CN115008171A - 一种自适应螺栓拧紧工具 - Google Patents

Abstract

一种自适应螺栓拧紧工具，包括操作杆、机身、夹紧装置。夹紧装置安装在机身上，操作杆通过连接头铰接在机身上，所述连接头上还设有锁紧装置，操作杆与机身的夹角调节好后，通过锁紧装置锁紧铰接处将操作杆与机身的相对位置锁定。所述机身内安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴通过主轴与夹紧装置连接，所述旋转电机带动夹紧装置绕输出轴旋转。所述夹紧装置包括传动装置、夹紧电机和三爪卡盘，所述三爪卡盘与旋转电机的输出轴同轴布设，所述夹紧电机通过传动装置与三爪卡盘连接，通过夹紧电机带动三爪卡盘的夹爪移动，实现夹紧和放松，本装置方案提供的自适应螺栓拧紧工具具有自适应、远程操作、安全作业、结构紧凑的效果。

Description

一种自适应螺栓拧紧工具

技术领域

本发明涉及一种用于配网线路检修作业中螺栓紧固领域的自适应螺栓拧紧工具。

背景技术

螺栓紧固件因结构紧凑、拆装方便、连接力大以及可重复使用等优点，被广泛应用于各种机械装备的连接场景。在电力系统中，配网线路长达几到几十公里不等，导、地线在中间的电气连接必须通过螺栓，必不可少。配电网具有电压等级多，网络结构复杂，设备类型多样，作业点多面广，安全环境相对较差等特点，因此配电网的安全风险因素也相对较多。另外，由于配电网的功能是为各类用户提供电力能源，这就对配网的安全可靠运行提出更高要求。目前配网线路带电作业检修过程，针对老化螺栓更换、紧固安装工作时，现有技术中，在螺栓紧固操作时，螺栓紧固工作是通过人工手持电机拧螺栓工器具近距离操作，针对不同型号的螺栓需要更换不同的套筒进行检修，更换维修工具时维修人员易分散注意力，进而导致检修过程中存在安全隐患。

发明内容

本发明解决现有技术的不足而提供一种自适应、远程操作、安全作业、结构紧凑的自适应螺栓拧紧工具。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种自适应螺栓拧紧工具，包括操作杆、机身、夹紧装置；夹紧装置安装在机身上，操作杆通过连接头铰接在机身上，所述连接头上还设有锁紧装置，通过锁紧装置锁紧铰接处将操作杆与机身的相对位置锁定；所述夹紧装置包括传动装置、夹紧电机和三爪卡盘，所述三爪卡盘同轴安装在主轴上，所述三爪卡盘通过主轴与旋转电机的输出轴连接，所述旋转电机带动三爪卡盘跟随主轴旋转，所述夹紧电机通过传动装置与三爪卡盘连接，所述夹紧电机带动三爪卡盘的夹爪移动。操作杆与第一机壳之间的连接头可以实现工具的俯仰角度调整，实现远程操作；所述夹紧电机通过传动装置与三爪卡盘连接，通过夹紧电机带动三爪卡盘的夹爪移动，实现对螺栓的夹紧与放松，达到自适应的要求；所述三爪卡盘与旋转电机的输出轴同轴布设，所述旋转电机带动三爪卡盘绕输出轴旋转，实现对螺栓的拧紧与拧松。

