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专利号: 2022104133863
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多自由度装卸螺栓装置,其特征在于,包括并排设置的左侧短机架和右侧长机架,所述左侧短机架和右侧长机架之间有一定距离,所述左侧短机架包括支撑机构和左平移机构,所述右侧长机架包括支撑机构和右平移机构,所述右平移机构底部设有机械手;

所述支撑机构包括支撑架和设置在支撑架上的平移底板,所述左平移机构和右平移机构在平移底板上做相向或相背运动,两者能通过对接机构配合连接;所述机械手包括气动扳手、减震机构、平移旋转机构、运动机构以及翻转机构,所述平移旋转机构能够使气动扳手在水平面上左右移动和旋转,所述运动机构能够使气动扳手前后移动,所述翻转机构能够实现气动扳手在竖直面内的翻转运动;

所述左平移机构包括第一导向气缸和第一矩形铝合金框架,所述右平移机构包括第一导向气缸和第二矩形铝合金框架;所述平移旋转机构包括平移旋转板、第二导向气缸和旋转气缸;所述翻转机构包括伺服电机和与其固定连接的蜗轮蜗杆减速器,所述蜗轮蜗杆减速器通过减速器固定架与旋转气缸的旋转输出轴固定连接,所述蜗轮蜗杆减速器两端的输出轴分别通过联轴器连接有旋转轴;所述运动机构包括第三导向气缸和导轨;

在初始位置时,第一矩形铝合金框架和第二矩形铝合金框架收回在平移底板上,在其工作状态时,机械手来到螺栓的位置;

当需要装卸螺栓的工件未到来时,装置处于初始位置,左侧短机架和右侧长机架分布在流水线两侧,当工件到达指定位置后,装置开始工作,第一导向气缸启动,第一矩形铝合金框架和第二矩形铝合金框架分别被第一导向气缸推出,做相向运动,并通过对接结构接合;

旋转气缸工作,将机械手旋转90度,使机械手来到指定工作位置,使气动扳手朝向待装卸螺栓;

若工件上的螺栓与气动扳手角度完全对准,则第三导向气缸启动,将扳手保持架推出,扳手保持架带动气动扳手推出,将扳手插入螺栓,将螺栓旋出;

若工件上的螺栓与气动扳手角度不能完全对准,通过装置中的平移旋转机构以及翻转机构对气动扳手的角度和位置进行调节;

第二导向气缸启动,带动气动扳手的水平左右平移;旋转气缸启动,带动气动扳手的水平旋转;第三导向气缸启动,带动气动扳手的水平前后平移;将平移和旋转操作组合起来,实现机械手在水平面内任何位置的调整;

伺服电机启动,蜗轮蜗杆减速器的输出轴带动联轴器旋转,因此带动旋转轴旋转,旋转轴旋转使得旋转保持架翻转,旋转保持架上设有气动扳手,从而调节气动扳手的角度。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度装卸螺栓装置,其特征在于,所述支撑架包括四个呈矩形阵列分布的底部支撑板,每个底部支撑板上固定设有支撑方管,所述平移底板固定在四根支撑方管顶端。

3.根据权利要求1所述的一种多自由度装卸螺栓装置,其特征在于, 所述导向气缸固定在平移底板上,第一矩形铝合金框架和第二矩形铝合金框架分别与各自对应的第一导向气缸的伸缩杆固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种多自由度装卸螺栓装置,其特征在于,所述第一和第二矩形铝合金框架底部通过导向轴支座设有两条前后平行的导向轴,所述导向轴上滑动套设有箱体滑块,所述箱体滑块固定在平移底板上。

5.根据权利要求3所述的一种多自由度装卸螺栓装置,其特征在于,所述第二矩形铝合金框架左端底部固定有机械手固定板,所述平移旋转机构固定在机械手固定板底面;

所述第二导向气缸固定在机械手固定板底面,第二导向气缸的伸缩杆与平移旋转板固定连接,机械手固定板底面上设有分布于第二导向气缸前后两侧的导轨,导轨上滑动连接有滑块,滑块底部与所述平移旋转板固定连接;

所述旋转气缸固定在平移旋转板上,其旋转活塞杆穿过平移旋转板,与所述翻转机构固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种多自由度装卸螺栓装置,其特征在于,两个旋转轴与旋转保持架固定连接,所述减震机构设置在旋转保持架上。

7.根据权利要求6所述的一种多自由度装卸螺栓装置,其特征在于,所述减震机构包括气动扳手固定架和气动扳手保持架,两者均为矩形框架,所述气动扳手固定在气动扳手保持架内;

所述气动扳手包括气动扳手本体和气动扳手前壳,气动扳手本体固定在气动扳手固定架中,气动扳手前壳依次穿过气动扳手固定架和气动扳手保持架;所述气动扳手固定架和气动扳手保持架之间通过若干根减震弹簧连接。

8.根据权利要求7所述的一种多自由度装卸螺栓装置,其特征在于,所述气动扳手保持架包括保持板和两个侧板,所述气动扳手前壳穿过保持板;

所述第三导向气缸和导轨分别设于两个侧板外侧,并且均固定在旋转保持架上;所述第三导向气缸输出轴与气动扳手保持架固定连接;所述导轨上滑动连接有滑块,所述滑块与气动扳手保持架固定连接。