CN114770082A - 一种多角度螺栓自动拆卸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多角度螺栓自动拆卸装置，包括左右并排设置的第一螺栓拆卸结构和第二螺栓拆卸结构，第一螺栓拆卸结构包括平移机构和第一矩形桁架机构，第二螺栓拆卸结构包括平移机构和第二矩形桁架机构，第一和第二矩形桁架机构上均设有驱动机构和机械手；平移机构包括第一导杆气缸和无杆气缸，第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构在平移机构的带动下相向或相背运动，两者能通过楔形结构楔紧配合；驱动机构包括驱动电机和齿轮，能够带动机械手前后移动；机械手包括第二导杆气缸、电动推杆和气动扳手组件，第二导杆气缸带动气动扳手组件上下移动。本发明具有较强的角度调整能力，解决了非水平螺栓和不同角度螺栓的自动拆卸的问题。

Description

一种多角度螺栓自动拆卸装置

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，具体涉及一种多角度螺栓自动拆卸装置。

背景技术

目前工业机械上很多螺栓的拆卸需要人工手动拧，消耗了大量的劳动力和时间。而现有的螺栓拆卸机器可以由工人手持去拆卸螺栓，也有一些自动螺栓拆卸机器针对固定位置不变的螺栓进行自动化拆卸，极大加快了螺栓拆卸速度。在原来的基础上大大的提高了生产效率。

然而，目前手持拆卸机器也并不方便，需要投入人工劳动力，现有的自动螺栓拆卸机器也只能拆卸固定位置不变的螺栓，并不能根据螺栓角度的变化而实现调整。

发明内容

针对上述现有技术遇到的问题，本发明提出了一种多角度螺栓自动拆卸装置，设计合理，解决了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多角度螺栓自动拆卸装置，包括左右并排设置的第一螺栓拆卸结构和第二螺栓拆卸结构，第一螺栓拆卸结构包括平移机构和第一矩形桁架机构，第二螺栓拆卸结构包括平移机构和第二矩形桁架机构，第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构上均设有驱动机构和机械手；

平移机构包括第一导杆气缸和无杆气缸，第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构在平移机构的带动下相向或相背运动，两者能通过楔形结构楔紧配合；驱动机构包括驱动电机和齿轮，能够带动机械手前后移动；机械手包括第二导杆气缸、电动推杆和气动扳手组件，第二导杆气缸带动气动扳手组件上下移动，电动推杆能够使气动扳手组件前后旋转。

进一步地，第一和第二螺栓拆卸结构的平移机构均包括两个前后平行放置的方管，第一导杆气缸和无杆气缸分别设置在两个方管上；

两个第一导杆气缸的伸缩杆相对设置，且分别与第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构固定连接；两个无杆气缸的活塞部分别与第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构固定连接。

进一步地，第一和第二矩形桁架机构的左右两端均设有夹紧块，左右两端的夹紧块之间设有导向杆，导向杆上滑动套设有两个箱式滑块，箱式滑块固定在设有第一导杆气缸的方管上，两个箱式滑块通过夹紧块对第一和第二矩形桁架机构的左右平移运动起限位作用。

进一步地，无杆气缸前后两侧设有导轨，第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构通过滑块与导轨滑动连接。

进一步地，第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构均包括若干条前后延伸且平行设置的桁架，机械手通过支撑架与相邻的两条桁架之间滑动连接，机械手与支撑架前后转动连接；

机械手包括下端开口的支架外壳，支架外壳内设有气动扳手组件和第二导向气缸，第二导杆气缸的伸缩杆与气动扳手组件固定连接。

进一步地，电动推杆通过连接板与支撑架固定连接，其伸缩杆与支架外壳固定连接。

进一步地，气动扳手组件包括气动扳手、底座、底板、第一中间板、第二中间板以及顶板，底板与底座底端固定连接；气动扳手包括气动扳手本体和气动扳手前壳，底板和第一中间板上设有与气动扳手前壳适配的通孔，气动扳手前壳嵌设在底板和第一中间板的通孔处；

