CN219358616U - 一种大扭矩螺栓自动化定扭装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，包括机器人安装组件和支撑定位部件，支撑定位部件用于固定转台和回转支承，机器人安装组件用于为螺栓定扭；所述机器人安装组件包括机械臂和拧紧组件，拧紧组件设置于机械臂的自由端；拧紧组件包括连接夹持工装，以及设置于连接夹持工装的视觉相机、激光传感器、气缸、连杆和反力臂电枪，视觉相机和激光传感器设置于反力臂电枪输出轴的一侧；反力臂电枪的输出轴转动连接连接夹持工装，所述连杆连接反力臂电枪的输出轴和气缸的缸杆。本实用新型可替代人工和小车为转台和回转支撑之间的大扭矩螺栓进行定扭，提高定扭的质量，降低劳动强度，提高劳动效率。

Description

一种大扭矩螺栓自动化定扭装置

技术领域

本实用新型涉及一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，属于履带起重机中转台和回转支承连接螺栓定扭的技术领域。

背景技术

履带起重机：是一种高层建筑施工用的自行式起重机。是一种利用履带行走的动臂旋转起重机，主要分为臂架和主机两大部分，其中臂架根据工况由主臂、副臂、塔臂、超起等组成，主机由转台、车架和履带梁三大块组成。

转台：是履带起重机重要的工作心脏，布置有操纵室、主臂、桅杆、超起桅杆、卷扬系统、动力系统、液压系统、电气系统、回转系统、配重、变幅滑轮组等部件。

回转支承：是实现履带起重机动臂旋转的关键部件，转台和车架通过它连接，实现相对旋转。回转支承共有两圈通孔，内圈孔用于与转台连接，外圈孔与车架连接。

履带式起重机中转台和回转支承装配一般通过螺栓连接，由于转台是履带起重机重要承载结构件，主要承受来自起重臂、桅杆、超起桅杆、起升机构、变幅机构、平衡重等上车所有载荷，受力情况复杂，并通过回转支承传力至车架，对转台与回转支承连接的螺栓预紧力要求比较高，根据详细计算并转化为扭矩，一般采用M24以上螺栓，扭矩在1000Nm以上。

现有技术中，转台与回转支承之间的大扭矩螺栓定扭时，一般通过人工手持电枪或推动夹持小车夹持电枪（此时转台与回转支承放置在马腿上，螺栓已预装）蹲在马腿下拧紧，由于大扭矩电枪较重，人工工作环境差，手持劳动量巨大，效率较低，且质量受人工工作状态影响。人工通过夹持小车夹持电枪移动拧紧，人工工作环境差，考虑安装空间和便捷性原因小车结构强度有限，由于长时间大扭矩拧紧，会导致支撑小车变形，影响拧紧质量。且夹持小车易损坏，不能满足长期螺栓连接定扭要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，可替代人工和小车为转台和回转支撑之间的大扭矩螺栓进行定扭，提高定扭的质量，降低劳动强度，提高劳动效率。

为达到上述目的，第一方面，本实用新型提供一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，包括机器人安装组件和支撑定位部件，所述支撑定位部件用于固定转台和回转支承，所述机器人安装组件用于为螺栓定扭；

所述机器人安装组件包括机械臂和拧紧组件，所述拧紧组件设置于机械臂的自由端；

所述拧紧组件包括连接夹持工装，以及设置于连接夹持工装的视觉相机、激光传感器、气缸、连杆和反力臂电枪，所述视觉相机和激光传感器设置于反力臂电枪输出轴的一侧；

所述反力臂电枪的输出轴转动连接连接夹持工装，所述连杆连接反力臂电枪的输出轴和气缸的缸杆。

进一步地，所述支承定位部件位于机器人安装组件上部，所述支撑定位部件包括伺服支撑滑台和伺服辅助支撑，所述伺服支撑滑台对称设置两座，各所述伺服支撑滑台包括滑动连接的固定底板和滑动底座，所述固定底板和滑动底座之间设置伺服电机和丝杆螺母机构；

