一种用于高空机械自动化作业中夹持螺栓组件的套筒扳手的制作方法

1.本发明涉及建筑工程施工的技术领域，尤其涉及一种用于高空机械自动化作业中夹持螺栓组件的套筒扳手。


背景技术：

2.在房屋建筑施工中，尤其是高空自动化机械作业中，需要在楼层上楼板的下端面安装螺栓并固定，在现有的建筑施工过程中，常常需要施工人员通过爬升工具上到高处使用电动扳手逐一进行螺栓的安装固定，这样的施工方式，不但存在施工人员的安全隐患，而且施工时逐一进行螺栓固定，施工效率低，严重影响施工进程。
3.针对上述的安全问题和效率问题，研究人员设计了升降提升装置将电动扳手向上搬运至高空进行螺栓的安装固定，这样虽然在一定程度上解决了安全问题和施工效率低的问题，但是，首先，螺栓的固定螺帽等组件位于电动套筒扳手上，在电动套筒扳手上下移动过程中，由于震动的原因，固定螺帽等组件极易脱落电动扳手，导致施工人员需要多次运输或降低电动扳手的移动速度，施工效率提升不高；其次，在电动扳手移动至螺栓下端时，需要施工人员人工对准，才可将固定螺帽等组件套接在螺栓上，进一步降低了施工效率；最后，电动扳手将固定螺帽安装后，螺栓安装完成，需要将固定螺帽等组件拆下，这个过程中，同样存在着固定螺帽的松脱问题和电动扳手的端部与固定螺帽的对应问题，施工效率再次下降。
4.综上所述，因为建筑施工中螺栓作业程序较为复杂，其中螺帽、弹簧垫片、平垫片作业过程中需要拆卸及重新组合进行认丝紧固。如果实现建筑施工的螺栓机械化作业，如何在拆卸、切换、紧固及工件移动过程中保持螺帽、弹簧垫片、平垫片的固定组合是必须解决的关键问题。


技术实现要素：

5.针对现有螺栓高空作业时存在螺栓组件（螺帽、弹性垫片、平垫片）易脱离以及电动套筒扳手与螺栓对准不便导致的施工效率低的技术问题，本发明提出一种用于高空机械自动化作业中夹持螺栓组件的套筒扳手，使用带有调节防脱机构的旋转套筒机构，将旋转套筒机构安装在电动旋转机构上，调节防脱机构在旋转套筒机构上升至安装位置时，能够与螺栓的底端相对应，这样，拧紧固定机构能够沿着调节防脱机构上升或下降，进而套接在螺栓上进行安装固定，进而提升施工效率，且旋转套筒机构的端部与拧紧固定机构相匹配，对拧紧固定机构起到限位作用，防止拧紧固定机构在安装、上升和下降过程中与旋转套筒机构发生脱离，进一步提升施工效率。
6.为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种用于高空机械自动化作业中夹持螺栓组件的套筒扳手，用于螺栓的拆卸或拧紧固定，包括电动旋转机构、旋转套筒机构、调节防脱机构、支撑机构、弹性支撑机构和拧紧固定机构，支撑机构的上下两端分别与上下楼板垂直固定，支撑机构上设置有提升机构，提
升机构的一端与支撑机构活动连接，提升机构的另一端与弹性支撑机构相连接，电动旋转机构安装在弹性支撑机构上，旋转套筒机构安装在电动旋转机构上，调节防脱机构安装在旋转套筒机构内，调节防脱机构的下端与旋转套筒机构活动连接，拧紧固定机构安装在调节防脱机构的上端且拧紧固定机构与旋转套筒机构的端部相匹配，调节防脱机构的端部与螺栓的下端相对应。
7.进一步的，电动旋转机构包括旋转电机和旋转轴，旋转电机安装在弹性支撑机构上，旋转电机的上端与旋转轴相连接，旋转轴与旋转套筒机构相连接。
8.进一步的，支撑机构包括齿杆和支座，齿杆的上下两端通过支座分别与上下楼板垂直固定，提升机构的一端活动安装在齿杆上。
9.进一步的，提升机构包括升降电机、升降卡座和连接杆，升降卡座安装在齿杆上且升降卡座与齿杆相配合，升降电机安装在升降卡座的一端，连接杆的一端安装在升降卡座的另一端，连接杆的另一端与弹性支撑机构相连接。