气动扳手组件还包括前导向柱和后导向柱，前导向柱依次穿过底板和第一中间板后，并与气动扳手本体前端螺纹连接，底板和第一中间板之间的前导向柱上套设有减震弹簧；后导向柱依次穿过顶板和第二中间板后，并与气动扳手本体后端螺纹连接，顶板和第二中间板之间的后导向柱上套设有减震弹簧；

底座上还设有左右两侧板，侧板上设有长腰孔，顶板左右两侧螺纹连接有螺栓，螺栓能在长腰孔内上下滑动，通过螺栓的松紧能够调节顶板的位置。

进一步地，第二导杆气缸的伸缩杆与底座底板固定连接，底座和第二导杆气缸之间设有导轨固定板，导轨固定板上固定有上下延伸的导轨，底座通过滑块与导轨滑动连接。

进一步地，驱动电机与支架外壳固定连接，驱动电机的输出轴与齿轮固定连接，与齿轮靠近的桁架上设有与齿轮啮合连接的齿条。

本发明所带来的有益技术效果为：

本发明通过气缸带动桁架机构移动的平移机构的设置，极大的节省了被拆卸机器的上部空间，进而可以执行被拆卸机器的其它操作；桁架上机械手驱动机构的设置，以及机械手旋转机构和伸缩机构的设置，既可以实现对螺栓的自动拆卸，也能实现对一定方向上不同角度的螺栓的调整，进而自动拆卸；本发明具有较强的角度调整能力，解决了非水平螺栓和不同角度螺栓的自动拆卸的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明中一种多角度螺栓自动拆卸装置的立体图；

图2为本发明中平移机构和第一矩形桁架机构配合的立体图；

图3为本发明中机械手的正视图；

图4为本发明中去掉支撑壳体的机械手的侧视图；

图5为本发明中气动扳手组件的正视图；

图6为本发明中驱动机构和机械手配合的立体图；

图7为本发明中驱动机构和桁条配合的立体图；

其中：1-第一螺栓拆卸结构；2-第二螺栓拆卸结构；

3-平移机构；301-方管；302-第一导杆气缸；303-无杆气缸；304-导轨；305-滑块；

4-第一矩形桁架机构；401-矩形框架；402-夹紧块；403-导向杆；404-第一箱式滑块；405-第二箱式滑块；406-楔形块；407-桁架；

5-第二矩形桁架机构；

6-驱动机构；601-驱动电机；602-齿轮；603-齿条；

7-机械手；701-支撑架；702-支架外壳；703-电动推杆；704-第二导杆气缸；705-导轨固定板；

8-气动扳手组件；801-气动扳手；8011-气动扳手本体；8012-气动扳手前壳；802-底座；803-底板；804-第一中间板；805-第二中间板；806-顶板；807-前导向柱；808-后导向柱；809-减震弹簧；810-长腰孔；

具体实施方式

本发明提出了一种多角度螺栓自动拆卸装置，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

如图1所示，一种多角度螺栓自动拆卸装置，包括左右并排设置的第一螺栓拆卸结构和1第二螺栓拆卸结构2，第一螺栓拆卸结构1包括平移机构3和第一矩形桁架机构4，第二螺栓拆卸结构包括平移机构3和第二矩形桁架机构5，第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构5上均设有驱动机构6和机械手7；

平移机构3包括第一导杆气缸302和无杆气缸303，第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构5在平移机构3的带动下相向或相背运动，两者能通过楔形结构楔紧配合；驱动机构6包括驱动电机和齿轮，能够带动机械手前后移动；机械手包括第二导杆气缸、电动推杆和气动扳手组件，第二导杆气缸带动气动扳手组件上下移动，电动推杆能够使气动扳手组件前后旋转。

如图2所示，第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构5包括矩形框架401，平移机构3均包括前后平行放置的方管301，第一导杆气缸302和无杆气缸303分别设置在两个方管301上，其中，两个第一导杆气缸302呈一排设置，两个无杆气缸303呈一排设置；两个第一导杆气缸302的伸缩杆相对设置，且通过垫块分别与第一和第二矩形桁架机构的矩形框架401的前横向部固定连接；两个无杆气缸303的活塞部通过垫块分别与第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构5的矩形框架401的后横向部固定连接；从而实现第一导杆气缸302和无杆气缸303带动第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构5左右移动。多角度螺栓自动拆卸装置拆卸完螺栓之后，矩形桁架机构收回，极大的节省了被拆卸机器的上部空间，进而可以执行被拆卸机器的其它操作。比如在某些模具的生产线上，模具盖板螺栓的拆卸和盖板的打开在同一个工位上，拆完螺栓后，多角度螺栓拆卸装置收回矩形桁架机构，为模具盖板的打开腾出空间，进而避免干涉。

