CN218746062U - 关节的螺丝锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种关节的螺丝锁紧机构，包括关节定位装置、螺丝旋拧装置、带动装置和控制装置；所述关节定位装置与关节的外壳配合，以定位所述关节；所述控制装置与所述螺丝旋拧装置通信连接，用于控制所述螺丝旋拧装置取放螺丝及将螺丝旋拧在关节的内圈或外圈上；所述螺丝旋拧装置与所述带动装置的自由端连接，所述控制装置与所述带动装置通信连接，从而能控制所述带动装置带动所述螺丝旋拧装置在取螺丝位置和放螺丝位置之间切换；所述控制装置与所述关节的电机通信连接，从而能控制关节的电机带动关节的内圈旋转。该螺丝锁紧机构能够实现关节螺丝的自动锁紧，并且在锁紧过程中能使关节的内圈旋转，这样能保障组装好的关节使用起来更顺滑流畅。

Description

关节的螺丝锁紧机构

技术领域

本申请涉及关节组装工装技术领域，特别是一种关节的螺丝锁紧机构。

背景技术

如图1，图1为一种典型的关节的立体图，该关节包括外壳011、固定安装在外壳011内的外圈012、可旋转地安装在外圈012内的内圈013、与内圈013组装在一起的电机和减速器等，电机可驱动内圈013旋转，外圈012的上端设有外圈螺丝孔，以通过螺丝与外壳011固定在一起，内圈013的上端设有内圈螺丝孔，以通过螺丝与减速器固定在一起。外壳011的外周面一侧设有凸起011a。

目前，组装该关节时，都是通过人工将螺丝安装在关节的外圈螺丝孔或者内圈螺丝孔中，组装效率低且组装质量和组装一致性不易控制。

有鉴于此，如何提升关节的组装效率、组装质量和组装一致性，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种关节的螺丝锁紧机构，所述螺丝锁紧机构包括关节定位装置、螺丝旋拧装置、带动装置和控制装置；所述关节定位装置与所述关节的外壳配合，以定位所述关节；所述控制装置与所述螺丝旋拧装置通信连接，用于控制所述螺丝旋拧装置取放螺丝及将螺丝旋拧在所述关节的内圈或外圈上；所述螺丝旋拧装置与所述带动装置的自由端连接，所述控制装置与所述带动装置通信连接，从而能控制所述带动装置带动所述螺丝旋拧装置在取螺丝位置和放螺丝位置之间切换；所述控制装置与所述关节的电机通信连接，从而能控制关节的电机带动关节的内圈旋转。

关节的螺丝锁紧机构的一种实施方式，所述螺丝锁紧机构包括视觉装置，所述视觉装置与所述带动装置的自由端连接，所述视觉装置包括用于采集所述关节的内圈图像信息的相机，所述控制装置与所述相机通信连接，使所述控制装置能根据所述相机采集的图像信息对所述带动装置的自由端位置进行控制。

关节的螺丝锁紧机构的一种实施方式，所述螺丝锁紧机构包括自动螺丝吹送装置，所述螺丝旋拧装置在所述自动螺丝吹送装置的出钉口处取螺丝。

关节的螺丝锁紧机构的一种实施方式，所述螺丝旋拧装置包括电动螺丝批，所述电动螺丝批包括电批头和驱动所述电批头旋转的电批主体，以由所述电批头对螺丝进行旋拧操作。

关节的螺丝锁紧机构的一种实施方式，所述控制装置包括扭矩控制模块和计数模块；所述计数模块与所述电批主体通信连接，用于统计所述电批主体以当前扭矩带动所述电批头进行旋拧操作的次数；所述扭矩控制模块与所述计数模块以及所述电批主体通信连接，使所述扭矩控制模块能够在所述计数模块记录的次数达到预定次数时控制所述电批主体改变输出扭矩。

关节的螺丝锁紧机构的一种实施方式，所述螺丝旋拧装置还包括螺丝夹具、螺丝吸附机构、第一气缸和第二气缸；所述螺丝吸附机构包括吸附管和向所述吸附管提供吸附压力的吸附主体；所述螺丝夹具设置在所述吸附管的吸附口附近，用于夹持螺丝，所述吸附管用于吸附所述螺丝夹具夹持的螺丝，所述电动螺丝批的电批头插装于所述吸附管，所述第一气缸用于驱动所述电批头和所述吸附管一起向靠近关节的螺丝孔的方向移动，所述第二气缸用于驱动所述电批头c相对所述吸附管向靠近关节的螺丝孔的方向移动，以将螺丝顶推到关节的螺丝孔中。

