CN115592401A - 双工位拧紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种双工位拧紧装置，包括：主基板，包括安装面及第一轴线；连接座，与主基板间隔设置，包括第二轴线，第二轴线与第一轴线共线；一支柱连接主基板及连接座；一对拧紧组件，分别设置在支柱的两侧；位置调节组件，包括驱动组件及一对位移组件，位移组件包括滑板，一对导轨以及与驱动组件连接并作动于滑板的作动组件，所述的滑板包括一对V型滑块，导轨包括V型槽，V型滑块插设在V型槽内，且限定滑板沿平行于安装面方向运动；且，当双工位拧紧装置绕第一轴线转动时，设，驱动组件的转动惯量为g，立柱的转动惯量为G，则，0.8≤g/G≤1.2，一方面降低了转动惯量，另一方面采用V型滑块与V型槽的限位方式提高导轨的精度及稳定性。

Description

双工位拧紧装置

技术领域

本发明涉及一种双工位拧紧装置。

背景技术

螺栓自动拧紧装置，在汽车、机械等行业应用越来越普遍，通常螺栓自动化拧紧装置配合机械手使用，具有一个至若干个工位以将一个至若干个螺栓进行自动化的拧紧。

目前常见的螺栓自动化拧紧装置有两种设置方式，其一为在一中心对称的座板上，沿座板周边呈圆周阵列设置两个到多个拧紧工位，每一拧紧工位上设置拧紧装置及配套的调节装置，同时，将用于与机械手连接的安装座设置在座板中心位置，这种方式存在下列问题，一是拧紧装置及配套的调节装置通常一一对应设置，且设置在边缘位置，在使得整个结构重量较大的同时，当螺栓自动化拧紧装置需要沿中心轴线转动以调节位置时，转动惯量较大，二是由于中心位置设置有安装座进一步导致调节装置通常只能设置在边缘及只能与拧紧装置一一对应设置，如果需要绕过中心位置，则会导致结构更加复杂，三是，由于转动惯量较大，使得只能使用更大型号的机械手，增加使用成本，以及，与中心位置的安装座连接后在调节位置过程中需要放置机械手触碰到拧紧装置，基于以上因素使得，这种方式通常用于三工位或者更多工位的拧紧装置以提高效率。

为此，对于双工位拧紧装置，目前通常使用类似专利文献CN105397474A 一种可调整双工位螺栓拧紧装置中示出的，在一侧板上沿平行于侧板平面的方向设置一对拧紧装置，一对调节装置或一个调节装置设置在侧板上用于调节拧紧装置的位置，同时拧紧装置挂置在导轨上，机械手连接在侧板与拧紧装置相背一侧的侧面上，这种方式由于拧紧装置挂置在导轨上，当拧紧装置在工作状态时，其扭力作用方向于垂直于导轨平面，容易造成导轨损坏，或者，在振动影响下导致固定导轨的螺栓松动，特别是在大扭力拧紧装置的情形下，另外，由于机械手连接在侧板上，当需要在整体上转动拧紧装置以调整拧紧装置的位置时，需要调整机械手多个关节，对使用也造成不便。

发明内容

为此，本发明提供一种双工位拧紧装置以同时实现较低的转动惯量，及导轨更稳定的被固定，从而解决上述技术问题。

一种双工位拧紧装置，包括：

主基板，包括安装面及垂直于安装面的第一轴线；

连接座，与主基板间隔设置，包括垂直于安装面的第二轴线，第二轴线与第一轴线共线；

支柱，被配置成连接主基板及连接座；

一对拧紧组件，分别设置在支柱的两侧，包括垂直于安装面的中心轴线；

位置调节组件，包括驱动组件及一对与驱动组件连接的位移组件，所述的位移组件包括用于固定拧紧组件的滑板，一对用于对滑板的运动方向进行限定的连接板以及与驱动组件连接并作动于滑板的作动组件，所述的滑板包括一对V型滑块，所述的连接板包括V型槽，所述的V型滑块沿平行于安装面方向插设在V型槽内，且限定滑板沿平行于安装面方向运动；

