械手上无物料时造成夹取动作重复。

在使用时，将螺丝158放入供料机构200内，打开供料机构200开关，供料机构200自动将螺丝158推送至储料轮盘220上，储料轮盘220通过储料槽221将推送的螺丝158固定并随第六驱动件230进行转动，每个储料槽221仅能固定一个螺丝158，当储料轮盘220上的储料槽221填满螺丝158，供料机构200也将无法继续向储料轮盘220上推料，直到机械臂600取走螺丝158后，空余储料槽221继续接收推料机210输送的螺丝158。

然后机械臂600带动拧螺丝机构100运动，拧螺丝机构100先运动至扭矩校准仪500处，校准扭矩，防止扭矩不当导致拧紧螺丝158时力太大，螺丝158滑牙受损，力太小拧不紧螺丝158等情况发生，校准完毕拧螺丝机构100运动到储料轮盘220上，通过批头组件150前端的磁铁157吸附储料盘上螺丝158，再移至运输机构400上工作区域的上端。

与此同时，产品420放置于承载板410上随辊轴430运输至工作区域，通过两个第二检测仪450感应产品420是否进到工作区域内，然后通过第一视觉检测器460拍摄产品420完成机械臂600驱动拧螺丝机构100的粗定位，初步确定产品420位置、螺丝158孔位置，粗定位完成后两个下压组件440下压，固定住承载板410两边，等待拧螺丝机构100压紧产品420并锁紧螺丝158。

产品420位置初步固定后，机械臂600驱动拧螺丝机构100移至产品420上方，第四驱动件160驱动压块161向下移动，并顶住产品420，确保产品420锁螺丝158时不会移动，然后第二视觉检测器510再对螺孔进行精定位拍照，确定螺丝158安装的精确位置，然后主轴151向下移动，使磁铁157上的螺丝158精确置于螺丝158孔上，第二驱动件180带动主轴151旋转，向下拧紧螺丝158，螺丝158固定后，第三驱动件170向上驱动，同时第一驱动件120带动转动盘旋转，替换没有螺丝158的批头组件150，机械臂600驱动拧螺丝机构100移至下一螺孔继续工作。

批头组件150锁螺丝158时，若出现螺丝158滑牙或者螺丝158质量不合格的情况，批头组件150端部的磁铁157会随压第三驱动件170上升时吸附住不合格螺丝158，随后第二视觉检测器510确认没有锁螺丝，此时转动盘旋转，换下一组批头组件150来拧紧产品420，直至第二视觉检测器510确认螺丝158锁紧，滑牙及不合格螺丝会随机械手模组一起返回卸料机构300，再被夹取组件310夹住流到不合格物料存放盒中，然后机械臂600驱动拧螺丝机构100移动至储料轮盘220上进行新一轮取料工作。

该自动拧螺丝设备包括拧螺丝机构100，还包括供料机构200、卸料机构300，通过供料机构对拧螺丝机构100上的批头组件150提供物料，通过拧螺丝机构100对产品420进行螺丝158装配后，由卸料机构300取下滑丝或不符合标准的螺丝158，能确保产品420的不同螺孔装配不同的螺丝158，装配精度高；同时该设备自动化程度高，可用于任何产品420的螺丝158装配工作，尤其是针对螺丝158数量、类型多的产品420，可提高其螺丝158装配效率。

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)

1.一种拧螺丝机构，其特征在于，包括驱动模组及与驱动模组相连接的切换模组；所述切换模组包括转动盘及设于转动盘上的多个批头组件，所述转动盘上开设有与所述批头组件相适配的通孔，所述批头组件贯穿设置于所述通孔内，所述批头组件的一端部可用于取放螺丝；所述驱动模组包括用于驱动所述转动盘转动的第一驱动件、用于驱动所述批头组件转动的第二驱动件以及用于驱动所述批头组件沿轴向移动的第三驱动件。

2.根据权利要求1所述的拧螺丝机构，其特征在于，所述批头组件包括主轴，所述主轴的一端设有拧接缺口，所述第二驱动件连接有传动轴，所述传动轴的端部设有与所述拧接缺口相适配的拧接凸起。

3.根据权利要求2所述的拧螺丝机构，其特征在于，所述拧接缺口为贯穿于所述主轴侧壁的十字形缺口或一字型缺口，所述拧接凸起的端部与拧接缺口的端部均设有倒圆角。

4.根据权利要求2所述的拧螺丝机构，其特征在于，所述主轴通过轴套可活动连接于所述通孔内；所述主轴的上端设有挡套，所述主轴上位于挡套与所述轴套之间设有第一弹性件；所述主轴的下端设有用于拧紧螺丝的批头，且该端部还设有用于吸住螺丝的磁铁。

5.根据权利要求4所述的拧螺丝机构，其特征在于，所述主轴的下端套接有两端开口的中空的套筒，所述套筒的一端与主轴沿轴向活动连接，所述磁铁固定于套筒的另一端的内壁，所述磁铁为环形磁铁。

6.根据权利要求5所述的拧螺丝机构，其特征在于，所述套筒与主轴之间通过销轴连接，所述主轴的侧壁沿轴向延伸有与所述销轴相适配的腰形孔；所述套筒的内部沿轴向还设有与所述主轴相抵接的第二弹性件。

7.根据权利要求2所述的拧螺丝机构，其特征在于，所述第一驱动件连接有第一驱动齿轮，所述转动盘包括与所述第一驱动齿轮相适配的第二驱动齿轮，多个所述批头组件垂直设置于所述第二驱动齿轮上并沿圆周方向分布。

8.根据权利要求7所述的拧螺丝机构，其特征在于，还包括固定板，所述固定板上开设有容置孔，所述转动盘还包括固定于第二驱动齿轮一侧且限位于容置孔内可相对固定板转动的固定盘，所述主轴上位于轴套的下端设有缓冲环；所述固定板的一侧通过第四驱动件连接有压块，所述第四驱动件可用于驱动压块上下移动；所述固定板的下端还固定有用于检测批头组件的一端部是否有螺丝的检测仪。

9.一种自动拧螺丝设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的拧螺丝机构，还包括位于拧螺丝机构下端的运输机构及位于运输机构一侧的供料机构；所述供料机构包括推料机及位于推料机一侧的储料轮盘，所述储料轮盘上设若干与所述批头组件相对应的储料槽。

10.根据权利要求9所述的自动拧螺丝设备，其特征在于，还包括位于运输机构一侧的卸料机构，所述卸料机构包括多个与所述批头组件相对应的夹取组件及位于夹取组件下端的物料盒。

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