关节的螺丝锁紧机构的一种实施方式，所述带动装置采用机械臂，所述机械臂的一端为连接端，另一端为自由端。

关节的螺丝锁紧机构的一种实施方式，所述关节定位装置包括定位套、导轨、固定板和夹持部，所述固定板设有与所述关节的外壳外周面上的凸起配合的配合孔，所述夹持部和所述固定板配合夹紧所述关节的外壳，所述关节的外壳底端适配安装在所述定位套中，所述定位套能沿所述导轨向远离或靠近所述配合孔的方向移动。

关节的螺丝锁紧机构的一种实施方式，所述关节定位装置还包括与所述固定板连接的防尘板，所述防尘板遮挡在所述关节上方，所述防尘板对应所述关节的内圈螺丝孔以及外圈螺丝孔的位置设有避让孔。

关节的螺丝锁紧机构的一种实施方式，所述螺丝锁紧机构包括机箱，所述控制装置至少部分安装在所述机箱内部，所述机箱的顶面形成支撑平台，所述带动装置及所述关节定位装置均安装在所述支撑平台上。

本申请提供的螺丝锁紧机构能够实现关节螺丝的自动锁紧，并且在锁紧过程中能使关节的内圈旋转，这样能保障组装好的关节使用起来更顺滑流畅。相比人工锁紧，组装效率、组装质量和组装一致性均有所提升。

附图说明

图1为一种典型的关节的立体图；

图2为本申请提供的关节的螺丝锁紧机构一种实施例的立体图；

图3和图4分别为图2中电动螺丝批的部分结构在两个不同视角的立体图；

图5为图2中机箱的内部视图；

图6为图2中关节定位装置和关节的立体图。

附图标记说明如下：

01关节，011外壳，012外圈，012a凸起，013内圈；

100关节定位装置，101定位套，102固定板，103夹持部，103a弧形缺口，104导轨，105底板，106防尘板，106a避让孔；

200螺丝旋拧装置，201螺丝夹具，202螺丝吸附机构，202a吸附主体，202b吸附管，203电动螺丝批，203a电批主体，203b电批伸缩部，203c电批头，204第一气缸，205第二气缸，206电磁阀，207压力调节阀；

300带动装置；

400控制，401控制主板，402工控机，403机械臂控制器，404机械臂示教器，405关节控制器，406电动螺丝批控制器；

500视觉装置，501相机，502光源；

600自动螺丝吹送装置；

700机箱，701支撑平台；

800供电开关。

具体实施方式

本申请提供一种关节的螺丝锁紧机构，为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请提供的关节的螺丝锁紧机构作进一步的详细说明。

如图1所示，该关节包括外壳011、外圈012、内圈013、电机(图中不可见)等，内圈013能在电机驱动作用下相对外圈012和外壳011旋转，本申请提供的关节的螺丝锁紧机构能将螺丝自动锁紧在关节的外圈012和内圈013上端的螺丝孔中。

如图2所示，该关节的螺丝锁紧机构至少包括：关节定位装置100、螺丝旋拧装置200、带动装置300和控制装置400。

关节定位装置100用于与关节的外壳配合，以定位关节。

螺丝旋拧装置200用于取螺丝，以及，将取到的螺丝放置在关节的内圈或外圈的螺丝孔中，以及，旋拧螺丝。

带动装置300的一端为可自由活动的自由端，螺丝旋拧装置200与带动装置300的自由端连接，以在带动装置300的带动下在取螺丝位置和放螺丝位置之间切换。

控制装置400与带动装置300以及螺丝旋拧装置200通信连接，从而能控制带动装置300带动螺丝旋拧装置200在取螺丝位置和放螺丝位置之间切换，以及，控制螺丝旋拧装置200取放螺丝和旋拧螺丝。

控制装置400还与关节的电机通信连接，从而能控制关节的电机带动关节的内圈旋转。具体的，控制装置400可以设置关节控制器405，利用关节控制器405与关节的电机通信连接。

上述螺丝锁紧机构工作时，先用关节定位装置100定位关节，然后控制装置400控制带动装置300带动螺丝旋拧装置200到达取螺丝位置，然后控制装置400控制螺丝旋拧装置200取螺丝，取到螺丝后，控制装置400控制带动装置300带动螺丝旋拧装置200到达放螺丝位置，然后控制装置400控制螺丝旋拧装置200将螺丝放置到关节的螺丝孔中并旋拧该螺丝，期间，控制装置400控制关节的电机带动关节的内圈旋转。