且，当双工位拧紧装置绕第一轴线转动时，设，驱动组件的转动惯量为g，立柱的转动惯量为G，则，0.8≤g/G≤1.2。

进一步的，所述的安装面为中心对称形状，且具有一对相互垂直的对称轴，所述的连接座包括连接面，连接面在安装面上的投影为中心对称形状，且，第一轴线通过安装面的对称中心，第二轴线通过连接面的对称中心。

进一步的，所述的支柱包括第一质心及通过第一质心的第三轴线，驱动组件包括第二质心及通过第二质心的第四轴线，一第一平面通过第三轴线、第四轴线，且第一轴线位于第一平面上，一对拧紧组件沿第一平面对称设置。

进一步的，一第二平面通过一对拧紧组件的中心轴线，且，第一轴线位于第二平面上，第三轴线与第四轴线位于第二平面的两侧。

进一步的，所述的连接板包括朝向安装面的底面，所述的滑块还包括若干垂直于安装面的安装孔，若干螺栓穿设在安装孔内并螺纹连接到主基板上。

进一步的，所述的滑板包括中心基座及位于中心基座两侧的一对V型滑块，所述的中心基座包括中孔，所述的拧紧组件设置在中孔内，一对所述的V型滑块对称设置，每一V型滑块包括一对抵触面，每一V型滑块的一对抵触面向远离中孔方向延伸并相交形成一虚拟的交线，一对V型滑块的交线限定一虚拟的第三平面，所述的滑板沿第三平面对称设置，且，第三平面平行于安装面。

进一步的，所述的立柱的长度大于驱动组件的长度。

进一步的，所述的拧紧组件包括朝向连接座方向的端部，所述的立柱的长度大于等于端部与安装面之间的距离。

进一步的，作动组件包括固定在主基板上的第一端座及第二端座、与滑板连接的连接座、设置在连接座上的螺母以及与螺母匹配的丝杠，所述丝杠的两端分别转动的设置在第一端座及第二端座上。

进一步的，一对所述的位移组件在驱动组件的驱动下同步运动，且运动方向相反。

有益效果：本发明实施例提供一种双工位拧紧装置，包括：主基板，包括安装面及垂直于安装面的第一轴线；连接座，与主基板间隔设置，包括垂直于安装面的第二轴线，第二轴线与第一轴线共线；支柱，被配置成连接主基板及连接座；一对拧紧组件，分别设置在支柱的两侧，包括垂直于安装面的中心轴线；位置调节组件，包括驱动组件及一对与驱动组件连接的位移组件，所述的位移组件包括用于固定拧紧组件的滑板，一对用于对滑板的运动方向进行限定的连接板5114以及与驱动组件连接并作动于滑板的作动组件，所述的滑板包括一对V型滑块，所述的连接板5114包括V型槽，所述的V型滑块沿平行于安装面方向插设在V型槽内，且限定滑板沿平行于安装面方向运动；且，当双工位拧紧装置绕第一轴线转动时，设，驱动组件的转动惯量为g，立柱的转动惯量为G，则，0.8≤g/G≤1.2，一方面降低了转动惯量，另一方面采用V型滑块与V型槽的限位方式提高导轨的精度及稳定性。

附图说明

图1本发明实施例的双工位拧紧装置立体示意图；

图2为图1中不显示第一拧紧组件时示意图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1右视简化示意图；

图5为图1中A区放大示意图；

图6为滑板立体示意图。

图示元件说明：

主基板10；第一轴线101；卡槽102；连接座20；第二轴线201；支柱30；第三轴线301；第一质心302；驱动组件40；第四轴线401；第二质心402；第一位移组件51；滑板511；第一V型滑块5111；中心基座5112；第二V型滑块5113；连接板5114；中孔5115；第一连接板5114；第一导轨512；第一V型槽5121；安装孔5122；凸块5123；第二连接板5114；第二导轨513；连接板514；螺母515；丝杠516；第一端座5171；第二端座5172；第二位移组件52；第一拧紧组件61；第一中心轴线611；第二拧紧组件62；第二中心轴线621；第一平面700；第二平面701。