本实施方式中，所述三爪卡盘包括第一固定盘、第二固定盘、牙盘和夹爪；第一固定盘和第二固定盘同轴套装固定连接在主轴上并与主轴联动，第二固定盘固定在主轴的头端部，第二固定盘上、以主轴为中心对称开设有三个滑槽，所述滑槽沿第二固定盘径向布设，且滑槽轴向贯通第二固定盘，所述夹爪滑动安装在所述滑槽内，并且夹爪在滑槽内通过限位装置限制沿主轴方向的轴向位移，所述牙盘通过轴承安装在主轴上，并且设置在第一固定盘和第二固定盘之间，所述牙盘面向第二固定盘的一侧上设有平面螺纹，所述夹爪的底部设置有与平面螺纹相匹配的齿，所述夹爪安装在滑槽内后，所述夹爪的底部的齿与牙盘上的平面螺纹啮合；所述传动装置包括第一伞齿轮、第二伞齿轮、蜗杆和蜗轮；蜗轮套装在主轴上并且与牙盘固定连接，夹紧电机和蜗杆安装在第一固定盘上，夹紧电机输出轴连接第一伞齿轮，蜗杆上连接第二伞齿轮；第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合，蜗杆与蜗轮啮合。三爪卡盘对轴类零件的夹紧效果显著，针对多为六角头的螺栓，无需太大的夹力，夹紧效果则更佳。传动装置包括第一伞齿轮、第二伞齿轮、蜗杆和蜗轮，采用齿轮传动，结构紧凑，传动平稳且精度高。

本实施方式中，所述机身上设置有电池和控制电路盒；所述电池与控制电路盒连接，控制电路盒与夹紧电机和旋转电机电连接。本装置自带电池，具有便携性。

本实施方式中，所述机身包括第一机壳和第二机壳；支撑架设置在第一机壳与第二机壳之间将第一机壳与第二机壳连接。支撑架设置在机身中间位置，起支撑作用，加强了结构稳定性。

本实施方式中，滑环座同轴套装在主轴的尾端上、并且靠近夹紧电机，滑环座面向夹紧电机一侧上安装有两个电极滑环，另一侧固定在机身上，两个电极滑环分别与夹紧电机的两极滑动连接。与传统的电线连接电池两极这这种供电方式不同，本装置夹紧电机的两极与供电的两个电机滑环为滑动连接；如此便可远程供电，只需一个电池，无需在三爪卡盘上再安装电池；避免三爪卡盘结构臃肿，同时，作为手持的远程操作装置，减轻执行端的重量是很有必要的。

本实施方式中，所述机身外布置有引线管，引线管的一端与滑环座连接，另一端与控制电路盒连接，引线管固定在支撑架上；所述引线管内布设有电线，所述电线的一端与控制电路盒连接，另一端与滑环座上的电极滑环连接。引线管保护内部电线，电线将电池与滑环座上的两个电机滑环连接起来，实现远程供电。

综上所述，本装置方案提供的自适应螺栓拧紧工具具有自适应、远程操作、安全作业、结构紧凑的效果。

附图说明

图1为本发明提出一种自适应螺栓拧紧工具的立体结构示意图；

图2为本发明提出一种自适应螺栓拧紧工具的传动装置结构示意图；

图3为本发明提出一种自适应螺栓拧紧工具的主轴结构示意图。

图中，1、操作杆；2、连接头；3、第一机壳；4、控制电路盒；5、电池；6、引线管；7、支撑架；8、第二机壳；9、滑环座；10、电极滑环；11、夹爪；12、主轴；13、第二固定盘；14、第一固定盘；15、旋转电机；16、联轴器；17、蜗轮；18、牙盘；19、夹紧电机；20、第一伞齿轮；21、第二伞齿轮；22、蜗杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1至图3所示，本发明提供用于电力系统配网线路维护的一种自适应螺栓拧紧工具，包括操作杆1、机身、夹紧装置。

夹紧装置安装在机身上，操作杆1通过连接头2铰接在机身上，所述连接头2上还设有锁紧装置，操作杆1与机身的夹角调节好后，通过锁紧装置锁紧铰接处将操作杆1与机身的相对位置锁定。

所述机身内安装有旋转电机15，所述旋转电机15的输出轴通过主轴12与夹紧装置连接，所述旋转电机15带动夹紧装置绕输出轴旋转。所述夹紧装置包括传动装置、夹紧电机19和三爪卡盘，所述三爪卡盘通过主轴12与旋转电机15输出轴固定连接，所述旋转电机15带动三爪卡盘跟随主轴12旋转，所述夹紧电机19通过传动装置与三爪卡盘连接，通过夹紧电机19带动三爪卡盘的夹爪11移动，实现夹紧和放松。