所述伺服电机设置于固定底板，所述丝杆螺母机构包括丝杆和螺母，所述丝杆连接伺服电机，所述螺母设置于滑动底座，所述螺母和丝杆螺纹连接。

进一步地，所述滑动底座上设置有支撑平台，所述支撑平台上设置有半圆形的支撑面，两所述半圆形的支撑面的开口相对设置。

进一步地，所述支撑平台上设置有销轴，用于插入回转支承的外圈孔，固定回转支承。

进一步地，所述伺服辅助支撑包括挡板机构、高度调节机构和距离调节机构；

所述挡板机构包括升降台和两相对设置的挡板，两上所述挡板滑动连接升降台，所述升降台中设置丝杆螺母机构，所述丝杆螺母机构中的丝杆包括两段旋向相反的螺纹段，各所述螺纹段中均螺纹连接有螺母，各所述螺母分别连接挡板，所述丝杆传动连接有伺服电机。

进一步地，所述高度调节机构包括螺杆升降机，所述螺杆升降机的输出轴连接升降台，所述螺杆升降机的动力输入端连接有伺服电机。

进一步地，所述距离调节机构包括行走座和底座，所述行走座和底座滑动连接，所述底座和行走座之间设置齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构中的齿条设置于底座，齿轮设置于行走座，所述齿轮传动连接有伺服电机。

进一步地，所述伺服支撑滑台和伺服辅助支撑之间设置伸缩踏板，所述伸缩踏板将机器人安装组件和支撑定位部件隔离；

所述伸缩踏板包括滑动连接的上平台和下平台，以及链条齿轮传动机构，所述链条齿轮传动机构中的链条连接上平台，以带动上平台滑动。

进一步地，所述上平台和下平台的两侧边设置导向轨道，所述导向轨道为工字形槽，所述链条齿轮传动机构中的链条设置在导向轨道中，所述上平台和下平台的侧边设置于导向轨道。

进一步地，所述下平台底面设置有第一挡板，所述第一挡板配设有第二挡板，所述第二挡板固定设置，用于防止下平台缩回。

本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型提供一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，本实用新型设置支撑定位部件支撑并定位回转支承和转台，然后对螺栓进行预装后，通过视觉相机和激光传感器对待定扭的螺栓进行定位，通过机械臂调整反力臂电枪的位置，将套筒套入，通过气缸和连杆机构旋转反力臂电枪，使得反力臂快速抵靠相邻的螺栓，依靠反力进行螺栓定扭。本实用新型可替代人工和小车为转台和回转支撑之间的大扭矩螺栓进行定扭，提高定扭的质量，降低劳动强度，提高劳动效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置的俯视图；

图2是本实用新型实施例提供的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置中机械臂和拧紧组件的结构立体图；

图3是本实用新型实施例提供的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置中拧紧组件的立体图；

图4是本实用新型实施例提供的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置中伺服支撑滑台的立体图；

图5是本实用新型实施例提供的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置中伺服支撑滑台的仰视图；

图6是本实用新型实施例提供的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置中伸缩踏板的第一立体图；

图7是本实用新型实施例提供的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置中伸缩踏板的第二立体图；

图8是本实用新型实施例提供的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置中伺服辅助支撑的立体图；

图中：100、机械臂；200、拧紧组件；210、连接夹持工装；220、视觉相机；230、激光传感器；240、气缸；250、连杆；260、反力臂电枪；300、伺服支撑滑台；310、固定底板；320、滑动底座；330、支撑平台；400、伺服辅助支撑；410、挡板机构；411、升降台；412、挡板；420、高度调节机构；430、距离调节机构；431、行走座；432、底座；500、伸缩踏板；510、上平台；520、下平台；530、导向轨道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型实施例提供的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，如图1至图8所示，包括机器人安装组件和支撑定位部件，在使用时，首先将转台和回转支承放至支承定位部件，然后转台和回转支承之间的螺栓进行预安装，然后使用机器人安装组件进行螺栓的定扭安装。本实用新型可替代人工和小车为转台和回转支撑之间的大扭矩螺栓进行定扭，提高定扭的质量，降低劳动强度，提高劳动效率。

在具体设计时，如图1至图3所示，所述机器人安装组件包括机械臂100和拧紧组件200，所述拧紧组件200设置于机械臂100的自由端，通过机械臂100的动作带动拧紧组件200进行定位，然后通过拧紧组件200进行定扭，机械臂100在具体设计时选用自由度较高的六轴机械臂，通过螺栓连接将拧紧组件200与六轴机械臂的爪部连接。