具体实施方式

请结合参考图1-图6，下面将参考这些附图对本申请进一步说明。

所述的双工位拧紧装置，包括主基板10、连接座20、支柱30、一对拧紧组件以及用于调节拧紧组件位置的位置调节组件。

所述的主基板10，具有中心对称的形状，更具体来说，主基板10在水平面上的投影的外形具有中心对称的形状，更优选的，主基板10的外形形状具有两条垂直相交的对称轴，在本实施例中，主基板10为一矩形形状，所述的主基板10包括一安装面，该双工位拧紧装置的其他部件可以以合适的形式固定在安装面上，同时，所述的主基板10包括一通过对称中心并垂直于安装面的第一轴线101。

所述的连接座20设置在主基板10的上方，并与主基板10间隔设置，所述的连接座20包括一连接基面，所述的连接基面同样为中心对称形状，所述的连接座20包括通过连接基面对称中心并垂直于安装面的第二轴线201，所述的第二轴线201与第一轴线101共线，可以理解的，当所述的双工位拧紧装置通过连接座20连接至其他工件，如，机械手或机架上，并被配置成可绕一轴线转动时，所述的轴线为第一轴线101或第二轴线201。

进一步的，所述的连接基面平行于安装面，但是，可以理解的，所述的连接基面并不能被限定为平面，在水平面具有中心对称形状的形态也是可行的，比如，圆锥面、棱锥面、棱台面或圆台面等。

所述的支柱30被设置在连接座20与主基板10之间，并且，连接主基板10与连接座20，在本实施例中，所述的支柱30为一圆柱，其一端固定在主基板10上，另一端与连接座20固定连接，可以理解的，所述的支柱30可以为实心结构或空心结构，当支柱30为空心结构时，优选的，所述的支柱30呈一具有贯通支柱30长度方向的通孔的管状。

可以理解的，所述的支柱30邻近第一轴线101或第二轴线201设置，具体的，所述的支柱30具有一质心，所述的支柱30具有一通过质心并垂直于安装面的第三轴线301，所述的第三轴线301与第一轴线101分离。

一对拧紧组件活动的设置在支柱30两侧，用于对螺栓进行拧紧，通常的，所述的拧紧组件包括固定座、作动装置、与作动装置连接的拧紧杆及设置在拧紧杆末端的套筒，所述的拧紧杆及套筒可在作动装置的驱动下转动，从而使得螺栓拧紧，所述的作动装置可以为气动或电动，可以理解的，所述的拧紧组件包括中心轴线，所述的中心轴线为拧紧杆及套筒的转动轴线，为了方便描述，将该一对拧紧组件中位于右侧的拧紧组件称为第一拧紧组件61，将位于左侧的拧紧组件称为第二拧紧组件62，同时，所述的第一拧紧组件61包括第一中心轴线611，所述的第二拧紧组件62包括第二中心轴线621，可以理解的，在本实施例中，所述的第一中心轴线611与第二中心轴线621平行设置，使得所述的第一中心轴线611与第二中心轴线621限定出一虚拟的第一平面700，即，第一平面700通过第一中心轴线611与第二中心轴线621。

进一步的，所述的第一轴线101及第二轴线201位于第一平面700上。

进一步的，所述的主基板10包括一位于第一平面700上的对称轴。

可以理解的，在本实施例中，所述的第一拧紧装置及第二拧紧装置均呈竖直的设置在主基板10上，所述的竖直的设置是指第一中心轴线611及第二中心轴线621垂直于安装面。

在本实施例中，所述的主基板10呈矩形，包括长度方向及宽度方向，所述的第一平面700平行于主基板10的长度方向，从而将主基板10沿宽度方向分为对称的两部分，所述的第一拧紧组件61及第二拧紧组件62沿主基板10长度方向活动的设置，并且被配置成可沿主基板10长度方向向远离第一轴线101方向运动或向靠近第一轴线101方向运动。

具体的，所述的双工位拧紧装置包括位置调节组件用于调节第一拧紧组件61及第二拧紧组件62的位置，所述的位置调节组件包括驱动组件40及一对与驱动组件40连接的位移组件，该一对位移组件与一对拧紧组件对应设置，以分别调节该一对拧紧组件的位置，具体的，所述的一对位移组件包括与第一拧紧组件61对应设置的第一位移组件51及与第二拧紧组件62对应设置的第二位移组件52。