三爪卡盘包括第一固定盘14、第二固定盘13、牙盘18和夹爪11；第一固定盘14和第二固定盘13同轴套装固定连接在主轴12上并与主轴12联动，第二固定盘13固定在主轴12的头端部，第二固定盘13上、以主轴12为中心对称开设有三个滑槽，所述滑槽沿第二固定盘13径向布设，且滑槽轴向贯通第二固定盘，所述夹爪11滑动安装在所述滑槽内，并且夹爪11在滑槽内通过限位装置限制沿主轴12方向的轴向位移，使得夹爪11只能沿滑槽滑动，所述牙盘18通过轴承安装在主轴12上，并且设置在第一固定盘14和第二固定盘13之间，所述牙盘18上面向第二固定盘13的一侧上设有平面螺纹，所述夹爪11的底部设置有与平面螺纹相匹配的齿，所述夹爪11安装在滑槽内后，所述夹爪11的底部的齿与牙盘18上的平面螺纹啮合；

传动装置包括第一伞齿轮20、第二伞齿轮21、蜗杆22和蜗轮17；蜗轮17套装在主轴12上并且与牙盘18固定连接，夹紧电机19和蜗杆22安装在第一固定盘14上，夹紧电机19输出轴连接第一伞齿轮20，蜗杆22上连接第二伞齿轮21；第一伞齿轮20与第二伞齿轮21啮合，蜗杆22与蜗轮17啮合；

滑环座9同轴套装在主轴12的尾端上、并且靠近夹紧电机19，所述滑环座9与主轴12不联动，所述滑环座9固定在机身上，滑环座9面向夹紧电机19一侧上安装有两个电极滑环10，两个电极滑环10分别与夹紧电机19两极滑动连接。

机身上设置有电池5、控制电路盒4、引线管6和支撑架7；机身包括第一机壳3和第二机壳8，支撑架7设置在第一机壳3与第二机壳8之间将第一机壳3与第二机壳8连接，所述第二机壳8与滑环座9固定，旋转电机15安装于第一机壳3内部，旋转电机15输出轴通过联轴器16与夹紧装置的主轴12连接，第一机壳3上固定有控制电路盒4和电池5，所述电池5与控制电路盒4连接，机身外布置有引线管6，引线管6的一端与滑环座9连接，另一端与控制电路盒4连接，引线管6固定在支撑架7上，引线管6内布设有电线，所述电线的一端与控制电路盒4连接，另一端与滑环座9上的电极滑环10连接。

工作原理：

本装置具有三个自由度，分别为机身与操作杆1的旋转、三爪卡盘夹爪的夹紧与放松、三爪卡盘的自旋转；

首先，调整操作杆1与机壳身之间的角度，从而可以实现执行端的俯仰角度的调整。

其次，夹爪11之间的初始间距为最大，对准螺栓位置后夹紧电机19转动，通过传动装置使得与涡轮17带动牙盘18绕主轴转动，由于夹爪11齿状底部与牙盘18上平面螺纹啮合，且夹爪11被滑槽限制轴向位移，所以夹爪11可滑槽径向移动，从而使得三个夹爪11同时向中心靠近或同时远离，三个夹爪11同时向中心靠近时，实现对不同型号的螺母或螺栓的锁定；夹爪11位移完成后，夹紧电机19迅速制动；夹紧电机19与电极滑环10为滑动连接，电机滑环10通过控制电路盒4与电池5连接，实现电池5为三爪卡盘远程供电。

