CN219189277U - 拧紧装置和装配设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工件装配技术，公开了一种拧紧装置和装配设备。所述拧紧装置包括拧紧轴、与所述拧紧轴连接的拧紧头机构以及能够驱动所述拧紧轴旋转的拧紧轴旋拧件，所述拧紧头机构的拧紧头与所述拧紧轴呈偏心结构。所述装配设备包括上述的拧紧装置。该拧紧装置能够有效规避紧固件安装时的干涉，对紧固件进行安装操作更加方便，且操作稳定性好、自动化程度高。

Description

拧紧装置和装配设备

技术领域

本实用新型涉及工件装配技术，具体地，涉及一种拧紧装置；本实用新型还涉及一种包含该拧紧装置的装配设备。

背景技术

机械装配时紧固件是必不可少的，其能够将机械的各个零部件连接固定为一体，常用的紧固件有螺纹连接件，例如螺栓与螺帽相配合的紧固件、螺钉与螺孔相配合的紧固件等。紧固件安装所采用的传统方式为手工或手持电动工具进行拧紧，该过程不仅费时费力，人工劳作强度高，安装工艺效果有较大的人工失误风险，工艺无法保障，而且难以实现安装工艺记录和统计，即无法满足目前工业信息化的生产需求，不利于对工艺进行统计优化。

随着产业升级的需要，制造业向着智能制造的方向快速发展，紧固件的安装也逐步向自动化、智能化的方向发展，例如利用机械手操控紧固工具对机械装配时的紧固件进行安装拧紧，操作速度快、效率高，还能够节省人力物力。但是，由于工件结构设计的需求，其紧固件安装部位的周围往往会设置有特殊结构或者特殊连接件，进而在紧固件的自动装配过程中，这些结构或连接件会对紧固件的安装造成干涉，使得螺栓等紧固件的拧紧操作不便，不利于实现机械装配的自动化。

实用新型内容

本实用新型首先所要解决的技术问题是提供一种拧紧装置，该装置能够规避紧固件安装时的干涉，实现紧固件的自动安装，适用范围广。

本实用新型其次所要解决的技术问题是提供一种装配设备，该设备能够有效规避紧固件安装时的干涉，实现紧固件的自动安装，适用范围广。

为了解决上述技术问题，本实用新型第一方面提供一种拧紧装置，包括拧紧轴、与所述拧紧轴连接的拧紧头机构以及能够驱动所述拧紧轴旋转的拧紧轴旋拧件，所述拧紧头机构的拧紧头与所述拧紧轴呈偏心结构。

优选地，所述拧紧头机构设置有拧紧头连接件，所述拧紧头连接件的一端与所述拧紧头连接、另一端与所述拧紧轴连接。

更优选地，所述拧紧轴旋拧件采用旋转电机。

作为一种优选的实施方式，该拧紧装置还包括能够驱动所述拧紧轴进行轴向移动的拧紧轴浮动机构。

优选地，所述拧紧轴浮动机构包括固定件、位于所述固定件上的滑轨和用于驱动所述拧紧轴在所述滑轨内滑动的浮动驱动件。

更优选地，所述浮动驱动件采用气缸驱动件或者弹簧件。

具体地，该拧紧装置还包括用于监控所述拧紧轴旋拧扭力的拧紧力控制器。

典型地，所述拧紧力控制器、所述拧紧轴和所述拧紧轴旋拧件三者集成为一体。

本实用新型第二方面提供一种装配设备，包括如上所述的拧紧装置。

优选地，该装配设备还包括操控机构、与所述操控机构连接的安装机构以及用于夹持工件的夹持机构，所述拧紧装置和所述夹持机构均与所述安装机构连接。

通过上述技术方案，本实用新型提供的拧紧装置中，拧紧头与拧紧轴呈偏心结构，在利用拧紧头对机械工件的紧固件进行拧紧操作时，使得拧紧头更加易于避开机械工件上的油管接头等外接件，减小机械工件上的外接件对紧固件拧紧时的干涉；相较于传统人工安装，该拧紧装置对紧固件进行安装操作更加方便，且操作稳定性好、自动化程度高。