所述的驱动组件40邻近立柱设置，并且所述的驱动组件40包括第二质心402，其中，第一质心302与第二质心402分别设置在第一平面700的两侧，若，设驱动组件40的质量为m，第二质心402与第一轴线101的距离为r，立柱的质量为M，第一质心302与第一轴线101的距离为R，当该双工位拧紧装置绕第一轴线101转动时，驱动组件40及立柱的转动惯量分别为g=mr²及G=MR²，则，0.8≤g/G≤1.2，即，使得转动时，驱动组件40与立柱基本平衡，更优选的，0.95≤g/G≤1.05。

由上述公式可知，需要尽量减少驱动组件40及立柱在转动过程中的转动惯量，以使得转动时能够平衡及需要较小的停止作用力，可以通过减小R及r实现，在一个优选的实施例中，所述的驱动组件40抵靠在立柱上。

我们可以看到，在这种布局方式中，立柱在这里起到至少两个作用，一是连接并固定连接座20，二是用于平衡驱动组件40的转动惯量，从而使得驱动组件40能够布置到靠近转动轴线的位置。

进一步的，所述的立柱的长度应大于驱动组件40的长度，所述的立柱的长度是指立柱沿第三轴线301方向上的长度，驱动组件40的长度是指驱动组件40沿第四轴线401方向上的长度，在这种情况下，当双工位拧紧装置绕第一轴线101转动时，驱动组件40不会对转动过程形成阻挡，或者说通过立柱绕开了驱动组件40，避免驱动组件40对转动过程造成阻挡。

进一步的，所述的第一拧紧组件61包括朝向连接座20方向的第一端部，第二拧紧组件62包括朝向连接座20方向的第二端部，所述的立柱的长度应大于等于第一端部与安装面之间的距离，以及，立柱的长度大于等于第二端部与安装面之间的距离，以防止第一拧紧组件61或第二拧紧组件62对转动过程形成阻挡。

进一步的， 第一质心302与第二质心402的高度相同，所述的高度是指第一质心302与安装面之间的距离或第二质心402与安装面之间的距离。

可以理解的，所述的第三轴线301与第四轴线401平行，第三轴线301与第四轴线401限定出一虚拟的第二平面701，即，第二平面701通过第三轴线301及第四轴线401。

进一步的，第一轴线101位于第二平面701上。

进一步的，所述的主基板10包括一位于第二平面701上的对称轴。

进一步的，第二平面701垂直于第一平面700。

进一步的，第一中心轴线611与第二中心轴线621位于第二平面701两侧，且对称分布。

进一步的，所述的第一位移组件51与第二位移组件52沿第二平面701对称设置。

可以理解的，所述的第一位移组件51及第二位移组件52的结构形式基本一致，下面将对第一位移组件51进行详细描述，对第二位移组件52将不再赘述。

请一并参考图5及图6，所述的第一位移组件51包括用于固定第一拧紧组件61的滑板511，一对用于对滑板511的运动方向进行限定的连接板5114以及与驱动组件40连接并作动于滑板511的作动组件。

具体的，所述的滑板511包括中心基座5112及位于中心基座5112两侧的一对V型滑块，所述的中心基座5112包括中孔5115，所述的第一拧紧组件61的拧紧杆穿设在中孔5115内并通过固定座固定在中孔5115周边，一对V型滑块沿中孔5115中心对称设置，每一V型滑块包括一对抵触面，每一V型滑块的一对抵触面向远离中孔5115方向延伸并相交一虚拟的交线，为了方便描述，将该一对V型滑块分别称为第一V型滑块5111及第二V型滑块5113，第一V型滑块5111的一对抵触面形成的虚拟交线称为第一交线，第二V型滑块5113的一对抵触面形成的虚拟交线称为第二交线，所述的第一交线与第二交线限定一虚拟的第三平面，所述的滑板511沿第三平面对称设置。

