一种基于机器人的螺钉拧紧机构的制作方法

1.本实用新型涉及机械加工技术领域，具体为一种基于机器人的螺钉拧紧机构。


背景技术：

2.拧紧行业由于高精度螺丝刀的成本比较高，而客户一个产品上螺钉种类特别多的情况，会导致需要一把螺丝刀对应快换的方式实现一个产品的多种螺钉自动拧紧。
3.因此，设计一种可快速更换刀头组件的基于机器人的螺钉拧紧机构很有必要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于机器人的螺钉拧紧机构，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种基于机器人的螺钉拧紧机构，包括机械手固定部、快换抱紧组件与快换头，所述机械手固定部的上部固定安装电动螺丝刀，所述快换抱紧组件固定安装于机械手固定部的下端，所述快换头夹持安装于抱紧组件的下端；
7.所述机械手固定部包括腔壳、拧紧气缸与轴向滑套，所述腔壳内开设有第一腔室与第二腔室，所述拧紧气缸固定安装于第一腔室内，所述轴向滑套滑动安装于第二腔室内，所述拧紧气缸的浮动头通过桥接板件固定安装轴向滑套的下端，所述轴向滑套下部筒内转动安装有花键筒，所述轴向滑套上部筒内转动安装有花键轴，所述花键筒与花键轴相互配合，所述花键筒的下端开设有六棱柱嵌槽，所述花键轴的上端嵌装电动螺丝刀的输出端，所述腔壳的上部通过顶装块及螺钉固定安装螺丝刀定装部。
8.根据上述技术方案，所述快换抱紧组件包括外壳，所述外壳内固定安装有抱紧筒，所述外壳内固定安装有两个套筒气缸，且套筒气缸对称设于抱紧筒两侧，所述抱紧筒下部嵌装限位环，所述抱紧筒下部外周套装有钢珠套筒，所述钢珠套筒与限位环间夹装有第一复位弹簧，所述套筒气缸的浮动端贴合钢珠套筒的上端面，所述抱紧筒的内壁开设有滚珠孔，所述滚珠孔内滚动安装有锁位钢珠，所述钢珠套筒的内壁挤压贴合锁位钢珠的外侧。
9.根据上述技术方案，所述快换头包括中筒，所述中筒下端嵌装有吸钉筒，所述吸钉筒内转动安装有批头杆，所述中筒上部嵌装有抱紧头，所述抱紧头内转动安装有传动杆，所述传动杆的下端与批头杆的上端通过拉拔组件固定安装，所述传动杆的上端嵌装于六棱柱嵌槽内。
10.根据上述技术方案，所述轴向滑套的下端与花键筒间设有第一轴承与第二轴承，所述轴向滑套与花键筒的上端之间设有第二轴承。
11.根据上述技术方案，所述花键轴与顶装块间设有第三轴承。
12.根据上述技术方案，所述轴向滑套外周滑动套装有第一耐磨滑套，所述第一耐磨滑套嵌装于第二腔室的内壁。
13.根据上述技术方案，所述传动杆的中部一体成型有限位盘，限位盘位于中筒内，所
述吸钉筒上端与限位盘间夹装有第二复位弹簧。
14.根据上述技术方案，所述传动杆与抱紧头的内孔间设有第二耐磨滑套。
15.根据上述技术方案，所述腔壳的侧壁固定安装有连通内部腔室的真空气管接头。
16.根据上述技术方案，还包括夹具底座，所述夹具底座包括放置座，所述放置座开设有u型放置槽，所述放置座上端外壁固定安装有一对的耳板架，两所述耳板架的内侧均固定安装有对射光电模块，其一所述耳板架的内壁固定安装有防脱簧片，所述防脱簧片位于u型放置槽的开口侧上方。
17.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：
18.本实用新型，通过拧紧气缸将整个装置的操作至准备拧紧工作状态，而电动螺丝刀的动力通过花键轴、花键筒及传动杆传递至披头杆，实现拧紧操作，而快换抱紧组件基于自身内部的套筒气缸与钢珠套筒对锁位钢珠控制，实现对快换头的快速拆卸控制。
附图说明
19.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
20.图1是本实用新型的左视结构示意图；
21.图2是本实用新型的机械手固定部右剖视结构示意图；
22.图3是本实用新型的快换抱紧组件右剖视结构示意图；
23.图4是本实用新型的快换抱紧组件主剖视结构示意图；
24.图5是本实用新型的快换头剖视结构示意图；
25.图6是本实用新型的夹具底座的左剖视结构示意图；
26.图7是本实用新型的夹具底座的主视结构示意图。
27.图中：1、机械手固定部，101、腔壳，102、拧紧气缸，103、桥接板件，104、轴向滑套，105、花键筒，106、花键轴，107、螺丝刀定装部，108、顶装块，109、第一轴承，110、第二轴承，111、第三轴承，112、第一耐磨滑套，113、六棱柱嵌槽；