在本实用新型优选的实施方式中，紧固件进行对接时拧紧轴浮动机构能够驱动拧紧轴轴向移动，以带动拧紧头机构进行浮动，能够提高紧固件对接的成功率，防止刚性碰撞，有效保护工件及其紧固件。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型中装配设备的一种具体实施方式的主视示意图；

图2是图1所示的装配设备的俯视示意图。

附图标记说明

1安装机构 2夹持机构

21夹臂组件 21a第一夹臂

21b第二夹臂 22搬运夹指组件

22a第一搬运夹指 22b第二搬运夹指

23旋转夹指组件 23a第一旋转夹指

23b第二旋转夹指 24夹臂驱动件

3拧紧装置 31拧紧轴

32拧紧头机构 321拧紧头

322拧紧头连接件 33拧紧轴浮动机构

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

首先需要说明的是，在下文的描述中为清楚地说明本实用新型的技术方案而涉及的一些方位词，例如“上、下、左、右”所指示的方位或位置关系是基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“安装”、“设有”等应做广义理解，例如，连接可以是直接连接，也可以是通过中间媒介进行间接的连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间连接件间接连接，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

本实用新型第一方面提供的拧紧装置，参见图1和图2，包括拧紧轴31、与拧紧轴31连接的拧紧头机构32以及能够驱动拧紧轴31旋转的拧紧轴旋拧件，拧紧头机构32的拧紧头321与拧紧轴31呈偏心结构。

本实用新型中，拧紧装置3可以用于对各种机械装配过程中的工件紧固件进行安装固定，例如，工件可以是挖掘机的中心回转体、连杆等，紧固件可以是螺纹连接件，包括螺栓与螺帽相配合的紧固件、螺钉与螺孔相配合的紧固件等，紧固件安装或对接的过程指的是紧固件的零件相对接的过程，例如，螺栓认帽或者螺孔对牙的过程；其中，回转体上通常在紧固件安装部位的周围设置有油管接头等外接件。拧紧头321与拧紧轴31呈偏心结构具体指的是拧紧头321的轴线与拧紧轴31的轴线不在一条直线上，两个轴线之间存在偏移；拧紧头321与拧紧轴31之间的偏心尺寸可以根据工件的大小、工件上外接件的位置及数量等因素进行设计，能够实现拧紧头321在对紧固件进行拧紧操作时规避外接件的干涉即可。

本实用新型提供的拧紧装置3可以配合机械手等多种类型的自动操控机构进行使用，通过连接件与操控机构进行连接，以使得操控机构能够对拧紧装置进行控制实现自动操作，进而实现拧紧装置3对紧固件的自动装配，节省人力。

为了更好地说明本实用新型提供的拧紧装置3的工作过程，以下结合该拧紧装置3与操控机构机械手联用时进行详细的介绍和说明。此时，利用拧紧装置3将工件上螺栓与螺帽相配合的紧固件装配至机械主体上的过程为：通过机械手带动拧紧装置3移动，利用拧紧轴旋拧件驱动拧紧轴31旋转以带动拧紧头机构32的拧紧头321将紧固件的螺帽对接至相应的螺栓上拧紧。在该安装拧紧过程中，由于拧紧头321与拧紧轴31呈偏心结构，在利用拧紧头321对紧固件进行拧紧操作时，使得拧紧头321更加易于避开工件上的油管接头等外接件，减小工件上的外接件对紧固件拧紧时的干涉。

本实用新型中，拧紧轴旋拧件为拧紧轴31的转动提供动力，优选情况下，拧紧轴旋拧件采用旋转电机，拧紧轴31在拧紧轴旋拧件的动力下转动，以带动拧紧头机构32对紧固件进行拧紧操作。