进一步的，所述的第三平面平行于安装面。

所述的一对连接板5114与该一对V型滑块对应设置，具体的，所述的一对连接板5114包括第一连接板5114512及第二连接板5114513，其中第一连接板5114512包括第一V型槽5121，第二连接板5114513包括第二V型槽，所述的第一V型滑块5111沿平行于安装面的方向插设在第一V型槽5121内，第二V型滑块5113插设在第二V型槽内，所述的第一V型槽5121包括第一槽口及一对第一限定面，所述的第二V型槽包括第二槽口及一对第二限定面，所述的第一槽口与第二槽口相对设置，所述的第一限定面被配置成与第一V型滑块5111的抵触面抵触，所述的第二限定面被配置成与第二V型滑块5113的抵触面抵触，并限定第一V型滑块5111及第二V型滑块5113的在水平方向上的位置。

所述的第一连接板5114512及第二连接板5114513被固定在安装面上，具体的，所述的第一连接板5114512包括朝向安装面的底面，所述的滑块还包括若干垂直于安装面的安装孔5122，若干螺栓穿设在安装孔5122内并螺纹连接到安装面上，同样的，第二连接板5114513也如此设置，不再赘述。

我们发现，在通过第一拧紧组件61对螺栓进行拧紧时，第一拧紧组件61的扭力的反作用力通过滑板511传导到第一连接板5114512及第二连接板5114513上，换句话说，第一连接板5114512及第二连接板5114513不仅要限定滑板511的运动方向，同时要用于限制因第一拧紧组件61扭力反作用导致的滑板511的转动，在本申请的设置方式中，第一连接板5114512及第二连接板5114513从两侧将滑板511夹紧，从而限定滑板511的转动，另外，由于螺栓沿垂直于安装面的方向固定第一导轨512及第二导轨513，而，第一V型槽5121及第二V型槽的限定面倾斜设置，当扭力沿水平方向作用时，作用于限定面上的作用力有一个水平方向的分力及竖直方向的分力，其中，同一V型槽的两个限定面在竖直方向的分力的方向相反，当第一连接板5114512或第二连接板5114513的材料强度足够时，竖直方向的分力将通过材料强度得到限定，即，相当于“卸”掉一部分作用力，从而提高第一导轨512及第二导轨513的稳定性，提高第一拧紧组件61及第二拧紧组件62的可用力矩，在实践中，通过如此设置，针对800Nm以上的大扭力螺栓拧紧装置，导轨出现损坏的情形下降12%以上。

同时，由于采用V型滑块与V型槽使得导轨能够自动定心和自动保持水平，提高第一拧紧组件61与第二拧紧组件62的位置精度。

进一步的，所述的安装面还包括卡槽102，所述的底面还包括凸块5123，所述的卡槽102呈一自安装面向下凹进的凹槽状，所述的凸块5123容置于卡槽102内，通过凸块5123与卡槽102的设置，使得导轨能够被更稳定的限定在固定位置。

所述的作动组件与驱动组件40连接并带动滑板511沿预定的方向运动，可以理解的，所述的预定方向是指第一导轨512及第二导轨513的延伸方向，在本实施例中，所述的预定方向平行与第一平面700的延伸方向。

所述的作动组件包括固定在主基板10上的第一端座5171及第二端座5172、与滑板511连接的连接座20、设置在连接座20上的螺母515以及与螺母515匹配的丝杠516。

可以理解的，所述的丝杠516的长度方向平行于滑板511的运动方向，所述的丝杠516两端分别转动的设置在第一端座5171及第二端座5172上，并且，其中一端与驱动组件40连接，以在驱动组件40的驱动下转动，可以理解的，由于丝杠516两端的位置被限定，当第一拧紧组件61或第二拧紧组件62在转动时，丝杠516也可以起到阻止第一拧紧组件61或第二拧紧组件62转动的作用，同时，由于如此设置可以起到纠偏作用，即，当滑板511发生在扭力作用下发生偏转时，丝杠516转动，螺母515仍然沿丝杠516长度方向运动，并进行纠偏。

进一步的，所述的滑板511还包括位于中心基座5112与V型滑块之间的连接板5114，所述的连接座20设置在连接板5114上，可以理解的，所述的连接座20偏置于中孔5115的一侧。