如图2和图3所示，在设计拧紧组件200时，首先设置连接夹持工装210，用于连接机械臂100的爪部，并安装其他部件，包括视觉相机220、激光传感器230、气缸240、连杆250和反力臂电枪260，视觉相机220和激光传感器230用于定位待定扭的螺栓，设置于反力臂电枪260输出轴的一侧，所述反力臂电枪260被气缸240夹持，所述连杆250连接气缸240的缸杆。机械臂100按程序设定轨迹利用激光传感器230对轴承安装面进行取点测量，然后计算轴承安装面与程序设定的BASE 坐标之间的偏移量，从而调整反力臂电枪260的姿态，并移动至第一颗需要紧固的螺栓位置（人工画线），通过视觉相机220拍照，精确定位螺栓，通过连杆250使得被气缸240夹持的反力臂电枪260的套筒可轻微旋转套入，启动专机通过反力臂电枪260的输出轴转动使得反力臂快速抵靠相近的螺栓或可支承物，依靠抵靠反力进行拧紧。

如图1所示，为支承并定位转台和回转支承，本实用新型在支撑定位部件中设置伺服支撑滑台300和伺服辅助支撑400，所述伺服支撑滑台300用于支撑回转支承，所述伺服辅助支撑400用于支撑转台的后尾座部分。

在具体设计时，如图1、图4和图5所示，将机器人安装组件设置在地坑中，将支撑定位部件设置在地面上，伺服支撑滑台300设置两座，且对称设置，各所述伺服支撑滑台300包括滑动连接的固定底板310和滑动底座320，所述固定底板310和滑动底座320之间设置伺服电机和丝杆螺母机构；所述伺服电机设置于固定底板310，所述丝杆螺母机构包括丝杆和螺母，所述丝杆连接伺服电机，所述螺母设置于滑动底座320，所述螺母和丝杆螺纹连接，伺服电机提供动力通过丝杆螺母机构实现旋转运动到直线运动的转换，滑动底座320和丝杆螺母机构的螺母连接，滑动底座320下有滑动块，通过以上可实现滑动底座320在固定底板310上的直线运动。

为方便承托支撑回转支承，在各滑动底座320上设置支撑平台330，支撑平台330设置成半圆形，且两支撑平台330的开口相对设置。同时，为方便固定回转支承，本实用新型在两支撑平台330的表面设置销轴，用于插入回转支承的外圈孔，固定回转支承。

如图8所示，所述伺服辅助支撑400从上到下依次包括挡板412机构410、高度调节机构420和距离调节机构430，挡板412机构410宽度可调，以适应不同宽度的转台的后尾座；高度调节机构420的高度可调，以适应不同高度的转台的后尾座；距离调节机构430与伺服支承滑台之间的距离可调，以适应不同长度的转台。

在具体设计时，为实现宽度可调，挡板412机构410选用两挡板412配合两段丝杆螺母机构的设计方案，配备两对称的挡板412，滑动设置在升降台411中，在升降台411中设置丝杆螺母机构，特别的是，本丝杆设置两端旋向相反的螺纹段，每个螺纹段均螺纹连接有螺母，各个螺母均连接挡板412，丝杆传动连接有伺服电机，伺服电机动作，带动丝杆转动，驱动两螺母运动，带动两挡板412相互靠近和远离，以固定不同宽度的后尾座。

为实现高度可调，高度调节机构420选用螺杆升降机的设计方案，包括螺杆升降机，螺杆升降机设置有两个，分别对称设置在升降台411的底部，螺杆升降机的输出轴连接升降台411，所述螺杆升降机的动力输入端连接有伺服电机，伺服电机动作，带动螺杆电机的输出轴伸缩，带动升降台411执行升降动作，以支撑不同高度的后尾座。

为实现长度可调，在距离调节装置中设置滑动连接的行走座431和底座432，所述行走座431和底座432的相对运动方向朝向伺服支撑滑台300，行走座431在底座432上来回滑动，调节伺服辅助支撑400和伺服支撑滑台300之间的距离，以适应不同长度的转台。在具体设计时，将底座432固定在地面，在底座432和行走座431之间设置滑轨滑块结构，实现滑动连接；在底座432和行走座431之间设置齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构中的齿条设置于底座432，齿轮设置于行走座431，所述齿轮传动连接有伺服电机，伺服电机动作，带动齿轮沿着齿条行走，带动行走座431运动，使得伺服辅助支撑400靠近或远离伺服支撑滑台300，以调节其间距离，适应不同长度的转台。