本实用新型中，拧紧头机构32可以根据工件的紧固件类型进行选择，作为一种优选的实施方式，拧紧头机构32上的拧紧头321通过拧紧头连接件322与拧紧轴31连接，即，拧紧头连接件322的一端与拧紧头321连接、另一端与拧紧轴31连接，以实现拧紧轴31与拧紧头321之间的旋转动力传动。拧紧头321可以设置有内孔结构，以采用内孔套接在紧固件(例如螺栓)上，拧紧头321在拧紧轴31的旋转带动下，对紧固件进行拧紧操作；拧紧头321也可以设置为力矩输出头，以随拧紧轴31拧动紧固件进行拧紧操作。

作为拧紧装置3的一种优选方式，拧紧装置3还包括能够驱动拧紧轴31进行轴向移动的拧紧轴浮动机构33，在紧固件对接时拧紧轴浮动机构33能够驱动拧紧轴31进行轴向移动，以通过拧紧轴31的轴向移动带动拧紧头机构32进行浮动，提高拧紧头机构32所操作的紧固件进行对接的成功率，防止刚性碰撞，从而保障拧紧过程不损伤工件和螺栓等紧固件，保证了拧紧效果。

作为一种优选的实施方式，拧紧轴浮动机构33包括固定件、位于固定件上的滑轨和用于驱动拧紧轴31在滑轨内滑动的浮动驱动件。拧紧轴31与固定件通过滑轨进行滑动连接，固定件可以是与拧紧装置相配合的操控机构连接固定，以使得浮动驱动件能够驱动拧紧轴31沿滑轨进行滑动，实现拧紧轴31进行轴向移动。

本实用新型中，浮动驱动件可以采用气缸驱动件或者弹簧件；浮动驱动件采用气缸驱动件时，通过调节浮动驱动件的气压调节驱动力，使拧紧轴31沿滑轨进行轴向移动，进而带动拧紧头机构32以及拧紧头机构32所操作的紧固件(例如螺栓)进行轴向浮动，避免螺栓拧紧时的刚性碰撞，保护工件及其紧固件；浮动驱动件采用弹簧件时，利用弹簧的复位力驱动拧紧轴31沿滑轨进行滑动。

作为拧紧装置3的另一种优选方式，拧紧装置3还包括用于监控拧紧轴31旋拧扭力的拧紧力控制器，可利用拧紧力控制器实时检测并控制拧紧轴31的拧紧扭力，实现拧紧效果稳定把控，保障拧紧工艺，同时可将拧紧扭力的数据实时自动上传至上位系统，从而自动实现信息流的统计工作，为智能制造提供了数据支撑和产品上溯保障。本实用新型中，拧紧力控制器可以与拧紧轴、拧紧轴旋拧件三者集成为一体，以提高拧紧装置3的结构集成度。

基于上述提供的拧紧装置，本实用新型第二方面提供的装配设备，包括如上所述的拧紧装置。因此至少具有上述拧紧装置实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

作为装配设备的一种优选实施方式，该装配设备还包括操控机构、与操控机构连接的安装机构1以及用于夹持工件的夹持机构2，拧紧装置3和夹持机构2均与安装机构1连接。其中，拧紧装置3可以是拧紧轴31和拧紧头机构32中的任意一者直接或间接地与安装机构1连接，以将拧紧装置3安装在安装机构1上。

本实用新型中，夹持机构2可以采用常规的两爪夹持件、三爪夹持件或者其它结构的夹持件，以能够夹取工件。在该装配设备应用于安装回转体的紧固件时，作为夹持机构2的一种优选实施方式，夹持机构2包括用于夹取回转体的搬运夹指组件22和用于对回转体的转动部分进行旋转的旋转夹指组件23，以使得夹持机构2不仅能够利用搬运夹指组件22夹取搬运回转体，还能够利用旋转夹指组件23在操控机构的控制下夹持并旋转回转体的转动部分，以使得回转体上的外接件移至拧紧装置3对全部或部分紧固件进行拧紧时的操作空间以外，进一步规避回转体上的油管接头等外接件对拧紧装置3进行紧固件拧紧操作时的干扰。