最后，通过旋转电机15带动三爪卡盘绕中心转动，三爪卡盘转动过程中，由于夹紧电机19已制动，传动装置无法产生位移，从而制约牙盘18的转动，使得整个传动装置与牙盘18跟随主轴12转动；实现对螺母或螺栓拧紧或拧松后，旋转电机15迅速制动。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种自适应螺栓拧紧工具，其特征在于：包括操作杆(1)、机身、夹紧装置；夹紧装置安装在机身上，操作杆(1)通过连接头(2)铰接在机身上，所述连接头(2)上还设有锁紧装置，通过锁紧装置锁紧铰接处将操作杆(1)与机身的相对位置锁定；所述夹紧装置包括传动装置、夹紧电机(19)和三爪卡盘，所述三爪卡盘同轴安装在主轴(12)上，所述三爪卡盘通过主轴(12)与旋转电机(15)的输出轴连接，所述旋转电机(15)带动三爪卡盘跟随主轴(12)旋转，所述夹紧电机(19)通过传动装置与三爪卡盘连接，所述夹紧电机(19)带动三爪卡盘的夹爪(11)移动。

2.如权利要求1所述的一种自适应螺栓拧紧工具，其特征在于：所述三爪卡盘包括第一固定盘(14)、第二固定盘(13)、牙盘(18)和夹爪(11)；第一固定盘(14)和第二固定盘(13)同轴套装固定连接在主轴(12)上并与主轴(12)联动，第二固定盘(13)固定在主轴(12)的头端部，第二固定盘(13)上、以主轴(12)为中心对称开设有三个滑槽，所述滑槽沿第二固定盘(13)径向布设，且滑槽轴向贯通第二固定盘(13)，所述夹爪(11)滑动安装在所述滑槽内，并且夹爪(11)在滑槽内通过限位装置限制其沿主轴(12)方向的轴向位移，所述牙盘(18)通过轴承安装在主轴(12)上，并且设置在第一固定盘(14)和第二固定盘(13)之间，所述牙盘(18)面向第二固定盘(13)的一侧上设有平面螺纹，所述夹爪(11)的底部设置有与平面螺纹相匹配的齿，所述夹爪(11)安装在滑槽内后，所述夹爪(11)底部的齿与牙盘(18)上的平面螺纹啮合；所述传动装置包括第一伞齿轮(20)、第二伞齿轮(21)、蜗杆(22)和蜗轮(17)；蜗轮(17)套装在主轴(12)上并且与牙盘(18)固定连接，夹紧电机(19)和蜗杆(22)安装在第一固定盘(14)上，夹紧电机(19)输出轴上固定有第一伞齿轮(20)，蜗杆(22)上固定有第二伞齿轮(21)；第一伞齿轮(20)与第二伞齿轮(21)啮合，蜗杆(22)与蜗轮(17)啮合。

3.如权利要求1所述的一种自适应螺栓拧紧工具，其特征在于：所述机身上设置有电池(5)和控制电路盒(4)；所述电池(5)与控制电路盒(4)连接，控制电路盒(4)与夹紧电机(19)和旋转电机(15)电连接。

4.如权利要求1所述的一种自适应螺栓拧紧工具，其特征在于：所述机身包括第一机壳(3)和第二机壳(8)；支撑架(7)设置在第一机壳(3)与第二机壳(8)之间将第一机壳(3)与第二机壳(8)连接。

5.如权利要求1至4所述任意一项的一种自适应螺栓拧紧工具，其特征在于：滑环座(9)同轴套装在主轴(12)的尾端上、并且靠近夹紧电机(19)，滑环座(9)面向夹紧电机(19)一侧上安装有两个电极滑环(10)，另一侧固定在机身上，两个电极滑环(10)分别与夹紧电机(19)的两极滑动连接。

6.如权利要求5所述的一种自适应螺栓拧紧工具，其特征在于：所述机身外布置有引线管(6)，引线管(6)的一端与滑环座(9)连接，另一端与控制电路盒(4)连接，引线管(6)固定在支撑架(7)上；所述引线管(6)内布设有电线，所述电线的一端与控制电路盒(4)连接，另一端与滑环座(9)上的电极滑环(10)连接。

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