如图6和图7所示，为便于预装螺钉，为操作人员提供踩踏平台，并隔离机器人安装组件，本实用新型还设置伸缩踏板500，包括上平台510和下平台520，上平台510和下平台520之间设置滑块滑轨结构，实现上平台510和下平台520的滑动连接，伸缩踏板500还包括链条齿轮传动机构，所述链条齿轮传动机构中的链条连接上平台510，以带动上平台510滑动，所述上平台510和下平台520的两侧边设置导向轨道530，所述导向轨道530为工字形槽，所述链条齿轮传动机构中的链条设置在导向轨道530中，所述上平台510和下平台520的侧边滑动设置于导向轨道530，所述下平台520底面设置有第一挡板412，所述第一挡板412配设有第二挡板412，所述第二挡板412固定设置，用于防止下平台520缩回。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，其特征在于：

包括机器人安装组件和支撑定位部件，所述支撑定位部件用于固定转台和回转支承，所述机器人安装组件用于为螺栓定扭；

所述机器人安装组件包括机械臂(100)和拧紧组件(200)，所述拧紧组件(200)设置于机械臂(100)的自由端；

所述拧紧组件(200)包括连接夹持工装(210)，以及设置于连接夹持工装(210)的视觉相机(220)、激光传感器(230)、气缸(240)、连杆(250)和反力臂电枪(260)，所述视觉相机(220)和激光传感器(230)设置于反力臂电枪(260)输出轴的一侧；

所述反力臂电枪(260)的输出轴转动连接夹持工装(210)，所述连杆(250)连接反力臂电枪(260)的输出轴和气缸(240)的缸杆。

2.根据权利要求1所述的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，其特征在于：

所述支承定位部件位于机器人安装组件上部，所述支撑定位部件包括伺服支撑滑台(300)和伺服辅助支撑(400)，所述伺服支撑滑台(300)对称设置两座，各所述伺服支撑滑台(300)包括滑动连接的固定底板(310)和滑动底座(320)，所述固定底板(310)和滑动底座(320)之间设置伺服电机和丝杆螺母机构；

所述伺服电机设置于固定底板(310)，所述丝杆螺母机构包括丝杆和螺母，所述丝杆连接伺服电机，所述螺母设置于滑动底座(320)，所述螺母和丝杆螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，其特征在于：

所述滑动底座(320)上设置有支撑平台(330)，所述支撑平台(330)上设置有半圆形的支撑面，两所述半圆形的支撑面的开口相对设置。

4.根据权利要求3所述的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，其特征在于：

所述支撑平台(330)上设置有销轴，用于插入回转支承的外圈孔，固定回转支承。

5.根据权利要求2所述的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，其特征在于：

所述伺服辅助支撑(400)包括挡板机构(410)、高度调节机构(420)和距离调节机构(430)；

所述挡板机构(410)包括升降台(411)和两相对设置的挡板(412)，两上所述挡板(412)滑动连接升降台(411)，所述升降台(411)中设置丝杆螺母机构，所述丝杆螺母机构中的丝杆包括两段旋向相反的螺纹段，各所述螺纹段中均螺纹连接有螺母，各所述螺母分别连接挡板(412)，所述丝杆传动连接有伺服电机。

6.根据权利要求5所述的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，其特征在于：

所述高度调节机构(420)包括螺杆升降机，所述螺杆升降机的输出轴连接升降台(411)，所述螺杆升降机的动力输入端连接有伺服电机。

7.根据权利要求6所述的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，其特征是：

所述距离调节机构(430)包括行走座(431)和底座(432)，所述行走座(431)和底座(432)滑动连接，所述底座(432)和行走座(431)之间设置齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构中的齿条设置于底座(432)，齿轮设置于行走座(431)，所述齿轮传动连接有伺服电机。

8.根据权利要求2所述的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，其特征在于：

所述伺服支撑滑台(300)和伺服辅助支撑(400)之间设置伸缩踏板(500)，所述伸缩踏板(500)将机器人安装组件和支撑定位部件隔离；

所述伸缩踏板(500)包括滑动连接的上平台(510)和下平台(520)，以及链条齿轮传动机构，所述链条齿轮传动机构中的链条连接上平台(510)，以带动上平台(510)滑动。

9.根据权利要求8所述的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，其特征在于：

所述上平台(510)和下平台(520)的两侧边设置导向轨道(530)，所述导向轨道(530)为工字形槽，所述链条齿轮传动机构中的链条设置在导向轨道(530)中，所述上平台(510)和下平台(520)的侧边设置于导向轨道(530)。

10.根据权利要求9所述的一种大扭矩螺栓自动化定扭装置，其特征在于：

所述下平台(520)底面设置有第一挡板，所述第一挡板配设有第二挡板，所述第二挡板固定设置，用于防止下平台(520)缩回。