具体地，参见图1和图2，夹持机构2包括夹臂组件21、搬运夹指组件22、旋转夹指组件23和与安装机构1连接的夹臂驱动件24，夹臂组件21包括与夹臂驱动件24连接的第一夹臂21a和第二夹臂21b，搬运夹指组件22包括位于第一夹臂21a上的第一搬运夹指22a和位于第二夹臂21b上的第二搬运夹指22b，旋转夹指组件23包括位于第一夹臂21a上的第一旋转夹指23a和位于第二夹臂21b上的第二旋转夹指23b，第一搬运夹指22a和第一旋转夹指23a两者远离第一夹臂21a的一端呈V形，第二搬运夹指22b和第二旋转夹指23b两者远离第二夹臂21b的一端呈V形，第一搬运夹指22a和第二搬运夹指22b为尼龙成型件或者聚氨酯成型件，第一旋转夹指23a和第二旋转夹指23b为橡胶成型件。搬运夹指组件22采用尼龙材质或者聚氨酯材质，其性能可满足回转体的抓取要求，其刚性满足装配精度要求，塑变性能够满足不夹伤回转体表面油漆，避免对回转体的夹紧损伤；旋转夹指组件23采用橡胶材质，质地塑性高，摩擦系数大，可保证夹住回转体后稳定地旋转回转体的转动部分(旋转扭力要求较大)，同时橡胶的塑变性高，可弥补机械手抓住回转体转动部分的旋转中心的位置误差。

作为本实用新型中装配设备的一种相对优选的具体实施方式，包括拧紧装置3、操控机构、与操控机构连接的安装机构1以及夹持机构2，操控机构采用机械手；夹持机构2包括夹臂组件21、搬运夹指组件22、旋转夹指组件23和与安装机构1连接的夹臂驱动件24，夹臂组件21包括与夹臂驱动件24连接的第一夹臂21a和第二夹臂21b，搬运夹指组件22包括位于第一夹臂21a上的第一搬运夹指22a和位于第二夹臂21b上的第二搬运夹指22b，旋转夹指组件23包括位于第一夹臂21a上的第一旋转夹指23a和位于第二夹臂21b上的第二旋转夹指23b，第一搬运夹指22a和第一旋转夹指23a两者远离第一夹臂21a的一端呈V形，第二搬运夹指22b和第二旋转夹指23b两者远离第二夹臂21b的一端呈V形，第一搬运夹指22a和第二搬运夹指22b为尼龙成型件或者聚氨酯成型件，第一旋转夹指23a和第二旋转夹指23b为橡胶成型件；拧紧装置3包括拧紧轴31、与拧紧轴31连接的拧紧头机构32、能够驱动拧紧轴31旋转的拧紧轴旋拧件、能够驱动拧紧轴31进行轴向移动的拧紧轴浮动机构33和用于监控拧紧轴31旋拧扭力的拧紧力控制器，拧紧头机构32包括用于拧动回转体的紧固件的拧紧头321和拧紧头连接件322，拧紧头连接件322的一端与拧紧轴31连接、另一端与拧紧头321连接，拧紧头321与拧紧轴31呈偏心结构，拧紧轴浮动机构33包括与安装机构1连接的固定件、位于固定件上的滑轨和用于驱动拧紧轴31在滑轨内滑动的浮动驱动件，浮动驱动件为气缸驱动件或者弹簧件；拧紧轴旋拧件采用旋转电机，且与拧紧轴31和拧紧力控制器三者集成为一体。

上述的装配设备以进行回转体装配为例，其具体的过程为(回转体上的紧固件采用螺栓与螺帽紧固件)：

S1、通过机械手带动夹持机构2移动，夹臂组件21在夹臂驱动件24的驱动作用下进行开合，控制第一搬运夹指22a和第二搬运夹指22b闭合以夹取所需的回转体，并随机械手移动将回转体的固定部分放至回转体的装配主体(即工程机械)上相应的安装位置处，将第一搬运夹指22a和第二搬运夹指22b张开以松开回转体；