第一矩形桁架机构4的左右两端均设有夹紧块402，左右两端的夹紧块402之间设有导向杆403，导向杆403上从左到右滑动套设有第一箱式滑块404和第二箱式滑块405，第一箱式滑块404和第二箱式滑块405固定在设有第一导杆气缸302的方管301上，第一和第二箱式滑块通过夹紧块402对第一矩形桁架机构4的左右平移运动起限位作用；第二矩形桁架机构5的结构与第一矩形桁架机构4的结构相同。

无杆气缸303前后两侧均设有导轨304，第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构通过滑块305与导轨304滑动连接。

第一螺栓拆卸结构1的平移机构中的方管长度、第一导杆气缸和无杆气缸行程均大于第二螺栓拆卸机构2。

其中，本发明中无杆气缸303的设置，一方面与第一导杆气缸302共同为矩形桁架机构提供动力，控制矩形桁架机构的平移，使机械手与螺栓处在一条直线上，另一方面，无杆气缸没有伸缩杆和导向杆，从而避免了机械手7在桁架上移动时与伸缩杆和导向杆的干涉。

具体地，第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构5在做相向运动时，两者能够通过楔形结构实现楔紧配合，第一矩形桁架机构4上设有楔形块406，第二矩形桁架机构5上设有楔形口，当第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构5接触后，楔形块406插入到楔形口中，防止两个矩形桁架之间横向和纵向的错位。

平移机构和桁架机构的工作过程为：

初始状态时，第一螺栓拆卸结构1的第一矩形桁架机构4位于两个方管301右端，其无杆气缸303的活塞位于气缸最右端，第一导杆气缸302的伸缩杆处于收缩状态，第二螺栓拆卸机构2的第二矩形桁架机构5位于两个方管301左端，其无杆气缸303的活塞位于气缸最左端，第一导杆气缸302的伸缩杆处于收缩状态；以第一矩形桁架机构4为例，此时第一矩形桁架机构4左端的夹紧块402恰好与第一箱体滑块404相抵，第一箱体滑块404对第一矩形桁架机构4起限位作用；

工作时，第一导杆气缸302的伸缩杆伸出，通过垫块带动矩形桁架机构移动，矩形桁架机构带动导向杆403在箱式滑块中滑动；无杆气缸303的活塞通过垫块带动矩形桁架机构滑动，矩形桁架机构带动滑块305沿导轨304滑动；第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构5做相向运动。

当第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构5接触到时，第一矩形桁架机构4的楔形块406插入第二矩形桁架机构5的楔形口内，第一导杆气缸302和无杆气缸303停止工作；以第一矩形桁架机构4为例，此时第一矩形桁架机构4右端的夹紧块402恰好与第二箱体滑块405相抵，第二箱体滑块405对第二矩形桁架机构5起限位作用；此时平移机构工作完成。

在本实施例中，第一矩形桁架机构4的矩形框架401内设有四条前后延伸且平行设置的桁架407，第一矩形桁架机构4上固定有两个机械手7，其中一个固定在靠左侧的两个桁架407之间，另外一个固定在靠右侧的两个桁架407之间；第二矩形桁架机构5的矩形框架401内设有两条前后延伸且平行设置的桁架407，两个桁架407之间固定有一个机械手7。

如图3-5所示，机械手7通过设置在两侧的支撑架701和桁架407滑动连接，每个桁架上设有前后延伸的导轨，支撑架通过滑块与导轨滑动连接；机械手7包括下端开口的支架外壳702，支架外壳702上端与两侧的支撑架701转动连接，支撑架701通过连接板与电动推杆703的固定杆固定连接，电动推杆703的伸缩杆与支架外壳702的后板固定连接，通过控制伸缩杆的伸长与收缩，控制支架外壳702的前后转动，从而实现螺栓自动拆卸装置行角度的调整，达到多角度螺栓自动拆卸的功能。

