一种便携式螺栓预拧紧机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种便携式螺栓预拧紧机械手，在底座的竖直转轴上套装有可转动的立柱；在立柱的背面分别安装有散热风扇、四个电机驱动器以及两个电连接器，上述的四个电机驱动器分别与各自对应的电机控制连接；电机一的固定端与立柱固定连接，电机一的输出端与谐波减速器一的输入端固定连接；线性模组的固定接口与立柱固连，线性模组的输入端与电机二的输出轴连接，线性模组的输出端与大臂连接；大臂通过谐波减速器二与小臂连接；电机三通过中空轴与柔性手爪传动连接。本实用新型专利技术装置，实现了对螺栓自动识别、定位放置、预拧紧的全自动化操作。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式螺栓预拧紧机械手
本技术属于螺栓装配设备
，涉及一种便携式螺栓预拧紧机械手。
技术介绍
螺纹是机械设备中的常见连接方式，在机械领域有着广泛的应用。在传统的装配生产工艺中，一般由人工将螺栓放置在螺孔处，并手工拧进一定的行程，对螺栓进行预拧紧，再由专用的螺栓拧紧设备或压力机进行拧紧。这一过程耗费人力物力，降低了生产效率和自动化程度。因此现有的螺栓拧紧生产线还没有达到完全的自动化，无法实现从选取螺栓、正确放置及预拧紧全程的自动化，而纯人工操作的成本高，劳动强度大，生产效率较低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种便携式螺栓预拧紧机械手，解决了现有技术中对螺栓自动识别、定位放置、预拧紧全自动化程度低，人工作业成本高，劳动强度大，生产效率较低等问题。本技术所采用的技术方案是，一种便携式螺栓预拧紧机械手，包括底座，底座的竖直转轴上套装有可转动的立柱；在立柱的背面分别安装有散热风扇、四个电机驱动器以及两个电连接器，上述的四个电机驱动器分别与各自对应的电机控制连接，即电机一与电机驱动器一对应连接，电机二与电机驱动器二对应连接，电机三与电机驱动器三对应连接，电机四与电机驱动器四对应连接；谐波减速器一及电机一安装在立柱下部，电机一的固定端与立柱固定连接，电机一的输出端与谐波减速器一的输入端固定连接；在立柱的正面安装有线性模组，电机二固定在立柱顶部，线性模组的固定接口与立柱固连，线性模组的输入端与电机二的输出轴连接，线性模组的输出端与大臂连接；大臂通过谐波减速器二与小臂连接，大臂与谐波减速器二的固定端固定连接，谐波减速器二的输入端通过带轮一和带轮四与电机四连接，谐波减速器二的输出端与小臂固定连接；电机三通过带轮二和带轮三与中空轴传动连接，中空轴再与柔性手爪的输出轴传动连接；大臂的上表面设置有大臂上盖，电机三和电机四均安装在大臂上盖上。本技术的便携式螺栓预拧紧机械手，其特征还在于：所述的两个电连接器通过各自的固定组件固定在立柱上，立柱背面安装的七个电气部件共同覆盖有一个保护壳，大臂上盖上端面固定连接有电机外壳。所述的小臂和柔性手爪的传动结构是，电机四输出轴固定连接有带轮一，带轮一通过同步带二与带轮四传动连接，带轮四与谐波减速器二的输入端固定连接，谐波减速器二的输出端与小臂后端连接；电机三输出端固定连接有带轮二，带轮二通过同步带一与带轮三传动连接，带轮三与小臂后端的中空轴输入端固定连接，中空轴的输出端与带轮五固定连接，带轮五通过同步带三与带轮六传动连接，带轮六与小臂前端的输出轴传动连接，输出轴再与柔性手爪传动连接。所述的带轮一采用的柔性张紧结构是，包括张紧螺栓一，张紧螺栓一通过L型板一连接在电机滑台一上，张紧螺栓一另一端穿过大臂上的固定凸台一，张紧螺栓一上套有弹簧二，弹簧二一端固定于凸台上，另一端固定于L型板一上；电机滑台一上开有螺纹孔和与电机四安装用的定位孔，电机四通过定位孔和螺栓连接在电机滑台一上；大臂上的凹槽对应于电机滑台一开有槽口一，电机固定螺栓穿过两侧的U型槽一和U型槽三。所述的带轮二采用的柔性张紧结构是，包括张紧螺栓二，张紧螺栓二通过L型板二连接在电机滑台二上，张紧螺栓二另一端穿过大臂上的固定凸台二；张紧螺栓二上套有弹簧三，弹簧三一端固定于凸台上，另一端固定于L型板二上；电机滑台二上开有螺纹孔和与电机三安装用的定位孔，电机三通过定位孔和螺栓安装在电机滑台二上；大臂上的凹槽中对应电机滑台二开有槽口二，电机固定螺栓穿过两边的U型槽二和U型槽四。