一种适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备制造技术

本实用新型专利技术公开了适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备，属于螺栓拆装技术领域。以提高螺栓拆装的高效、精准以及智能化的目的。拆装设备包括基座、回转组件、支撑座、升降组件、大臂、第一回转电机、小臂、第二回转电机、承载板、扭矩枪和扭矩枪电机。回转组件承载于基座。支撑座固定在回转组件与基座相对的一面，升降组件沿支撑座的高度方向设置在支撑座的一侧。第一回转电机承载于大臂的悬空端。小臂动力连接于第一回转电机的输出轴，小臂绕输出轴的中心轴线旋转。第二回转电机沿小臂的长度延伸方向设置在小臂的悬空端。承载板动力连接第二回转电机所具有的输出轴。扭矩枪紧固连接于承载板。扭矩枪电机紧固连接于承载板，并动力连接扭矩枪。扭矩枪。扭矩枪。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备


[0001]本技术涉及螺栓拆装
，尤其涉及一种适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备。

技术介绍

[0002]500米口径球面射电望远镜(Five
‑
hundred
‑
meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST)的馈源接收机体积大质量重，需要通过大量的螺栓的固定。
[0003]现有技术提供的螺栓拆装设备的作业端采用的是自动紧固扳手，在实现螺栓紧固的同时，可以有效的减小紧固螺栓的劳动强度。上述自动紧固扳手只能紧固螺栓不能拆卸螺栓，而且也无法精准控制螺栓拆装的紧固扭矩精度，再者，亦不能自动自动识别螺栓位置、规格以及姿态。基于此，存在作业效率低、紧固扭矩与实际所需扭矩不匹配以及自动化程度低等问题。也就是说，现有技术提供的螺栓拆装设备无法满足FAST馈源接收机高效、精准以及智能化的拆装需求。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备，以提高螺栓拆装的高效、精准以及智能化的目的。
[0005]第一方面，为了实现上述目的，本技术提供了一种适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备，包括基座、回转组件、支撑座、升降组件、大臂、第一回转电机、小臂、第二回转电机、承载板、扭矩枪和扭矩枪电机。回转组件承载于基座，回转组件绕垂直于基座的中心轴线旋转。支撑座固定在回转组件与基座相对的一面，升降组件沿支撑座的高度方向设置在支撑座的一侧，升降组件带动大臂沿支撑座的高度方向上升或下降。第一回转电机承载于大臂的悬空端，第一回转电机的输出轴的中心轴线与大臂垂直。小臂动力连接于第一回转电机的输出轴，小臂绕输出轴的中心轴线旋转。第二回转电机沿小臂的长度延伸方向设置在小臂的悬空端，第二回转电机所具有的输出轴的延伸方向与小臂的长度延伸方向一致。承载板动力连接第二回转电机所具有的输出轴。扭矩枪紧固连接于承载板，扭矩枪所具有的枪头的中心轴线与第二回转电机的输出轴的中心轴线垂直。扭矩枪电机紧固连接于承载板，并动力连接扭矩枪。
[0006]将本技术提供的适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备应用于螺栓拆卸时，可以首先确定待拆卸螺栓所在的区域，以将拆装设备固定在合适的位置。在扭矩枪当前位置S1以及待拆卸螺栓位置S2均确定的情况下，可以进一步确定扭矩枪从S1到S2所需要的路径。基于此，可以控制回转组件旋转一定角度(可以定义为第一旋转自由度)、控制升降组件上升或下降一定高度(可以定义为直线运动自由度)、控制第一回转电机旋转一定角度(可以定义为第二旋转自由度)、控制第二回转电机旋转一定角度(可以定义为第三旋转自由度)。也就是说，由上述第一旋转自由度、直线运动自由度、第二旋转自由度和第三旋转自由度形成四自由度的螺栓拆装设备。此时，扭矩枪可以抵达待拆卸螺栓所在的位置，且扭矩枪
所具有的枪头咬合在待拆卸螺栓的头部。基于此，再进一步的控制扭矩枪电机旋转，以将力矩通过扭矩枪施加在待拆卸螺栓上，直至将螺栓拆卸。当然，在拆卸完成后，还可以进一步的控制螺栓拆装设备完成上述四自由度的运动，以将螺栓转运至指定位置。
[0007]将本技术提供的适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备应用于螺栓安装时，可以首先确定安装区域，以将拆装设备固定在合适的位置。基于此，再进一步的确定待安装螺栓所在的位置S3、扭矩枪当前所在的位置S4、螺栓的安装位置S5，以及S5处需要安装的螺栓的规格等。此时，可以根据实际需要控制扭矩枪完成至少一个自由度的运动，以从S4抵达S3，待扭矩枪在S3处抓取到螺栓后，再进一步的根据实际需要控制扭矩枪完成至少一个自由度的运动，以将携带有螺栓的扭矩枪从S3抵达S5。在S5处控制扭矩枪正转或者反转以实现螺栓的安装。当然，在拆卸完成后，还可以进一步的控制螺栓拆装设备完成上述至少一个自由度的运动，以使扭矩枪再次抵达初始位置S4。