具体地，支架外壳702内设有气动扳手组件8和第二导杆气缸705，气动扳手组件8能够在第二导向气缸704的带动下向下移动，由于气动扳手组件8在使用过程中会有较大的震动，因此在气动扳手组件8除了包括气动扳手801，还包括增加其稳定性的底座802、底板803、第一中间板804、第二中间板805和顶板806，底板803与底座802底端固定连接；

气动扳手801包括气动扳手本体8011和气动扳手前壳8012，底板803和第一中间板804上设有与气动扳手前壳8012适配的通孔，气动扳手前壳8012嵌设在底板803和第一中间板804的通孔处；

气动扳手组件还包括前导向柱807和后导向柱808，前导向柱807依次穿过底板803和第一中间板804后，并与气动扳手本体前端螺纹连接，底板803和第一中间板804之间的前导向柱807上套设有减震弹簧809；后导向柱808依次穿过顶板806和第二中间板805后，并与气动扳手本体后端螺纹连接，顶板806和第二中间板805之间的后导向柱808上套设有减震弹簧809，从而实现一定的缓震；

底座802上还设有左右两侧板，侧板上设有长腰孔810，顶板806左右两侧螺纹连接有螺栓，螺栓能在长腰孔810内上下滑动，通过螺栓的松紧能够调节顶板806的位置。气动扳手本体8011和侧板之间还贴合有弹簧垫块缓震。

具体地，第二导杆气缸704的伸缩杆与底座底板803固定连接，底座802和第二导杆气缸704之间设有导轨固定板705，导轨固定板705上固定有上下延伸的导轨，底座802通过滑块与导轨滑动连接，即气动扳手组件8与导轨滑动连接，从而可以自动拆卸不同高度的螺栓。

机械手的工作过程为：

初始状态时，第二导杆气缸704的伸缩杆处于收缩状态，气动扳手组件8收缩于支架外壳内，电动推杆703此时也处于收缩状态；

工作时，第二导杆气缸704的伸缩杆伸出，通过滑块带动气动扳手组件8沿导轨向下滑动，电动推杆703的伸缩杆伸出，推动支架外壳702，从而使气动扳手组件8旋转，调整一定的角度使气动扳手组件8的批头对准螺栓；

工作结束后，电动推杆703的伸缩杆收缩，使气动扳手组件8处于竖直状态，第二导杆气缸704的伸缩杆收缩，通过滑块带动气动扳手组件8沿导轨向上滑动，整个机械手7处于初始状态。

如图6-7所示，驱动机构6包括驱动电机601和齿轮602，驱动电机601与支架外壳702固定连接，驱动电机6的输出轴与齿轮602固定连接，驱动电机601能够带动齿轮602转动，与齿轮602靠近的桁架407上设有与齿轮602啮合连接的齿条603，从而驱动支架外壳702沿桁架407前后移动，使机械手7能够前后移动；

驱动机构的工作过程为：

当第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构5楔紧配合后，驱动电机601开始工作，带动齿轮602在齿条603上旋转，进而带动机械手7沿桁架上的导轨移动，驱动电机601通过正反转来实现机械手7的移动方向的变化；

当驱动电机601正转时，齿轮602在齿条603上朝着无杆气缸303的方向转动，机械手7向无杆气缸303一端移动；当驱动电机601反转时，齿轮602在齿条603上朝着第一导杆气缸302的方向转动，机械手7朝着第一导杆气缸302一端的方向移动。

由于第一螺栓自动拆卸结构包括两个机械手7，第二螺栓自动拆卸结构2包括一个机械手7，因此该装置可以同时拆卸三列不同角度的螺栓。整个螺栓自动拆卸装置的工作过程为：首先，固定在方管301上的第一导杆气缸302和无杆气缸303提供动力，带动第一矩形桁架机构4和第二矩形桁架机构5相向运动，并且通过楔形结构楔紧配合。之后驱动机构6开始驱动机械手7沿导轨滑动，使机械手7对准螺栓。机械手7对准螺栓后，第二导杆气缸4将气动扳手组件8伸出，电动推杆703推动机械手7，从而调整气动扳手组件8的角度，使气动扳手801的批头对准螺栓，进而将螺栓拆卸或拧紧。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多角度螺栓自动拆卸装置，其特征在于，包括左右并排设置的第一螺栓拆卸结构和第二螺栓拆卸结构，所述第一螺栓拆卸结构包括平移机构和第一矩形桁架机构，所述第二螺栓拆卸结构包括平移机构和第二矩形桁架机构，所述第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构上均设有驱动机构和机械手；