上述螺丝锁紧机构能够实现关节螺丝的自动锁紧，相比人工锁紧，组装效率、组装质量和组装一致性均有所提升，并且在锁紧过程中能使关节的内圈旋转，这样能保障组装好的关节使用起来更顺滑流畅。

具体的，如图2所示，该实施例中，螺丝锁紧机构还设有机箱700，控制装置400至少部分安装在机箱700内部，机箱700的顶面形成支撑平台701，带动装置300及关节定位装置100均安装在支撑平台701上。

具体的，如图2所示，该实施例中，带动装置300采用机械臂，机械臂的一端为连接端，另一端为自由端。机械臂的连接端可旋转地连在支撑平台701上。当然，实际实施中，带动装置300不局限机械臂，只要能带动螺丝旋拧装置200在取螺丝位置和放螺丝位置之间切换的部件均可。控制装置400可以设置机械臂控制器403和机械臂示教器404，由机械臂控制器403控制机械臂，通过机械臂示教器404进行人机交互。

具体的，如图2所示，该实施例中，螺丝旋拧装置200包括螺丝夹具201、螺丝吸附机构202、电动螺丝批203、第一气缸204和第二气缸205。螺丝吸附机构202包括吸附主体202a和吸附管202b，吸附主体202a向吸附管202b提供吸附压力。螺丝夹具201设置在吸附管202b的吸附口附近，用于夹持螺丝。吸附管202b吸附螺丝夹具201夹持的螺丝。电动螺丝批203包括电批主体203a、电批伸缩部203b和电批头203c，电批主体203a驱动电批头203c旋转，以由电批头203c对螺丝进行旋拧操作。电批头203c插装于吸附管202b。

具体的，控制装置400可以设置电动螺丝批控制器406，由电动螺丝批控制器406控制电批主体203a。第一气缸204用于驱动电批头203c和吸附管202b一起向靠近关节的螺丝孔的方向移动。第二气缸205用于驱动电批头203c相对吸附管202b向靠近关节的螺丝孔的方向移动。第一气缸204和第二气缸205的供气管路上可以设置电磁阀206和压力调节阀207，电磁阀206用于控制供气管路的通断，压力调节阀207用于调节供气压力。

上述螺丝旋拧装置200工作时，先由螺丝夹具201夹持住螺丝，然后吸附管202b利用负压吸附螺丝夹具201夹持的螺丝，然后第一气缸204驱动电批头203c、吸附管202b和螺丝一起向靠近关节的螺丝孔的方向移动，直至螺丝到达距离螺丝孔较近的位置，然后第二气缸205驱动电批头203c相对吸附管202b向靠近关节的螺丝孔的方向移动，从而将螺丝顶推到螺丝孔中，然后由电批主体203a驱动电批头203c旋转，以旋拧螺丝。

上述螺丝旋拧装置200在螺丝夹具201和吸附管202b的双重定位作用下能紧固可靠地取到螺丝，在第一气缸204的驱动作用下能保障释放螺丝前螺丝已经处于距离螺丝孔较近的位置，这样能降低释放的螺丝落入螺丝孔时出现歪斜的风险。

进一步的，如图2所示，该实施例中，螺丝锁紧机构还设有视觉装置500，视觉装置500可以直接或间接地连在带动装置300的自由端上，例如可以连在螺丝旋拧装置200上，通过螺丝旋拧装置200实现与带动装置300的自由端的间接连接。

视觉装置500包括相机501，相机501用于采集关节内圈的图像信息。另外，视觉装置500还可以选择性地设置光源502，以保障相机501的图像采集质量。

控制装置400与相机501通信连接，具体的，控制装置400可以设置工控机402，利用工控机402与相机501通信连接，使得控制装置400能接收相机501采集的图像信息，然后根据该图像信息确定内圈螺丝孔的位置，然后根据内圈螺丝孔的位置计算对带动装置300的控制指令，带动装置300响应于该控制指令带动螺丝旋拧装置200到达放螺丝位置，螺丝旋拧装置200处于放螺丝位置时其所夹持吸附的螺丝正对内圈螺丝孔。

上述螺丝锁紧机构，通过设置视觉装置500，能将螺丝带到正对内圈螺丝孔的位置，避免了内圈旋转导致无法准确确定内圈螺丝孔位置致使螺丝无法准确锁紧到内圈螺丝孔中的问题发生。