[0008]从以上应用过程可知，在回转组件、升降组件、大臂、第一回转电机、小臂以及第二回转电机的配合下，可以带动扭矩枪实现四个自由度的运动，以实现螺栓拆装的高效、精准以及智能化的目的。而且，利用扭矩枪的正向/反向旋转即可实现螺栓的拆卸和安装，也就是说，利用同一套设备即可同时满足两种作业需求。基于此，可以扩大拆装设备的适用性以及节约设备购置的成本。
[0009]作为一种可能的实现方式，拆装设备还包括工业相机，工业相机紧固连接在承载板与扭矩枪相同的一侧。拆装设备用于拆卸螺栓时，工业相机用于获取待拆卸的螺栓的位置信息、规格信息和姿态信息。拆装设备用于安装螺栓时，工业相机用于获取螺栓待安装位置的位置信息、规格信息。
[0010]作为一种可能的实现方式，回转组件包括回转盘以及第三回转电机。其中，回转盘同轴设置在基座上，回转盘为中空且密闭的圆形回转盘。回转盘的内壁周向具有内齿圈，第三回转电机的输出轴动力连接齿轮，齿轮与内齿圈啮合，以驱动回转盘实现回转运动。
[0011]作为一种可能的实现方式，升降组件包括驱动电机、丝杠、螺母和导轨。其中，驱动电机设置在支撑座的顶端，驱动电机的输出轴动力连接丝杠，螺母与丝杠咬合。导轨与丝杠平行设置在支撑座上，螺母与大臂的一端紧固连接在一起。
[0012]作为一种可能的实现方式，承载板包括第一板和第二板，第一板与第二回转电机的输出轴紧固连接，第一板的承载面紧固连接扭矩枪。扭矩枪靠近第一板的一端设置与第一板平行的安装板，工业相机承载于安装板，且与扭矩枪平行。第二板垂直连接于第一板的一侧；扭矩枪电机同时由第一板和第二板承载。扭矩枪电机位于第二回转电机的下方，且扭矩电机的长度延伸方向与第二回转电机的长度延伸方向一致。
[0013]作为一种可能的实现方式，回转组件能够绕垂直于基座的中心轴线正向和反向旋转，回转组件的旋转角度为α1，
‑
360
°
≤α1≤360
°
，且α1≠0
°
。
[0014]作为一种可能的实现方式，第一回转电机能够正向旋转或反向旋转，第一回转电机的旋转角度为α2，
‑
360
°
≤α2≤360
°
，且α2≠0
°
。
[0015]作为一种可能的实现方式，第二回转电机能够正向旋转或反向旋转，第二回转电机的旋转角度为α3，
‑
360
°
≤α3≤360
°
，且α3≠0
°
。
[0016]第二方面，本技术还提供一种适用于FAST的四自由度螺栓拆装系统，拆装系统适用于第一方面提供的拆装设备，拆装系统包括通信单元和处理单元。通信单元在接收
到螺栓的位置信息、规格信息和姿态信息，或螺栓待安装位置的位置信息和规格信息的情况下，将上述信息发送至处理单元。处理单元基于螺栓的位置信息、规格信息和姿态信息，生成螺栓拆卸指令，螺栓拆卸指令经通信单元发送至螺栓拆装设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备，其特征在于，包括基座、回转组件、支撑座、升降组件、大臂、第一回转电机、小臂、第二回转电机、承载板、扭矩枪和扭矩枪电机；所述回转组件承载于所述基座，所述回转组件绕垂直于所述基座的中心轴线旋转；所述支撑座固定在所述回转组件与所述基座相对的一面；所述升降组件沿所述支撑座的高度方向设置在支撑座的一侧；所述升降组件带动所述大臂沿所述支撑座的高度方向上升或下降；所述第一回转电机承载于所述大臂的悬空端，所述第一回转电机的输出轴的中心轴线与所述大臂垂直；所述小臂动力连接于所述第一回转电机的输出轴，所述小臂绕输出轴的中心轴线旋转；所述第二回转电机沿所述小臂的长度延伸方向设置在所述小臂的悬空端，所述第二回转电机所具有的输出轴的延伸方向与所述小臂的长度延伸方向一致；所述承载板动力连接所述第二回转电机所具有的输出轴；所述扭矩枪紧固连接于所述承载板，所述扭矩枪所具有的枪头的中心轴线与所述第二回转电机的输出轴的中心轴线垂直；所述扭矩枪电机紧固连接于承载板，并动力连接所述扭矩枪。2.根据权利要求1所述的适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备，其特征在于，所述拆装设备还包括工业相机，所述工业相机紧固连接在所述承载板与所述扭矩枪相同的一侧；所述拆装设备用于拆卸螺栓时，所述工业相机用于获取待拆卸的所述螺栓的位置信息、规格信息和姿态信息；所述拆装设备用于安装螺栓时，所述工业相机用于获取螺栓待安装位置的位置信息、规格信息。3.根据权利要求1所述的适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备，其特征在于，所述回转组件包括回转盘以及第三回转电机；其中，所述回转盘同轴设置在所述基座上，所述回转盘为中空且密闭的圆形回转盘；所述回转盘的内壁周向具有内齿圈；所述第三回转电机的输出轴动力连接齿轮，所述齿轮与所述内齿圈啮合，以驱动所述回转盘实现回转运动。4.根据权利要求1所述的适用于FAST的四自由度螺栓拆装设备，其特征在于，所述升降组件包括驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖陶康，肖新华，强利刚，林龙贵，李林，齐维伟，宋定安，张勇，张志远，习小康，冉浩，胡静，杨义光，李阳阳，王克楠，郭超，
申请(专利权)人：航天江南集团有限公司，
类型：新型
国别省市：