10.进一步的，弹性支撑机构包括气动弹性底座，气动弹性底座与连接杆相连接，气动弹性底座的上端与旋转电机的下端相连接。
11.进一步的，旋转套筒机构包括套筒和支撑板，支撑板安装在旋转轴上，套筒安装在支撑板上，调节防脱机构安装在套筒内且调节防脱机构与套筒的内壁活动连接。
12.进一步的，调节防脱机构包括调节螺栓和调节杆，调节螺栓安装在套筒内且调节螺栓与套筒的内壁相配合，调节螺栓固定在调节杆上，调节杆的端部与螺栓的下端相对应，调节杆的端部设置有防脱组件，拧紧固定机构安装在调节杆上且拧紧固定机构与防脱组件相匹配。
13.进一步的，套筒内底部设置有弹性套筒，弹性套筒的上端与调节螺栓的下端相匹配，调节杆的下端位于弹性套筒内。
14.进一步的，防脱组件包括t型杆和弹片，调节杆的端部设置有t型孔，弹片安装在t型孔的水平孔内且弹片的两端位于t型孔外与拧紧固定机构相匹配，t型杆安装在t型孔的竖直孔内且t型杆的水平段位于竖直孔底端内壁的凹槽内，t型杆的上端部与螺栓的下端相对应。
15.进一步的，拧紧固定机构包括平垫、弹簧垫片和螺帽，螺帽、弹簧垫片和平垫依次安装在调节杆上，平垫位于弹片的端部的下方。
16.本发明的有益效果：1.本发明中设计了旋转套筒机构，将旋转套筒机构中套筒的端部设计为与螺帽形状相契合的喇叭口结构，在螺帽上升和下降过程中，套筒的端部对螺帽起到支撑和限位作用，保证螺帽、弹簧垫片和平垫在上升和下降过程中的稳定性，防止其发生倾斜，保证螺帽与螺栓保持垂直状态，提升螺栓固定安装时的稳定性。
17.2.本发明设计了调节防脱机构，通过调节螺栓和套筒内壁的配合，实现了调节杆保持稳定性的状态下套筒能够向上运动进行螺帽的安装，进一步提升了工作效率，且调节杆端部设置有t型杆和弹片组成的防脱组件，在调节杆的端部未与螺栓接触时，对调节杆上的螺帽、弹簧垫片和平垫起到限位作用，保证其在上升过程中不与调节杆发生脱离，保证了螺栓安装固定的一次性和稳定性，进一步提升了工作效率。
18.3.本发明中的用于高空机械自动化作业中夹持螺栓组件的套筒扳手在控制器的
控制下能够实现全过程的全自动化施工作业，施工效率高，利用升降机构无需人员进行高空作业，能够实现高空的螺栓的安装与拆卸，安全性能好，施工效率高。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明的结构示意图。
21.图2为图1中a所示t型杆舒张状态的放大示意图。
22.图3为本发明第一状态的结构示意图。
23.图4为图1中a所示t型杆压缩状态的放大示意图。
24.图5为本发明第二状态的结构示意图。
25.图6为本发明第三状态的结构示意图。
26.图7为本发明第四状态的结构示意图。
27.图8为本发明安装弹性套筒后的结构示意图。
28.图9为本发明调节杆、平垫、弹簧垫片和螺帽的连接示意图。
29.图中，1-螺栓，201-旋转电机，202-旋转轴，301-齿杆，302-支座，401-升降电机，402-升降卡座，403-连接杆，5-气动弹性底座，601-套筒，602-支撑板，603-弹性套筒，701-调节螺栓，702-调节杆，703-t型杆，704-弹片，705-t型孔，801-平垫，802-弹簧垫片，803-螺帽。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.