S2、通过机械手带动拧紧装置3移动，利用拧紧轴旋拧件驱动拧紧轴31旋转以带动拧紧头321将紧固件螺帽对接至相应的螺栓上拧紧，在螺帽对接至螺栓时拧紧轴浮动机构33的浮动驱动件能够驱动拧紧轴31沿滑轨进行轴向移动，使得拧紧头321进行浮动，避免螺栓拧紧时的刚性碰撞；

S3、在拧紧一部分紧固件后，通过机械手带动夹持机构2移动，夹臂组件21在夹臂驱动件24的驱动作用下进行开合，控制第一旋转夹指23a和第二旋转夹指23b闭合以夹持回转体的转动部分旋转至所需角度(即，将回转体上的油管接头等外接件转动一定的角度，以使得回转体上的外接件移至拧紧装置3对剩余部分的紧固件进行拧紧时的操作空间以外)后，将第一旋转夹指23a和第二旋转夹指23b张开以松开回转体，便于拧紧装置3对回转体剩余的紧固件进行安装操作；

S4、通过机械手带动拧紧装置3移动，利用拧紧轴旋拧件驱动拧紧轴31旋转以带动拧紧头321将剩余的紧固件螺帽对接至相应的螺栓上拧紧，在螺帽对接至螺栓时拧紧轴浮动机构33的浮动驱动件能够驱动拧紧轴31沿滑轨进行轴向移动，使得拧紧头321进行浮动，避免螺栓拧紧时的刚性碰撞。

由以上描述可以看出，本实用新型提供的拧紧装置3中，拧紧头321与拧紧轴31呈偏心结构，在利用拧紧头321对机械工件的紧固件进行拧紧操作时，使得拧紧头321更加易于避开机械工件上的油管接头等外接件，减小机械工件上的外接件对紧固件拧紧时的干涉；相较于传统人工安装，该拧紧装置3对紧固件进行安装操作更加方便，且操作稳定性好、自动化程度高。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种拧紧装置，其特征在于，包括拧紧轴(31)、与所述拧紧轴(31)连接的拧紧头机构(32)以及能够驱动所述拧紧轴(31)旋转的拧紧轴旋拧件，所述拧紧头机构(32)的拧紧头(321)与所述拧紧轴(31)呈偏心结构。

2.根据权利要求1所述的拧紧装置，其特征在于，所述拧紧头机构(32)设置有拧紧头连接件(322)，所述拧紧头连接件(322)的一端与所述拧紧头(321)连接、另一端与所述拧紧轴(31)连接。

3.根据权利要求1所述的拧紧装置，其特征在于，所述拧紧轴旋拧件采用旋转电机。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的拧紧装置，其特征在于，该拧紧装置还包括能够驱动所述拧紧轴(31)进行轴向移动的拧紧轴浮动机构(33)。

5.根据权利要求4所述的拧紧装置，其特征在于，所述拧紧轴浮动机构(33)包括固定件、位于所述固定件上的滑轨和用于驱动所述拧紧轴(31)在所述滑轨内滑动的浮动驱动件。

6.根据权利要求5所述的拧紧装置，其特征在于，所述浮动驱动件采用气缸驱动件或者弹簧件。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的拧紧装置，其特征在于，该拧紧装置还包括用于监控所述拧紧轴(31)旋拧扭力的拧紧力控制器。

8.根据权利要求7所述的拧紧装置，其特征在于，所述拧紧力控制器、所述拧紧轴(31)和所述拧紧轴旋拧件三者集成为一体。

9.一种装配设备，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任意一项所述的拧紧装置(3)。

10.根据权利要求9所述的装配设备，其特征在于，该装配设备还包括操控机构、与所述操控机构连接的安装机构(1)以及用于夹持工件的夹持机构(2)，所述拧紧装置(3)和所述夹持机构(2)均与所述安装机构(1)连接。

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