所述的柔性手爪的结构是，包括输出轴，在输出轴外表面上部固定套装有带轮六，带轮六通过带轮固定件与输出轴固定为一体，输出轴外表面下部通过一对轴承支承在小臂下盖内的轴承安装座中，该对轴承下方通过轴承端盖支承，轴承端盖通过螺钉与小臂下盖固定连接；在输出轴的内孔中套装有手爪法兰，手爪法兰下端面通过埋头螺钉与输出轴下端面固定连接；手爪法兰内孔中套装有手爪轴，手爪轴为阶梯轴，手爪轴上部圆周面装有弹簧一，弹簧一的下端顶压在手爪轴阶梯面上，弹簧一的上端顶压在手爪法兰上端台阶内沿，手爪轴下部圆周面的导槽中装有导向平键，手爪法兰内腔壁上对应开有键槽；手爪轴下端通过插钉连接有磁吸组件。本技术的有益效果是，该种机械手包含一个垂直移动关节和三个水平回转关节，可对水平面内不同位置螺栓和螺纹孔进行定位与抓取；该机械手回转关节的传动方式采用多级带传动的后置结构，可减小机械手末端的转动惯量，提高负载能力，更便于控制信号接线；磁吸式的柔性手爪可以对螺栓进行放置和预拧紧，并且磁吸式的柔性手爪还可以根据不同螺栓的型号自动更换套筒，实现同工位不同型号螺纹装配；该机械手还配备有视觉感知器件，可以实现螺纹孔、螺栓、套筒的识别与定位，以便通过视觉驱动实现机械手的准确作业；该机械手的电气控制部件内置于机械手本体之内，与常见机械手相比，无需搭建外置控制柜，有效集机械与控制系统于一体，结构更加紧凑便携。附图说明图1是本技术机械手在生产线上的安装位置示意图；图2是本技术机械手工作对象(工件)的结构示意图；图3是与本技术机械手配套的套筒料盘的结构示意图图4是与本技术机械手配套的螺栓料盘的结构示意图；图5是本技术机械手(带保护壳)的结构示意图一；图6是本技术机械手(去掉保护壳)的结构示意图二；图7是本技术机械手中的小臂和柔性手爪的传动结构示意图；图8是本技术机械手中的带轮的柔性张紧结构示意图；图9是本技术机械手中的大臂上的U型槽结构示意图；图10是本技术机械手中的柔性手爪的结构示意图。图中，1.生产线，2.机械手，3.工件，4.工装，5.套筒料盘，6.螺栓料盘，2-1.底座，2-2-A.谐波减速器一，2-2-B.谐波减速器二，2-3.立柱，2-4-A.电机一，2-4-B.电机二，2-4-C.电机三，2-4-D.电机四，2-5.电机外壳，2-6.固定组件，2-7.电连接器，2-8.外壳，2-9.大臂上盖，2-10-A.带轮一，2-10-B.带轮二，2-10-C.带轮三，2-10-D.带轮四，2-10-E.带轮五，2-10-F.带轮六，2-11.大臂，2-12.小臂，2-13.小臂盖板，2-15.中空轴，2-16.输出轴，2-17-A.轴承一，2-17-B.轴承二，2-18.轴承端盖，2-19.手爪轴，2-20.手爪法兰，2-21.线性模组，2-22.模组防尘罩，2-23-A.电机驱动器一，2-23-B.电机驱动器二，2-23-C.电机驱动器三，2-23-D.电机驱动器四，2-24.散热风扇，2-25-A.拖链转接件一，2-25-B.拖链转接件，2-26.拖链，2-27.导向平键，2-28.弹簧一，2-29.磁吸组件，2-30-A.同步带一，2-30-B.同步带二，2-30-C.同步带三，2-31-A.大臂端盖，2-31-B.小臂端盖，2-32.带轮固定件；3-1.底座，3-2.螺纹孔，3-3.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式螺栓预拧紧机械手，其特征在于：包括底座(2-1)，底座(2-1)的竖直转轴上套装有可转动的立柱(2-3)；/n在立柱(2-3)的背面分别安装有散热风扇(2-24)、四个电机驱动器以及两个电连接器(2-7)，上述的四个电机驱动器分别与各自对应的电机控制连接，即电机一(2-4-A)与电机驱动器一(2-23-A)对应连接，电机二(2-4-B)与电机驱动器二(2-23-B)对应连接，电机三(2-4-C)与电机驱动器三(2-23-C)对应连接，电机四(2-4-D)与电机驱动器四(2-23-D)对应连接；/n谐波减速器一(2-2-A)及电机一(2-4-A)安装在立柱(2-3)下部，电机一(2-4-A)的固定端与立柱(2-3)固定连接，电机一(2-4-A)的输出端与谐波减速器一(2-2-A)的输入端固定连接；/n在立柱(2-3)的正面安装有线性模组(2-21)，电机二(2-4-B)固定在立柱(2-3)顶部，线性模组(2-21)的固定接口