一种用于高空机械自动化作业中夹持螺栓组件的套筒扳手，用于螺栓1的拆卸或拧紧固定，包括电动旋转机构、旋转套筒机构、调节防脱机构、支撑机构、弹性支撑机构和拧紧固定机构，支撑机构的上下两端分别与上下楼板垂直固定，支撑机构上的设置有提升机构，提升机构的一端与支撑机构活动连接，提升机构的另一端与弹性支撑机构相连接，电动旋转机构安装在弹性支撑机构上，旋转套筒机构安装在电动旋转机构上，调节防脱机构安装在旋转套筒机构内，调节防脱机构的下端与旋转套筒机构活动连接，拧紧固定机构安装在调节防脱机构的上端且拧紧固定机构与旋转套筒机构的端部相匹配，调节防脱机构的端部与螺栓1的下端相对应。
32.具体的说，如图1所示，电动旋转机构包括旋转电机201和旋转轴202，旋转电机201的下端安装在弹性支撑机构上，旋转电机201的上端与旋转轴202相连接，旋转轴202与旋转套筒机构相连接。
33.进一步的，如图1所示，支撑机构包括齿杆301和支座302，齿杆301的上下两端通过
支座302分别与上下楼板垂直固定，提升机构的一端活动安装在齿杆301上。
34.进一步的，如图1所示，提升机构包括升降电机401、升降卡座402和连接杆403，升降卡座402安装在齿杆301上且升降卡座402与齿杆301相配合，升降电机401安装在升降卡座402的一端，连接杆403的一端安装在升降卡座402的另一端，连接杆403的另一端与弹性支撑机构相连接。
35.进一步的，如图1所示，弹性支撑机构包括气动弹性底座5，气动弹性底座与连接杆403相连接，气动弹性底座5的上端与旋转电机201的下端相连接。
36.进一步的，如图1所示，旋转套筒机构包括套筒601和支撑板602，支撑板602安装在旋转轴202的上端，套筒601安装在支撑板602上，调节防脱机构安装在套筒601内且调节防脱机构与套筒601的内壁活动连接，拧紧固定机构与套筒601的上端部的内壁相匹配。
37.进一步的，如图1所示，调节防脱机构包括调节螺栓701和调节杆702，调节螺栓701安装在套筒601内且调节螺栓701与套筒601的内壁相配合，调节螺栓701固定在调节杆702上，调节杆702的端部与螺栓1的下端相对应，调节杆702的端部设置有防脱组件，拧紧固定机构安装在调节杆702上且拧紧固定机构与防脱组件相匹配。
38.进一步的，如图8所示，套筒601内底部设置有弹性套筒603，弹性套筒603的上端与调节螺栓701的下端相匹配，调节杆702的下端位于弹性套筒603内。
39.进一步的，如图2所示，防脱组件包括t型杆703和弹片704，调节杆702的端部内竖直方向设置有t型孔705，弹片704安装在t型孔的水平孔内且弹片704的两端位于t型孔705外与拧紧固定机构相匹配，t型杆703安装在t型孔705的竖直孔内且t型杆703的水平段位于竖直孔底端内壁的凹槽内，t型杆703的上端部与螺栓1的下端相对应。
40.进一步的，如图1所示，拧紧固定机构包括平垫801、弹簧垫片802和螺帽803，如图9所示，螺帽803、弹簧垫片802和平垫801依次安装在调节杆702的端部上，平垫801与弹片704的端部的下方。
41.值得说明的是，在本实施例中，还设置有控制器，控制器与升降电机401和旋转电机201相连接，实现用于高空机械自动化作业中夹持螺栓组件的套筒扳手的自动化施工作业。
42.在本实施例中，进行使用时，首先将装置移动至作业点下方，如图1所示，将齿杆301通过支座302与上下楼板垂直固定，然后进行施工作业，工作原理如下：首先，按压t型杆703，如图4所示，弹片704发生弯曲，弹片704的两端收缩进入t型孔705内，将螺帽803、弹簧垫片802和平垫801依次套在调节杆702上，如图1所示，套筒601对螺帽803起到支撑作用，保证螺帽803、弹簧垫片802和平垫801的稳定性，松开t型杆703，如图2所示，弹片704在弹性力的作用下，两端伸出t型孔705，弹片704的两端对螺帽803、弹簧垫片802和平垫801起到限位作用。