28.2、快换抱紧组件，201、外壳，202、套筒气缸，203、钢珠套筒，204、抱紧筒，205、第一复位弹簧，206、锁位钢珠，207、滚珠孔；
29.3、快换头，301、中筒，302、吸钉筒，303、抱紧头，304、传动杆，305、批头杆，306、第二复位弹簧，307、拉拔组件，308、第二耐磨滑套；
30.4、电动螺丝刀；
31.5、夹具底座，501、放置座，502、耳板架，503、对射光电模块，504、防脱簧片。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.请参阅图1-7，本实用新型提供技术方案：一种基于机器人的螺钉拧紧机构，包括机械手固定部1、快换抱紧组件2与快换头3，所述机械手固定部1的上部固定安装电动螺丝
刀4，所述快换抱紧组件2固定安装于机械手固定部1的下端，所述快换头3夹持安装于抱紧组件的下端。
34.机械手固定部1为连接外部机器人手臂的连接组件，同时为内部的结构提供安装基础，电动螺丝刀4为拧紧工作提供动力，快换抱紧组件2通过与快换头3的配合，使得快换头3能够进行短时间内的快速更换。
35.具体而言，所述机械手固定部包括腔壳101、拧紧气缸102与轴向滑套104，所述腔壳101内开设有第一腔室与第二腔室，所述拧紧气缸102固定安装于第一腔室内，所述轴向滑套104滑动安装于第二腔室内，所述拧紧气缸102的浮动头通过桥接板件103固定安装轴向滑套104的下端，所述轴向滑套104下部筒内转动安装有花键筒105，所述轴向滑套104上部筒内转动安装有花键轴106，所述花键筒105与花键轴106相互配合，所述花键筒105的下端开设有六棱柱嵌槽113，所述花键轴106的上端嵌装电动螺丝刀4的输出端，所述腔壳101的上部通过顶装块108及螺钉固定安装螺丝刀定装部107。
36.腔壳101为机械手固定部的主体安装结构，通过内部开设第一腔室与第二腔室为内部结构提供安装空间，同时第一腔室与第二腔室的下端相互连通，拧紧气缸102通过自身的伸缩及桥接板件103携动轴向滑套104的进行轴向的运动，而轴向滑套104通过第一轴承109携带花键筒105进行轴向的运动，同时保证花键筒105能够与轴向滑套104进行相对转动，花键轴106通过与电动螺丝的输出端嵌装，并基于花键轴106与花键筒105的配合，使得电动螺丝刀4的动力能够传递至花键筒105，实现有效的动力驱动，而花键筒105开设的六棱柱嵌槽113，能够方便配合传动杆304进行动力传递，而顶装块108为花键轴106的转动安装提供基础，螺丝刀定装部107为电动螺丝的组合安装提供安装基础。
37.具体而言，所述快换抱紧组件2包括外壳201，所述外壳201内固定安装有抱紧筒204，所述外壳201内固定安装有两个套筒气缸202，且套筒气缸202对称设于抱紧筒204两侧，所述抱紧筒204下部嵌装限位环，所述抱紧筒204下部外周套装有钢珠套筒203，所述钢珠套筒203与限位环间夹装有第一复位弹簧205，所述套筒气缸202的浮动端贴合钢珠套筒203的上端面，所述抱紧筒204的内壁开设有滚珠孔207，所述滚珠孔207内滚动安装有锁位钢珠206，所述钢珠套筒203的内壁挤压贴合锁位钢珠206的外侧。
38.外壳201为快换抱紧组件2的外部安装基础，抱紧筒204的开设的滚珠孔207为抱紧钢珠206提供可位置变化的工作，并在钢珠套筒203的作用下，实现对快换头3的锁位与拆卸，套筒气缸202为钢珠套筒203的运动提供动力，钢珠套筒203通过与抱紧筒204的轴向相对移动，使得钢珠套筒203的大径部配合锁位钢珠206，使得锁位钢珠206从滚珠孔207内滑出，继而不会对快换头3进行锁位，从而对快换头3进行更换，而限位环与第一复位弹簧205使得套筒气缸202泄压后，钢珠套筒203能够进行复位，继而使得钢珠套筒203的中径部挤压锁位钢珠206，使得锁位钢珠206挤压进入滚珠孔207内，并凸出，实现对快换头3的锁位。
39.具体而言，所述快换头3包括中筒301，所述中筒301下端嵌装有吸钉筒302，所述吸钉筒302内转动安装有批头杆305，所述中筒301上部嵌装有抱紧头303，所述抱紧头303内转动安装有传动杆304，所述传动杆304的下端与批头杆305的上端通过拉拔组件307固定安装，所述传动杆304的上端嵌装于六棱柱嵌槽113内。