所述平移机构包括第一导杆气缸和无杆气缸，所述第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构在平移机构的带动下相向或相背运动，两者能通过楔形结构楔紧配合；所述驱动机构包括驱动电机和齿轮，能够带动机械手前后移动；所述机械手包括第二导杆气缸、电动推杆和气动扳手组件，所述第二导杆气缸带动气动扳手组件上下移动，所述电动推杆能够使气动扳手组件前后旋转。

2.根据权利要求1所述的一种多角度螺栓自动拆卸装置，其特征在于，所述第一和第二螺栓拆卸结构的平移机构均包括两个前后平行放置的方管，所述第一导杆气缸和无杆气缸分别设置在两个方管上；

两个第一导杆气缸的伸缩杆相对设置，且分别与第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构固定连接；两个无杆气缸的活塞部分别与第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种多角度螺栓自动拆卸装置，其特征在于，所述第一和第二矩形桁架机构的左右两端均设有夹紧块，左右两端的夹紧块之间设有导向杆，所述导向杆上滑动套设有两个箱式滑块，所述箱式滑块固定在设有第一导杆气缸的方管上，两个箱式滑块通过夹紧块对第一和第二矩形桁架机构的左右平移运动起限位作用。

4.根据权利要求1所述的一种多角度螺栓自动拆卸装置，其特征在于，所述无杆气缸前后两侧设有导轨，所述第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构通过滑块与导轨滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种多角度螺栓自动拆卸装置，其特征在于，所述第一矩形桁架机构和第二矩形桁架机构均包括若干条前后延伸且平行设置的桁架，所述机械手通过支撑架与相邻的两条桁架之间滑动连接，所述机械手与支撑架前后转动连接；

所述机械手包括下端开口的支架外壳，支架外壳内设有气动扳手组件和第二导向气缸，所述第二导杆气缸的伸缩杆与气动扳手组件固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种多角度螺栓自动拆卸装置，其特征在于，所述电动推杆通过连接板与支撑架固定连接，其伸缩杆与支架外壳固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种多角度螺栓自动拆卸装置，其特征在于，所述气动扳手组件包括气动扳手、底座、底板、第一中间板、第二中间板和顶板，所述底板与底座底端固定连接；所述气动扳手包括气动扳手本体和气动扳手前壳，所述底板和第一中间板上设有与气动扳手前壳适配的通孔，所述气动扳手前壳嵌设在底板和第一中间板的通孔处；

所述气动扳手组件还包括前导向柱和后导向柱，所述前导向柱依次穿过底板和第一中间板后，并与气动扳手本体前端螺纹连接，所述底板和第一中间板之间的前导向柱上套设有减震弹簧；所述后导向柱依次穿过顶板和第二中间板后，并与气动扳手本体后端螺纹连接，所述顶板和第一中间板之间的后导向柱上套设有减震弹簧；

所述底座上还设有左右两侧板，所述侧板上设有长腰孔，所述顶板左右两侧螺纹连接有螺栓，所述螺栓能在长腰孔内上下滑动，通过螺栓的松紧能够调节顶板的位置。

8.根据权利要求6所述的一种多角度螺栓自动拆卸装置，其特征在于，所述第二导杆气缸的伸缩杆与底座底板固定连接，所述底座和第二导杆气缸之间设有导轨固定板，导轨固定板上固定有上下延伸的导轨，所述底座通过滑块与导轨滑动连接。

9.根据权利要求5所述的一种多角度螺栓自动拆卸装置，其特征在于，所述驱动电机与支架外壳固定连接，驱动电机的输出轴与齿轮固定连接，与所述齿轮靠近的桁架上设有与齿轮啮合连接的齿条。

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