一种自锁螺栓装置的制作方法

1.本实用新型涉及螺栓自动拧紧技术领域，具体而言，涉及一种自锁螺栓装置。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展，电力需求的不断增加，作为输变电系统中主要设备的变压器也得到了长远、高效的发展。
3.其中，变压器的箱盖紧固作为变压器制造的末端工艺，一直以来都采用人工的方式进行紧固作业，致使需进行大量重复性工作，且手动式的锁固方式，其不易控制螺栓拧紧质量、尤其是不易检测各个螺栓是否达到目标扭矩。并且的，变压器是一种多型号的电力产品，每个型号变压器的箱沿螺栓孔位置都不一样，其紧固是采用螺栓和螺母配合紧固的方式，从而远比螺钉锁入螺纹孔的工艺更难实现自动化锁紧，不利于批量且高效的自动作业。
4.需要提到的是，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种自锁螺栓装置，以解决上述问题。
6.本实用新型采用了如下方案：
7.本技术提供了一种自锁螺栓装置，用于对箱沿位置的螺栓实施自动锁固，包括：机械手和锁紧机构；机械手具有控制器，用以控制机械手灵活移动；锁紧机构包含接合于该机械手端部的主体、以及配置在主体上的拧紧件和夹持件；所述拧紧件和夹持件以相互对置的方式可滑动地配置在主体的靠外一侧，并在两者之间形成有用于箱沿上的螺栓和套设在螺栓底部的螺母的操作空间；其中，还包括视觉感应器和测距传感器；所述视觉感应器和测距传感器均与控制器相电气连接，以将所获取到的位置信息反馈至控制器，并通过所述控制器来使得锁紧机构移转至将预组装在箱沿的螺栓和螺母恰好容置于其操作空间内；且所述拧紧件和夹持件能够单独地受控于所述控制器，在夹持件活动至限定螺母后，驱使所述拧紧件对位至螺栓的头部并对其进行自动锁紧操作。
8.作为进一步改进，所述视觉感应器配置成机器视觉光源，用以快速识别定位出箱沿的螺栓和螺母；所述测距传感器通过激光测距的方式来测出距离参数并反馈至控制器。
9.作为进一步改进，所述机器视觉光源及测距传感器对应配置在主体上。
10.作为进一步改进，所述主体包含一适配于机械手的法兰结构以及连接该法兰结构的安装架；所述安装架设有沿竖直方向布设的滑轨以及配置在滑轨上的上滑座和下滑座；其中，所述拧紧件配置在上滑座一侧，所述夹持件对应配置在下滑座一侧。
11.作为进一步改进，还包括用以驱使上滑座活动的第一驱动件、以及驱使下滑座活动的第二驱动件；所述第一驱动件和第二驱动件均与控制器相电气连接。
12.作为进一步改进，所述拧紧件配置成电动拧紧轴，且所述电动拧紧轴横置在上滑
座；所述夹持件正对设于该电动拧紧轴的下方。
13.作为进一步改进，沿所述电动拧紧轴的长度方向上在安装架上设置有另一滑轨和配置在该滑轨上的滑座，所述电动拧紧轴固定在上滑座和与上滑座相间隔设置的滑座上。
14.作为进一步改进，所述上滑座和滑座为一体成型设置。
15.作为进一步改进，所述夹持件朝向靠近箱沿一侧水平延伸有一适配于螺母的卡合口，所述电动拧紧轴的头部套筒与所述卡合口沿竖向相互对置设置，且该头部套筒能够自适应地嵌合于螺栓头部并实施转动旋紧。
16.作为进一步改进，所述机器视觉光源及测距传感器配置在远离滑轨和滑座的安装架一侧，且靠外侧设置。
17.通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：
18.本技术的自锁螺栓装置，其通过机械手上配置有锁紧机构，使得锁紧机构在机械手的控制下实施精准移动，进而实现自动锁固螺栓和螺母的目的。其中，锁紧机构的拧紧件和夹持件相互对置设置，且可滑动地配置在主体位置上，用以在视觉感应器和测距传感器获取到待锁固的螺栓所在的位置信息后，由控制器来控制锁紧机构移动至待锁固操作的位置处，此时，预组装在箱沿的螺栓和螺母位于拧紧件和夹持件所形成的操作空间中，且拧紧件和螺栓头部之间以及夹持件与螺母之间达到精准的对位配合，并在受控于该控制器的调控下，控制夹持件活动至将螺母进行限位紧固，再驱使拧紧件对位至与螺栓的头部相嵌合，进行自动锁紧操作，从而通过螺母固定再锁紧螺栓的方式来实施对变压器的箱盖的自动化固定，从而解放劳动力、并显著提高了生产效率和锁紧的质量，其可操作性更佳。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
20.图1是本实用新型实施例的自锁螺栓装置的结构示意图；
21.图2是图1中i处的放大示意图；
22.图3是本实用新型实施例的自锁螺栓装置的锁紧机构的结构示意图；
23.图4是本实用新型实施例的自锁螺栓装置的控制器的结构框图；
24.图5是本实用新型实施例的自锁螺栓装置的锁紧机构在另一视角下的结构示意图。
25.图标：1-机械手；2-锁紧机构；3-控制器；4-主体；5-拧紧件；6-夹持件；7-视觉感应器；8-测距传感器；9-法兰结构；10-安装架；11-滑轨；12-上滑座；13-下滑座；14-第一驱动件；15-第二驱动件；16-滑轨；17-滑座；18-卡合口；19-套筒；a-螺栓；b-螺母。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用
新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.实施例