40.中筒301为快换头3的主体组合部件，同时为内部结构提供工作空间，吸钉筒302为内部的批头杆305提供转动安装基础，同时对负压进行传递，对待拧紧的螺钉进行吸附，方
便配合批头杆305，传动杆304通过与花键筒105的六棱柱嵌槽113配合，实现动力的传动，而拉拔组件307的设置，使得批头杆305能够与传动杆304进行组合实现动力传递的同时能够进行分离，实现批头杆305的维修更换，抱紧头303为配合快换抱紧组件2的结构，并为传递杆提供转动安装基础。
41.具体而言，所述轴向滑套104的下端与花键筒105间设有第一轴承109与第二轴承110，所述轴向滑套104与花键筒105的上端之间设有第二轴承110。
42.通过在轴向滑套104与花键筒105间设置第一轴承109，使得两者能够进行同步轴向运动，并减少相对转动时的运动摩擦，而设置第二轴承110，对第一轴承109进行辅助的同时，保持花键筒105的运动稳定。
43.具体而言，所述花键轴106与顶装块108间设有第三轴承111。
44.通过设置第三轴承111，使得花键轴106与定装块间的摩擦力降低，提高工作效率。
45.具体而言，所述轴向滑套104外周滑动套装有第一耐磨滑套112，所述第一耐磨滑套112嵌装于第二腔室的内壁。
46.通过在轴向滑套104与第二腔室间设置第一耐磨滑套112，使得两者间的相对运动产生的摩擦降低，同时避免轴向滑套104与第二腔室直接进行接触摩擦，导致轴向滑套104损耗。
47.具体而言，所述传动杆304的中部一体成型有限位盘，限位盘位于中筒301内，所述吸钉筒302上端与限位盘间夹装有第二复位弹簧306。
48.通过第二复位弹簧306与限位盘的设置，保证吸钉筒302的位置稳定的同时，使得传动杆304及批头杆305进行轴向运动时，能够进行辅助复位。
49.具体而言，所述传动杆304与抱紧头303的内孔间设有第二耐磨滑套308。
50.通过第二滑套的设置，使得传动杆304与抱紧头303间的摩擦力降低，并减少摩擦损耗。
51.具体而言，所述腔壳101的侧壁固定安装有连通内部腔室的真空气管接头。
52.通过设置真空气管接头连接外部真空过滤泵，使得负压能够进入装置，并沿腔室传递至吸钉筒302，使得吸钉筒302能够对待拧紧螺钉进行吸附定位。
53.还包括夹具底座5，所述夹具底座5包括放置座501，所述放置座501开设有u型放置槽，所述放置座501上端外壁固定安装有一对的耳板架502，两所述耳板架502的内侧均固定安装有对射光电模块503，其一所述耳板架502的内壁固定安装有防脱簧片504，所述防脱簧片504位于u型放置槽的开口侧上方。
54.夹具底座5对待更换的快换头3进行定位放置，放置座501为主体结构，通过开设u型放置槽配合防脱簧片504实现对快换头3的放置定位，而对射光电模块503通过两者相互配合，对快换头3的更换进行记录，避免更换过程中发生误放，造成快换头3的损坏。
55.工作原理：使用时，将装置组装好，上电通气，而后机器人手臂控制本实用新型移动至夹具底座5上方，而后对快换抱紧组件2对夹具机座内的快换头3的抱紧头303进行套合，而后在钢珠套筒203与锁位钢珠206的配合下，实现快换头3的夹持取出，然后机器人手臂工作，移动至待拧紧螺钉的上方，外部的真空过滤泵工作，将待拧紧螺钉吸附起来，而后拧紧气缸102工作，使得轴向滑套104、花键筒105、传动杆304及批头杆305轴向运动，使得批头杆305与螺钉的顶部槽口配合，最后电动螺丝刀4工作，动力通过花键轴106、花键筒105、
传动杆304传递至批头杆305，实现对螺钉的转动拧紧。
56.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
