[發(fā)明專利]一種適用在內(nèi)腔結(jié)構(gòu)中擰緊的連桿式擰緊機(jī)構(gòu)及方法

有效

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• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108081189B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高航;周天一
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 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(zé)任公司 21212
• 代理人: 李洪福

本發(fā)明公開了一種適用在內(nèi)腔結(jié)構(gòu)中擰緊的連桿式擰緊機(jī)構(gòu)及方法，所述機(jī)構(gòu)包括外筒、擰緊動力機(jī)構(gòu)、擰緊傳動機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)。本發(fā)明采用圓筒形結(jié)構(gòu)外筒，具有結(jié)構(gòu)剛度高的特點(diǎn)，滿足擰緊穩(wěn)定性要求；本發(fā)明采用數(shù)控系統(tǒng)控制連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)桿狀齒輪箱自動化轉(zhuǎn)位至擰緊工位，避免人工誤操作，提高作業(yè)效率；本發(fā)明采用數(shù)控系統(tǒng)控制擰緊動力機(jī)構(gòu)作為擰緊動力輸入方式，實(shí)現(xiàn)具有擰緊轉(zhuǎn)角和扭矩精確測控功能的數(shù)控?cái)Q緊，提高擰緊精度與一致性；本發(fā)明采用在外筒內(nèi)部安裝擰緊動力系統(tǒng)的方式，減少擰緊傳動距離，提高傳動效率與精度；本發(fā)明采用在擰緊套筒尾端與輸出齒輪花鍵槽盲孔之間安裝彈簧結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)擰緊套筒對螺紋連接件的彈性壓緊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動化裝配技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用在內(nèi)腔結(jié)構(gòu)中擰緊的連桿式擰緊機(jī)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)

在對某些工件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)中螺紋連接件實(shí)施擰緊作業(yè)過程中，需要擰緊機(jī)構(gòu)從工件進(jìn)口進(jìn)給至內(nèi)腔，通過整體位移或局部機(jī)構(gòu)相對運(yùn)動，使擰緊套筒移至待擰緊螺紋連接件的擰緊工位處，對相應(yīng)螺紋連接件進(jìn)行擰緊。由于空間限制，存在擰緊機(jī)構(gòu)可達(dá)性問題，對于進(jìn)口直徑小、螺栓進(jìn)深遠(yuǎn)和分布直徑大的工件結(jié)構(gòu)，以及擰緊行程方向與進(jìn)口方向相反的“反擰”結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)剛性擰緊機(jī)構(gòu)難以到達(dá)至擰緊位置。對于航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子組件等具有高擰緊質(zhì)量要求的內(nèi)腔擰緊結(jié)構(gòu)，對擰緊機(jī)構(gòu)的精度、穩(wěn)定性和自動化程度具有更高的要求。

目前行業(yè)內(nèi)對于內(nèi)腔結(jié)構(gòu)擰緊作業(yè)，主要應(yīng)用L形或C形的細(xì)長桿狀擰緊器具，通過人工操作裝置進(jìn)行套筒至位和擰緊驅(qū)動，過程中大量依靠手動操作，沒有通過利用自動化的擰緊機(jī)構(gòu)來進(jìn)行工作，主要存在以下不足：(1)裝置剛度低：現(xiàn)應(yīng)用裝置多為細(xì)長桿狀結(jié)構(gòu)，剛度低、穩(wěn)定性差，擰緊過程中易受載變形。(2)自動化程度低：現(xiàn)主要通過人工利用經(jīng)驗(yàn)操作方式進(jìn)行擰緊套筒運(yùn)動至擰緊工位，存在人為因素導(dǎo)致的螺紋連接組件擰緊相對偏移和傾斜等缺陷，同時存在工人技能要求高、勞動強(qiáng)度大和效率低下的問題。(3)擰緊精度低：現(xiàn)應(yīng)用裝置主要采用人力扭距器具作為擰緊動力輸入，難以保證擰緊一致性，遠(yuǎn)端的長距離傳動導(dǎo)致傳動效率低下，螺紋連接件所受扭矩與轉(zhuǎn)角無法精確測控，無法保證擰緊精度。

中國專利CN201410539517.8公開了《一種孔內(nèi)螺母限力擰緊轉(zhuǎn)接器》，包括扳手扭頭、連桿、柔性懸拉鋼索組件、扭臂后段、彈簧、銷、扭臂前段、扳手頭和D字頭螺栓；扭臂后段與扭臂前段用銷連接，并安裝彈簧；扭臂后段與連桿焊接在一起，扭臂前段與扳手頭焊接在一起，連桿與扳手扭頭焊接在一起，柔性懸拉鋼索組件穿過連桿側(cè)面，兩端分別連接連桿和扭臂前段。該發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：基于同軸轉(zhuǎn)化，扭頭臂徑向尺寸可變，水平彈性限位展直，柔性懸拉鋼索操控技術(shù)的孔內(nèi)螺母限力擰緊轉(zhuǎn)接器，解決了零件設(shè)計(jì)后的裝配瓶頸問題。替代了研制自動化機(jī)械手的昂貴費(fèi)用與風(fēng)險(xiǎn)。確保了后續(xù)動平衡和傳動裝配工作及其它系列零部件研制工作的順利進(jìn)行。

中國專利CN201220684935.2公開了一種《內(nèi)腔曲路螺母擰緊用輔助工裝》，用于將被擰緊的螺母；其由下述結(jié)構(gòu)構(gòu)成：擰緊頭、轉(zhuǎn)接器、工裝操作端；其中：擰緊頭和工裝操作端固定布置在轉(zhuǎn)接器的兩端；轉(zhuǎn)接器為“L”字型結(jié)構(gòu)；擰緊頭處設(shè)置有用于和被擰緊的螺母配合的橫截面為正六邊形的孔。該工裝可以結(jié)合內(nèi)腔曲路螺母擰緊裝置、孔探儀、微型攝像頭等使用，一邊在內(nèi)腔曲路螺母擰緊的最后階段進(jìn)行螺母擰緊力的校準(zhǔn)，確保技術(shù)效果。該工裝結(jié)構(gòu)簡單，保證了螺母擰緊裝置擰緊螺母的操作之后的后處理過程的技術(shù)效果。

上述兩項(xiàng)專利適用在內(nèi)腔結(jié)構(gòu)中對螺紋連接件實(shí)施擰緊，但均具有結(jié)構(gòu)為細(xì)長狀、未采用具備數(shù)控功能的自動化擰緊動力系統(tǒng)的特點(diǎn)，存在裝置剛度較低、使用過程大量依賴人工操作、操作復(fù)雜且效率較低等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種剛度高、自動化程度高、操作簡單且效率高的適用在內(nèi)腔結(jié)構(gòu)中擰緊的連桿式擰緊機(jī)構(gòu)及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種適用在內(nèi)腔結(jié)構(gòu)中擰緊的連桿式擰緊機(jī)構(gòu)，包括外筒、擰緊動力機(jī)構(gòu)、擰緊傳動機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)。