具体的，如图3所示，该实施例中，控制装置400的工控机402、机械臂控制器403、机械臂示教器404、关节控制器405、电动螺丝批控制器406均位于机箱700内部，另外，控制装置400还设有控制主板401，控制主板401也位于机箱700内部。此外，螺丝锁紧机构的供电线路上连有供电开关800，供电开关800安装在机箱700的侧壁上。螺丝旋拧装置200的电磁阀207和压力调节阀208也位于机箱700内部。

进一步的，如图3所示，该实施例中，螺丝锁紧机构还设有自动螺丝吹送装置600，自动螺丝吹送装置600由振动盘、螺丝分离器、送钉管、导向套等组成，螺丝通过振动盘及分离器传到送钉管中，再由送钉管吹送到达指定的导向套中，导向套的一端端口为出钉口，螺丝从出钉口排出。螺丝旋拧装置200的螺丝夹具201在自动螺丝吹送装置600的出钉口处夹取螺丝。设置自动螺丝吹送装置600，能进一步提升螺丝锁紧机构的自动化程度，当然，实际实施中，也可不设自动螺丝吹送装置600，而由人工将螺丝放置到方便螺丝夹具201夹取的位置。

进一步的，控制装置400可以设置扭矩控制模块和计数模块。计数模块与电批主体203a通信连接，用于统计电批主体203a以当前扭矩带动电批头203c进行旋拧操作的次数。控制装置400内预存有第一次数阈值和第二次数阈值，第一次数阈值与内圈上端的螺丝孔数量一致，第二次数阈值与外圈上端的螺丝孔数量一致。

控制装置400的扭矩控制模块与计数模块通信连接，还与电批主体203a通信连接，使控制部件能够在计数模块记录的次数达到预定次数时控制电批主体203a改变输出扭矩。

以内圈为例，当计数模块记录的次数达到第一次数阈值时，表明已经以当前扭矩在内圈上端的所有螺丝孔中都旋拧上了螺丝，这时，扭矩控制模块可以控制电批主体203a增大输出扭矩，然后再以该较大的输出扭矩对内圈上端的所有螺丝孔中的螺丝进行二次旋拧，这样，可以提升关节的组装质量。

具体的，扭矩控制模块可以与电动螺丝批控制器406集成设置，成为电动螺丝批控制器406的一部分。计数模块可以与机械臂控制器403集成设置，成为机械臂控制器403的一部分。

具体的，如图4所示，该实施例中，关节定位装置100包括定位套101、导轨104、固定板102和夹持部103。

固定板102设有与关节的外壳外周面上的凸起012a配合的配合孔，夹持部103和固定板102配合夹紧关节的外壳011。配合部103设有与关节的外壳的外周面适配的弧形缺口，这样能更可靠地夹紧关节的外壳。

关节的外壳底端适配安装在定位套101中，定位套101能沿导轨104向远离或靠近配合孔的方向移动，以便关节的外壳一侧的凸起012a能装入固定板102的配合孔中。

上述关节定位装置100结构简单并且能可靠地定位关节，且不需要在关节上额外设置与关节定位装置100配合的结构。当然，实际实施中，关节定位装置100的结构不局限于此，只要能定位关节的结构即可。

具体的，如图4所示，该实施例中，关节定位装置100还包括防尘板106，防尘板106与固定板102连接，防尘板106遮挡在关节上方，防尘板106对应关节的内圈螺丝孔以及外圈螺丝孔的位置设有避让孔106a。这样可以避免旋拧螺丝的过程中杂物落入关节内部，影响关节内圈的顺畅旋转。

具体的，如图4所示，该实施例中，关节定位装置100还包括底板105，定位套101、导轨104、固定板102和夹持部103均集装在底板105上，使关节定位装置集成为整体结构。底板105通过螺纹紧固件固定在支撑平台701上。这样设置，可以根据待锁紧关节的规格的不同灵活更换不同规格的关节定位装置100。

以上应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.关节的螺丝锁紧机构，其特征在于，所述螺丝锁紧机构包括关节定位装置(100)、螺丝旋拧装置(200)、带动装置(300)和控制装置(400)；所述关节定位装置(100)与所述关节的外壳配合，以定位所述关节；所述控制装置(400)与所述螺丝旋拧装置(200)通信连接，从而能控制所述螺丝旋拧装置(200)取放螺丝及将螺丝旋拧在所述关节的内圈或外圈上；所述螺丝旋拧装置(200)与所述带动装置(300)的自由端连接，所述控制装置(400)与所述带动装置(300)通信连接，从而能控制所述带动装置(300)带动所述螺丝旋拧装置在取螺丝位置和放螺丝位置之间切换；所述控制装置(400)与所述关节的电机通信连接，从而能控制关节的电机带动关节的内圈旋转。