与立柱(2-3)固连，线性模组(2-21)的输入端与电机二(2-4-B)的输出轴连接，线性模组(2-21)的输出端与大臂(2-11)连接；大臂(2-11)通过谐波减速器二(2-2-B)与小臂(2-12)连接，大臂(2-11)与谐波减速器二(2-2-B)的固定端固定连接，谐波减速器二(2-2-B)的输入端通过带轮一(2-10-A)和带轮四(2-10-D)与电机四(2-4-D)连接，谐波减速器二(2-2-B)的输出端与小臂(2-12)固定连接；电机三(2-4-C)通过带轮二(2-10-B)和带轮三(2-10-C)与中空轴(2-15)传动连接，中空轴(2-15)再与柔性手爪(8)的输出轴(2-16)传动连接；/n大臂(2-11)的上表面设置有大臂上盖(2-9)，电机三(2-4-C)和电机四(2-4-D)均安装在大臂上盖(2-9)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种便携式螺栓预拧紧机械手，其特征在于：包括底座(2-1)，底座(2-1)的竖直转轴上套装有可转动的立柱(2-3)；
在立柱(2-3)的背面分别安装有散热风扇(2-24)、四个电机驱动器以及两个电连接器(2-7)，上述的四个电机驱动器分别与各自对应的电机控制连接，即电机一(2-4-A)与电机驱动器一(2-23-A)对应连接，电机二(2-4-B)与电机驱动器二(2-23-B)对应连接，电机三(2-4-C)与电机驱动器三(2-23-C)对应连接，电机四(2-4-D)与电机驱动器四(2-23-D)对应连接；
谐波减速器一(2-2-A)及电机一(2-4-A)安装在立柱(2-3)下部，电机一(2-4-A)的固定端与立柱(2-3)固定连接，电机一(2-4-A)的输出端与谐波减速器一(2-2-A)的输入端固定连接；
在立柱(2-3)的正面安装有线性模组(2-21)，电机二(2-4-B)固定在立柱(2-3)顶部，线性模组(2-21)的固定接口与立柱(2-3)固连，线性模组(2-21)的输入端与电机二(2-4-B)的输出轴连接，线性模组(2-21)的输出端与大臂(2-11)连接；大臂(2-11)通过谐波减速器二(2-2-B)与小臂(2-12)连接，大臂(2-11)与谐波减速器二(2-2-B)的固定端固定连接，谐波减速器二(2-2-B)的输入端通过带轮一(2-10-A)和带轮四(2-10-D)与电机四(2-4-D)连接，谐波减速器二(2-2-B)的输出端与小臂(2-12)固定连接；电机三(2-4-C)通过带轮二(2-10-B)和带轮三(2-10-C)与中空轴(2-15)传动连接，中空轴(2-15)再与柔性手爪(8)的输出轴(2-16)传动连接；
大臂(2-11)的上表面设置有大臂上盖(2-9)，电机三(2-4-C)和电机四(2-4-D)均安装在大臂上盖(2-9)上。


2.根据权利要求1所述的便携式螺栓预拧紧机械手，其特征在于：所述的两个电连接器(2-7)通过各自的固定组件(2-6)固定在立柱(2-3)上，立柱(2-3)背面安装的七个电气部件共同覆盖有一个保护壳(2-8)，大臂上盖(2-9)上端面固定连接有电机外壳(2-5)。


3.根据权利要求1所述的便携式螺栓预拧紧机械手，其特征在于：所述的小臂(2-12)和柔性手爪(8)的传动结构是，
电机四(2-4-D)输出轴固定连接有带轮一(2-10-A)，带轮一(2-10-A)通过同步带二(2-30-B)与带轮四(2-10-D)传动连接，带轮四(2-10-D)与谐波减速器二(2-2-B)的输入端固定连接，谐波减速器二(2-2-B)的输出端与小臂(2-12)后端连接；
电机三(2-4-C)输出端固定连接有带轮二(2-10-B)，带轮二(2-10-B)通过同步带一(2-30-A)与带轮三(2-10-C)传动连接，带轮三(2-10-C)与小臂(2-12)后端的中空轴(2-15)输入端固定连接，中空轴(2-15)的输出端与带轮五(2-10-E)固定连接，带轮五(2-10-E)通过同步带三(2-30-C)与带轮六(2-10-F)传动连接，带轮六(2-10-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广鹏，穆卫谊，朱凌，黄玉美，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61