43.其次，通过控制器开启升降电机401，升降电机402与齿杆302配合，升降电机402向上运动，带动升降卡座403向上运动，进而通过连接杆403带动气动弹性底座5向上运动，气动弹性底座5带动旋转电机201、套筒601和支撑板602向上运动，进而带动调节螺栓701和调节杆702向上运动，调节杆702的上端运动到螺栓1的下端时，在升降电机402传递至调节杆702的挤压力的作用下，如图3所示，t型杆703被压入t型孔705中，弹片704发生弯曲，螺帽803、弹簧垫片802和平垫801的限位解除。
44.值得说明的是，在本实施例中，在套筒601向上运动的过程中，由于弹片704的两端对螺帽803、弹簧垫片802和平垫801的限位作用，螺帽803、弹簧垫片802和平垫801不会由于装置的震动与调节杆702发生脱离，保证了螺帽803、弹簧垫片802和平垫801在上升过程中的稳定性，提高工作效率。
45.再次，在开启升降电机401的基础上，通过控制器开启旋转电机201，旋转电机201带动旋转轴202旋转，进而使得套筒601发生旋转，套筒601的内壁与调节螺栓701配合，套筒601向上运动时，在旋转力的作用下，调节螺栓701反向旋转在套筒601内向下运动，由于调节螺栓701和调节杆702固定，因此调节杆702保持静止状态，套筒601相对于调节杆702向上运动，套筒601的端部旋转带动螺帽803、弹簧垫片802和平垫801向上运动，如图5所示，平垫801到达螺栓的下方。
46.值得说明的是，如图8所示，在调节螺栓701向下运动时，弹性套筒603发生挤压形变，使得调节螺栓701与支撑板602保持一段距离，防止调节杆702的端部与支撑板602发生碰撞。在本发明的其他实施例中，还可以将调节螺栓701和调节杆702之间设置为螺纹配合连接，其中调节杆702的螺纹与套筒601的内螺纹为反向螺纹，这样，在套筒601向上旋转运动时，调节螺栓701旋转向下，进而给予调节杆701一个向上的力，保证调节杆701的稳定性，弹性套筒603也能够保证调节螺栓702不会由于向下旋转过多与调节杆701发生脱离，保证装置的稳定性。
47.最后，如图6所示，套筒601继续旋转向上，平垫801、弹簧垫片802和螺帽803依次旋入螺栓1进行固定安装，固定安装完成后，若不需要取下平垫801、弹簧垫片802和螺帽803，通过控制器关闭旋转电机202，控制升降电机401反向运动，带动升降卡座403向下运动，套筒601与螺帽803发生脱离，，继续向下运动，调节杆702的端部与螺栓1发生脱离；若需要取下平垫801、弹簧垫片802和螺帽803，则通过控制器同时控制旋转电机202和升降电机401反向运动，套筒601向下运动的同时，平垫801、弹簧垫片802和螺帽803也旋转向下运动，取下过程中装置各组件的变化依次如图5、图3和图1。
48.综上，本实施例中的用于高空机械自动化作业中夹持螺栓组件的套筒扳手在控制器的控制下能够实现全过程的全自动化施工作业，施工效率高，利用升降机构，无需人员进行高空作业，能够实现高空的螺栓1的安装与拆卸，安全性能好，施工效率高。
49.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。