57.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于机器人的螺钉拧紧机构，包括机械手固定部(1)、快换抱紧组件(2)与快换头(3)，其特征在于：所述机械手固定部(1)的上部固定安装电动螺丝刀(4)，所述快换抱紧组件(2)固定安装于机械手固定部(1)的下端，所述快换头(3)夹持安装于抱紧组件的下端；所述机械手固定部包括腔壳(101)、拧紧气缸(102)与轴向滑套(104)，所述腔壳(101)内开设有第一腔室与第二腔室，所述拧紧气缸(102)固定安装于第一腔室内，所述轴向滑套(104)滑动安装于第二腔室内，所述拧紧气缸(102)的浮动头通过桥接板件(103)固定安装轴向滑套(104)的下端，所述轴向滑套(104)下部筒内转动安装有花键筒(105)，所述轴向滑套(104)上部筒内转动安装有花键轴(106)，所述花键筒(105)与花键轴(106)相互配合，所述花键筒(105)的下端开设有六棱柱嵌槽(113)，所述花键轴(106)的上端嵌装电动螺丝刀(4)的输出端，所述腔壳(101)的上部通过顶装块(108)及螺钉固定安装螺栓刀定装部(107)。2.根据权利要求1所述的一种基于机器人的螺钉拧紧机构，其特征在于：所述快换抱紧组件(2)包括外壳(201)，所述外壳(201)内固定安装有抱紧筒(204)，所述外壳(201)内固定安装有两个套筒气缸(202)，且套筒气缸(202)对称设于抱紧筒(204)两侧，所述抱紧筒(204)下部嵌装限位环，所述抱紧筒(204)下部外周套装有钢珠套筒(203)，所述钢珠套筒(203)与限位环间夹装有第一复位弹簧(205)，所述套筒气缸(202)的浮动端贴合钢珠套筒(203)的上端面，所述抱紧筒(204)的内壁开设有滚珠孔(207)，所述滚珠孔(207)内滚动安装有锁位钢珠(206)，所述钢珠套筒(203)的内壁挤压贴合锁位钢珠(206)的外侧。3.根据权利要求1所述的一种基于机器人的螺钉拧紧机构，其特征在于：所述快换头(3)包括中筒(301)，所述中筒(301)下端嵌装有吸钉筒(302)，所述吸钉筒(302)内转动安装有批头杆(305)，所述中筒(301)上部嵌装有抱紧头(303)，所述抱紧头(303)内转动安装有传动杆(304)，所述传动杆(304)的下端与批头杆(305)的上端通过拉拔组件(307)固定安装，所述传动杆(304)的上端嵌装于六棱柱嵌槽(113)内。4.根据权利要求1所述的一种基于机器人的螺钉拧紧机构，其特征在于：所述轴向滑套(104)的下端与花键筒(105)间设有第一轴承(109)与第二轴承(110)，所述轴向滑套(104)与花键筒(105)的上端之间设有第二轴承(110)。5.根据权利要求1所述的一种基于机器人的螺钉拧紧机构，其特征在于：所述花键轴(106)与顶装块(108)间设有第三轴承(111)。6.根据权利要求1所述的一种基于机器人的螺钉拧紧机构，其特征在于：所述轴向滑套(104)外周滑动套装有第一耐磨滑套(112)，所述第一耐磨滑套(112)嵌装于第二腔室的内壁。7.根据权利要求3所述的一种基于机器人的螺钉拧紧机构，其特征在于：所述传动杆(304)的中部一体成型有限位盘，限位盘位于中筒(301)内，所述吸钉筒(302)上端与限位盘间夹装有第二复位弹簧(306)。8.根据权利要求3所述的一种基于机器人的螺钉拧紧机构，其特征在于：所述传动杆(304)与抱紧头(303)的内孔间设有第二耐磨滑套(308)。9.根据权利要求1所述的一种基于机器人的螺钉拧紧机构，其特征在于：所述腔壳(101)的侧壁固定安装有连通内部腔室的真空气管接头。10.根据权利要求1所述的一种基于机器人的螺钉拧紧机构，其特征在于：还包括夹具
底座(5)，所述夹具底座(5)包括放置座(501)，所述放置座(501)开设有u型放置槽，所述放置座(501)上端外壁固定安装有一对的耳板架(502)，两所述耳板架(502)的内侧均固定安装有对射光电模块(503)，其一所述耳板架(502)的内壁固定安装有防脱簧片(504)，所述防脱簧片(504)位于u型放置槽的开口侧上方。

技术总结
本实用新型公开了一种基于机器人的螺钉拧紧机构，包括机械手固定部、快换抱紧组件与快换头，所述机械手固定部的上部固定安装电动螺丝刀，所述快换抱紧组件固定安装于机械手固定部的下端，所述快换头夹持安装于抱紧组件的下端；本实用新型，通过拧紧气缸将整个装置的操作至准备拧紧工作状态，而电动螺丝刀的动力通过花键轴、花键筒及传动杆传递至披头杆，实现拧紧操作，而快换抱紧组件基于自身内部的套筒气缸与钢珠套筒对锁位钢珠控制，实现对快换头的快速拆卸控制。头的快速拆卸控制。头的快速拆卸控制。


技术研发人员：王连城 夏光鑫
受保护的技术使用者：苏州杰欧精工科技有限公司
技术研发日：2023.02.03
技术公布日：2023/8/8