32.结合图1至图5，本实施例提供了一种自锁螺栓装置，用于对箱沿位置的螺栓a实施自动锁固。该自锁螺栓装置包括：机械手1和锁紧机构2。机械手1具有控制器3，用以控制机械手1灵活移动。锁紧机构2包含接合于该机械手1端部的主体4、以及配置在主体4上的拧紧件5和夹持件6。拧紧件5和夹持件6以相互对置的方式可滑动地配置在主体4的靠外一侧，并在两者之间形成有用于箱沿上的螺栓a和套设在螺栓a底部的螺母b的操作空间。其中，还包括视觉感应器7和测距传感器8。视觉感应器7和测距传感器8均与控制器3相电气连接，以将所获取到的位置信息反馈至控制器3，并通过控制器3来使得锁紧机构2移转至将预组装在箱沿的螺栓a和螺母b恰好容置于其操作空间内。且拧紧件5和夹持件6能够单独地受控于控制器3，在夹持件6活动至限定螺母b后，驱使拧紧件5对位至螺栓a的头部并对其进行自动锁紧操作。
33.上述中，通过机械手1上配置有锁紧机构2，使得锁紧机构2在机械手1的控制下实施精准移动，进而实现自动锁固螺栓a和螺母b的目的。其中，锁紧机构2的拧紧件5和夹持件6相互对置设置，且可滑动地配置在主体4位置上，用以在视觉感应器7和测距传感器8获取
到待锁固的螺栓a所在的位置信息后，由控制器3来控制锁紧机构2移动至待锁固操作的位置处，此时，预组装在箱沿的螺栓a和螺母b位于拧紧件5和夹持件6所形成的操作空间中，且拧紧件5和螺栓a头部之间以及夹持件6与螺母b之间达到精准的对位配合，并在受控于该控制器3的调控下，控制夹持件6活动至将螺母b进行限位紧固，再驱使拧紧件5对位至与螺栓a的头部相嵌合，进行自动锁紧操作，从而通过螺母b固定再锁紧螺栓a的方式来实施对变压器的箱盖的自动化固定，从而解放劳动力、并显著提高了生产效率和锁紧的质量，其可操作性更佳。
34.显然的，为了实施对变压器的箱盖在其箱沿处的螺栓a与螺母b的自动锁固。需要在此自锁螺栓装置开始工作前，先行对箱沿多个位置处的螺栓a和螺母b进行预组装在各自的待锁固位置处，此时螺母b只需套接在螺栓a的尾部即可。可以理解的是，在进行自动锁固的过程中，螺母b在夹持件6的限位下，使得螺栓a与螺母b之间能够相对活动，以达到锁固配合的目的。在一种优选的方式中，夹持件6沿轴向顶紧螺母b来实施托举限位的目的，便于在螺栓a的头部受到拧紧件5的带动下发生高速转动后，实现螺栓a和螺母b在箱沿处的锁固配合。
35.其中，需要提到的是，视觉感应器7配置成机器视觉光源，用以快速识别定位出箱沿的螺栓a。测距传感器8通过激光测距的方式来测出距离参数并反馈至控制器3。具体地，机器视觉技术主要包括图像采集和图像处理两个过程。且机器视觉类似于人的眼睛，主要在检测方面上实施高精度的定量检测，以对目标物(上述中的螺栓a)进行尺寸和位置测量，从而实现精准高效的识别定位。另外的，激光测距的传感器其通过远距离激光测距方式，在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。上述中，视觉感应器7和测距传感器8均在现有的机器人其位置信息获取中得到应用普及，在此不再赘述。
36.如图3所示，其中，机器视觉光源及测距传感器8对应配置在主体4上。尤其的，机器视觉光源及测距传感器8配置在远离滑轨和滑座的安装架10一侧，且靠外侧设置。从而，利于其空间布局及紧凑设置。
37.具体地，主体4包含一适配于机械手1的法兰结构9以及连接该法兰结构9的安装架10。安装架10设有沿竖直方向布设的滑轨11以及配置在滑轨11上的上滑座12和下滑座13。其中，拧紧件5配置在上滑座12一侧，夹持件6对应配置在下滑座13一侧。又如图4和图5所示，该自锁螺栓装置还包括用以驱使上滑座12活动的第一驱动件14、以及驱使下滑座13活动的第二驱动件15。第一驱动件14和第二驱动件15均与控制器3相电气连接。通过控制器3进一步实施对驱动件的控制，以驱使配置在滑座上的拧紧件5和夹持件6受控活动。
38.如图5所示，在一种实施例中，拧紧件5配置成电动拧紧轴，且电动拧紧轴横置在上滑座12。其中，夹持件6正对设于该电动拧紧轴的下方。并且，沿电动拧紧轴的长度方向上在安装架10上设置有另一滑轨16和配置在该滑轨16上的滑座17，电动拧紧轴固定在上滑座12和与上滑座12相间隔设置的滑座17上。为了使得电动拧紧轴在其长度方向上的稳固配置，额外新增的另一滑轨16(并与上滑座/下滑座所在的滑轨11间隔设置)和滑座17能够显著提升其整体的稳定性，以利于锁固操作。
39.优选地，上滑座12和滑座17为一体成型设置。从而，相互衔接的两滑座之间能够稳固支撑起横置在其上的电动拧紧轴，利于同步滑动及平稳支撑，其效果尤为显著。
40.如图2和图3所示，夹持件6朝向靠近箱沿一侧水平延伸有一适配于螺母b的卡合口18，该卡合口18能够沿轴向卡接适配于螺母b，从而有效地顶紧螺母b。并且，电动拧紧轴的头部套筒19与卡合口18沿竖向相互对置设置，且该头部套筒19能够自适应地嵌合于螺栓a头部并实施转动旋紧。其中，对于套筒19与螺栓a头部之间的嵌合适配以及电动拧紧轴的自动拴紧螺栓a的方式，均可参考现有的拧紧机构，在此不做限制。
41.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。