进一步的，所述的第一位移组件51与第二位移组件52被配置成同步运动，且运动方向相反，更具体来说，当驱动组件40启动后，第一拧紧组件61与第二拧紧组件62被调节位置时，二者运动方向相反，使得其二者与第一轴线101之间的距离始终大致相等。

可以理解的，基于上述设置，实际上使得第一位移组件51、第一拧紧装置与第二位移组件52、第二拧紧装置与第一轴线101的转动惯量基本相等，而驱动组件40与立柱的转动惯量也基本相等，从而平衡该双工位拧紧装置的转动。

在一些应用方式中，可以进一步通过使得第一拧紧组件61与第二拧紧组件62的转动方向相反来抵消二者的转动力矩，使得在第一拧紧组件61与第二拧紧组件62在拧紧螺栓的过程也保持平衡状态。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双工位拧紧装置，其特征在于，包括：

主基板，包括安装面及垂直于安装面的第一轴线；

连接座，与主基板间隔设置，包括垂直于安装面的第二轴线，第二轴线与第一轴线共线；

支柱，被配置成连接主基板及连接座；

一对拧紧组件，分别设置在支柱的两侧，包括垂直于安装面的中心轴线；

位置调节组件，包括驱动组件及一对与驱动组件连接的位移组件，所述的位移组件包括用于固定拧紧组件的滑板，一对用于对滑板的运动方向进行限定的连接板以及与驱动组件连接并作动于滑板的作动组件，所述的滑板包括一对V型滑块，所述的连接板包括V型槽，所述的V型滑块沿平行于安装面方向插设在V型槽内，且限定滑板沿平行于安装面方向运动；

且，当双工位拧紧装置绕第一轴线转动时，设，驱动组件的转动惯量为g，立柱的转动惯量为G，则，0.8≤g/G≤1.2。

2.如权利要求1所述的双工位拧紧装置，其特征在于，所述的安装面为中心对称形状，且具有一对相互垂直的对称轴，所述的连接座包括连接面，连接面在安装面上的投影为中心对称形状，且，第一轴线通过安装面的对称中心，第二轴线通过连接面的对称中心。

3.如权利要求2所述的双工位拧紧装置，其特征在于，所述的支柱包括第一质心及通过第一质心的第三轴线，驱动组件包括第二质心及通过第二质心的第四轴线，一第一平面通过第三轴线、第四轴线，且第一轴线位于第一平面上，一对拧紧组件沿第一平面对称设置。

4.如权利要求3所述的双工位拧紧装置，其特征在于，一第二平面通过一对拧紧组件的中心轴线，且，第一轴线位于第二平面上，第三轴线与第四轴线位于第二平面的两侧。

5.如权利要求4所述的双工位拧紧装置，其特征在于，所述的连接板包括朝向安装面的底面，所述的滑块还包括若干垂直于安装面的安装孔，若干螺栓穿设在安装孔内并螺纹连接到主基板上。

6.如权利要求5所述的双工位拧紧装置，其特征在于，所述的滑板包括中心基座及位于中心基座两侧的一对V型滑块，所述的中心基座包括中孔，所述的拧紧组件设置在中孔内，一对所述的V型滑块对称设置，每一V型滑块包括一对抵触面，每一V型滑块的一对抵触面向远离中孔方向延伸并相交形成一虚拟的交线，一对V型滑块的交线限定一虚拟的第三平面，所述的滑板沿第三平面对称设置，且，第三平面平行于安装面。

7.如权利要求6所述的双工位拧紧装置，其特征在于，所述的立柱的长度大于驱动组件的长度。

8.如权利要求6所述的双工位拧紧装置，其特征在于，所述的拧紧组件包括朝向连接座方向的端部，所述的立柱的长度大于等于端部与安装面之间的距离。

9.如权利要求6所述的双工位拧紧装置，其特征在于，作动组件包括固定在主基板上的第一端座及第二端座、与滑板连接的连接座、设置在连接座上的螺母以及与螺母匹配的丝杠，所述丝杠的两端分别转动的设置在第一端座及第二端座上。

10.如权利要求9所述的双工位拧紧装置，其特征在于，一对所述的位移组件在驱动组件的驱动下同步运动，且运动方向相反。

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