[發明專利]一種適用在內腔結構中擰緊的連桿式擰緊機構及方法

有效

• 申請號: 201711320810.5
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108081189B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 高航;周天一
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B25B21/00
• 分類號: B25B21/00;B25B27/14;B25F3/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李洪福

1.一種適用在內腔結構中擰緊的連桿式擰緊機構，其特征在于：包括外筒(1)、擰緊動力機構(2)、擰緊傳動機構(3)和連桿機構(4)；所述的擰緊動力機構(2)安裝于外筒(1)內腔，擰緊動力機構(2)通過連桿機構(4)與擰緊傳動機構(3)連接；

所述的擰緊動力機構(2)中的伺服電機(5)受數控系統控制實現伺服電機(5)輸出軸的定值扭矩或定值轉角輸出，將伺服電機(5)輸出軸的轉角信號反饋至數控系統；

所述的擰緊傳動機構(3)位于外筒(1)的端部之外，擰緊傳動機構(3)包括桿狀齒輪箱(10)、輸入齒輪(12)、輸出齒輪(13)和擰緊套筒(17)；輸入齒輪(12)安裝于桿狀齒輪箱(10)底端內部，輸入齒輪(12)的端部具有與擰緊動力機構(2)中傘齒輪(9)相匹配的內傘齒結構，當桿狀齒輪箱(10)整體轉至垂直位置時，輸入齒輪(12)上的內傘齒結構扣入到擰緊動力機構(2)的傘齒輪(9)上；輸出齒輪(13)安裝于桿狀齒輪箱(10)頂端內部，桿狀齒輪箱(10)實現輸入齒輪(12)對輸出齒輪(13)的驅動。

2.根據權利要求1所述的一種適用在內腔結構中擰緊的連桿式擰緊機構，其特征在于：所述的桿狀齒輪箱(10)為長方體箱形結構，底端通過鉸座(11)與外筒(1)端部相鉸接；輸出齒輪(13)的端部具有花鍵槽盲孔結構，擰緊套筒(17)通過尾端的花鍵結構安裝到輸出齒輪(13)的花鍵槽盲孔內，擰緊套筒(17)尾端端面與花鍵槽盲孔之間安裝有彈簧(15)，擰緊套筒(17)的頭端具有與待擰緊螺紋連接件相適配的套筒結構，套筒結構的內緣與待擰緊螺紋連接件的擰緊端外緣間隙配合。

3.根據權利要求1所述的一種適用在內腔結構中擰緊的連桿式擰緊機構，其特征在于：所述的擰緊動力機構(2)由伺服電機(5)、減速機(6)、扭矩傳感器(7)、擰緊動力軸(8)和傘齒輪(9)組成；減速機(6)輸入端與伺服電機(5)輸出軸連接；擰緊動力軸(8)與減速機(6)輸出軸之間通過扭矩傳感器(7)連接，扭矩傳感器(7)實現對擰緊動力軸(8)所受扭矩的測量，并將扭矩信號反饋至數控系統；擰緊動力軸(8)的頭部固定安裝傘齒輪(9)。

4.根據權利要求1所述的一種適用在內腔結構中擰緊的連桿式擰緊機構，其特征在于：所述的連桿機構(4)由電動伸縮缸(18)和連桿(19)組成；電動伸縮缸(18)受數控系統控制，實現電動伸縮缸(18)的伸出桿沿外筒(1)軸線平行方向的直線運動；連桿(19)的兩端具有鉸接結構，連桿(19)的一端與電動伸縮缸(18)的伸出桿鉸接，另一端與桿狀齒輪箱(10)鉸接，電動伸縮缸(18)的伸出桿伸出實現桿狀齒輪箱(10)整體向相對外筒(1)軸線水平位置轉動，電動伸縮缸(18)的退回實現桿狀齒輪箱(10)整體向相對外筒(1)軸線垂直位置轉動；

所述的連桿機構(4)尺寸設計滿足公式：l₃>l₂+l₄，l₄>l₁；其中，長度l₁為鉸接點o₁與o₂在桿狀齒輪箱(10)長度方向的映射距離，長度l₂為鉸接點o₁與o₂在桿狀齒輪箱(10)長度方向的垂直方向的映射距離，長度l₃為鉸接點o₁與o₃的相對距離，長度l₄為鉸接點o₂與o₃在外筒(1)軸線垂直平面上的映射距離；o₁為連桿(19)與桿狀齒輪箱(10)的鉸接點，o₂為桿狀齒輪箱(10)尾端鉸座(11)與外筒(1)的鉸接點，o₃為連桿(19)與電動伸縮缸(18)的伸出桿的鉸接點。

5.根據權利要求1所述的一種適用在內腔結構中擰緊的連桿式擰緊機構，其特征在于：所述的外筒(1)為無端蓋的圓筒形結構，外筒(1)的外徑尺寸小于待擰緊工件內腔進口的內徑尺寸。