2.根据权利要求1所述的关节的螺丝锁紧机构，其特征在于，所述螺丝锁紧机构包括视觉装置(500)，所述视觉装置(500)与所述带动装置(300)的自由端连接，所述视觉装置(500)包括用于采集所述关节的内圈图像信息的相机(501)，所述控制装置(400)与所述相机(501)通信连接，使所述控制装置(400)能根据所述相机(501)采集的图像信息对所述带动装置(300)的自由端位置进行控制。

3.根据权利要求1所述的关节的螺丝锁紧机构，其特征在于，所述螺丝锁紧机构包括自动螺丝吹送装置(600)，所述螺丝旋拧装置(200)在所述自动螺丝吹送装置(600)的出钉口处取螺丝。

4.根据权利要求1-3任一项所述的关节的螺丝锁紧机构，其特征在于，所述螺丝旋拧装置(200)包括电动螺丝批(203)，所述电动螺丝批(203)包括电批头(203c)和驱动所述电批头(203c)旋转的电批主体(203a)，以由所述电批头(203c)对螺丝进行旋拧操作。

5.根据权利要求4所述的关节的螺丝锁紧机构，其特征在于，所述控制装置(400)包括扭矩控制模块和计数模块；所述计数模块与所述电批主体(203a)通信连接，用于统计所述电批主体(203a)以当前扭矩带动所述电批头(203c)进行旋拧操作的次数；所述扭矩控制模块与所述计数模块以及所述电批主体(203a)通信连接，使所述扭矩控制模块能够在所述计数模块记录的次数达到预定次数时控制所述电批主体(203a)改变输出扭矩。

6.根据权利要求4所述的关节的螺丝锁紧机构，其特征在于，所述螺丝旋拧装置(200)还包括螺丝夹具(201)、螺丝吸附机构(202)、第一气缸(204)和第二气缸(205)；所述螺丝吸附机构(202)包括吸附管(202b)和向所述吸附管(202b)提供吸附压力的吸附主体(202a)；所述螺丝夹具(201)设置在所述吸附管(202b)的吸附口附近，用于夹持螺丝；所述吸附管(202b)用于吸附所述螺丝夹具(201)夹持的螺丝，所述电动螺丝批(203)的电批头(203c)插装于所述吸附管(202b)，所述第一气缸(204)用于驱动所述电批头(203c)和所述吸附管(202b)一起向靠近关节的螺丝孔的方向移动，所述第二气缸(205)用于驱动所述电批头(203c)相对所述吸附管(202b)向靠近关节的螺丝孔的方向移动，以将螺丝顶推到关节的螺丝孔中。

7.根据权利要求1-3任一项所述的关节的螺丝锁紧机构，其特征在于，所述带动装置(300)采用机械臂，所述机械臂的一端为连接端，另一端为自由端。

8.根据权利要求1-3任一项所述的关节的螺丝锁紧机构，其特征在于，所述关节定位装置(100)包括定位套(101)、导轨(104)、固定板(102)和夹持部(103)，所述固定板(102)设有与所述关节的外壳外周面上的凸起配合的配合孔，所述夹持部(103)和所述固定板(102)配合夹紧所述关节的外壳，所述关节的外壳底端适配安装在所述定位套(101)中，所述定位套(101)能沿所述导轨(104)向远离或靠近所述配合孔的方向移动。

9.根据权利要求8所述的关节的螺丝锁紧机构，其特征在于，所述关节定位装置(100)还包括与所述固定板(102)连接的防尘板(106)，所述防尘板(106)遮挡在所述关节上方，所述防尘板(106)对应所述关节的内圈螺丝孔以及外圈螺丝孔的位置设有避让孔(106a)。

10.根据权利要求1-3任一项所述的关节的螺丝锁紧机构，其特征在于，所述螺丝锁紧机构包括机箱(700)，所述控制装置(400)至少部分安装在所述机箱(700)内部，所述机箱(700)的顶面形成支撑平台(701)，所述带动装置(300)及所述关节定位装置(100)均安装在所述支撑平台(701)上。

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