一種調距槳槳轂裝配工裝的製作方法

2023-06-23 00:00:26

本發明涉及船用機械技術領域，特別涉及一種調距槳槳轂裝配工裝。

背景技術：

調距槳是一種槳葉的傾斜角度可調的螺旋槳，槳葉設置在槳轂的外壁上，將槳葉繞垂直於槳轂的軸線轉動，就可以改變槳葉的傾斜角度，是目前船舶上常用的一種推進器。

槳轂主要由槳轂體、活塞杆、曲柄銷盤、滑塊、活塞以及油缸等零件組成，這些零件之間採用大量的螺栓進行連接。

目前槳轂在裝配過程中，各個零件之間的螺栓主要依靠人工裝配，由於槳轂上有大量的螺栓，導致工作量很大，裝配效率和精度低。

技術實現要素：

為了解決人工擰螺栓工作量大，裝配效率低的問題，本發明實施例提供了一種調距槳槳轂裝配工裝。所述技術方案如下：

本發明實施例提供了一種調距槳槳轂裝配工裝，所述裝配工裝包括機械手和轉動平臺，所述機械手包括立柱、第一懸臂、第二懸臂、動力機構、扳手安裝座和電動扳手，所述立柱的一端垂直設置在水平工作檯上，所述立柱的另一端上設置有所述第一懸臂，所述第一懸臂水平設置且可繞所述立柱的軸線轉動，所述第二懸臂包括第一連杆、第二連杆、第三連杆和第四連杆，所述第一連杆繞所述第一連杆的軸線可轉動地連接在所述第一懸臂上，所述第一連杆的一端與所述第一懸臂連接，所述第一連杆的另一端從所述第一懸臂豎直向下伸出，所述第一連杆、所述第二連杆、所述第三連杆和所述第四連杆順次鉸接成平行四邊形機構，所述扳手安裝座設置在所述第三連杆上，所述電動扳手設置在所述扳手安裝座上，且所述電動扳手的輸出軸豎直向下，所述轉盤位於所述電動扳手的正下方，且所述動力機構用於驅動所述第二連杆和第四連杆在豎直平面內轉動；

所述轉動平臺包括底座和可轉動地設置在所述底座上的轉盤，所述轉盤水平設置，所述轉盤的轉動軸線與所述電動扳手的輸出軸線平行。

優選地，所述裝配工裝還包括用於使所述第一懸臂與所述立柱保持相對靜止的第一剎車機構和用於使所述第一連杆與所述第一懸臂保持相對靜止的第二剎車機構。

優選地，所述扳手安裝座上設置有圖像拍攝裝置，所述圖像拍攝裝置的鏡頭朝向待裝配槳轂。

進一步地，所述扳手安裝座與所述第二懸臂轉動連接，且所述扳手安裝座的轉動軸線與所述電動扳手的輸出軸平行。

優選地，所述裝配工裝還包括拍攝杆，所述拍攝杆水平設置，所述拍攝杆的一端連接在所述扳手安裝座上，且所述拍攝杆能夠繞水平方向轉動，所述圖像拍攝裝置設置在所述拍攝杆上。

優選地，所述裝配工裝還包括用於顯示所述電動扳手的力矩的人機互動終端，所述電動扳手與所述人機互動終端電連接。

可選地，所述立柱上設置有支撐杆，所述支撐杆包括第一懸杆和第二懸杆，所述第一懸杆的一端與所述立柱鉸接，所述第一懸杆的另一端與所述第二懸杆的一端鉸接，所述人機互動終端設置在所述第二懸杆的另一端上，且所述第一懸杆的轉軸和所述第二懸杆的轉軸均平行於豎直方向，所述人機互動終端設置在所述支撐杆上。

優選地，所述轉動平臺還包括驅動機構，所述驅動機構用於驅動所述轉盤轉動。

進一步地，所述轉盤上同軸設置有齒環，所述驅動機構包括電機和驅動齒輪，所述電機通過所述驅動齒輪與所述齒環傳動連接。

可選地，所述底座上設置有圓柱形凹槽，所述轉盤上靠近所述底座的一面上設置有環形凸臺，所述環形凸臺定位插裝在所述圓柱形凹槽中。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：通過在立柱上設置第一懸臂，第一懸臂與立柱轉動連接，使得可以在裝配過程中，在水平方向上轉動機械手以將機械手調整到合適位置，通過在第一懸臂上設置第二懸臂，由於第二懸臂為平行四邊形機構，因此可以通過動力機構驅動第二連杆和第四連杆來調節設置在第三連杆上的扳手安裝座的豎直位置，通過將第一連杆轉動連接在第一懸臂上，使得可以在水平面內轉動第二懸臂，以調整設置在扳手安裝座上的電動扳手的水平位置，通過在底座上設置轉盤，使得在裝配時可以通過轉盤帶動放置在轉盤上的槳轂轉動，從而在裝配時，操作人員可以在擰緊一個螺栓後轉動轉盤，通過機械手將電動扳手對準螺栓，快速將螺栓擰緊，操作簡單，提高了裝配效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的一種調距槳槳轂裝配工裝的正視圖；

圖2是本發明實施例提供的一種調距槳槳轂裝配工裝的俯視圖；

圖3是本發明實施例提供的一種轉動平臺的側視圖；

圖4是本發明實施例提供的一種轉動平臺的俯視圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

圖1是本發明實施例提供的一種調距槳槳轂裝配工裝的正視圖，如圖1所示，該裝配工裝包括機械手10和轉動平臺20，機械手10包括立柱11、第一懸臂12、第二懸臂13、動力機構14、扳手安裝座15和電動扳手16。

立柱11的一端垂直設置在水平工作檯上，立柱11的另一端上設置有第一懸臂12，第一懸臂12水平設置且可繞立柱11的軸線轉動。第二懸臂13包括第一連杆131、第二連杆132、第三連杆133和第四連杆134。第一連杆131繞第一連杆131的軸線可轉動地連接在第一懸臂12上，第一連杆131的一端與第一懸臂12連接，第一連杆131的另一端從第一懸臂12豎直向下伸出。第一連杆131、第二連杆132、第三連杆133和第四連杆134順次鉸接成平行四邊形機構。扳手安裝座15設置在第三連杆133上，電動扳手16設置在扳手安裝座15上，且電動扳手16的輸出軸豎直向下。動力機構14用於驅動第二連杆132和第四連杆134在豎直平面內轉動。

轉動平臺20包括底座21和可轉動地設置在底座21上的轉盤22，轉盤22水平設置，轉盤22位於電動扳手16的正下方，且轉盤22的轉動軸線與電動扳手16的輸出軸線平行。

平行四邊形機構中，第二連杆132和第四連杆134長度相等，第二連杆132和第四連杆134在豎直平面內轉動時，第一連杆131和第三連杆133始終保持豎直。

具體地，水平工作檯可以是地面。

本發明實施例通過在立柱上設置第一懸臂，第一懸臂與立柱轉動連接，使得可以在裝配過程中，在水平方向上轉動機械手以將機械手調整到合適位置，通過在第一懸臂上設置第二懸臂，由於第二懸臂為平行四邊形機構，因此可以通過動力機構驅動第二連杆和第四連杆來調節設置在第三連杆上的扳手安裝座的豎直位置，通過將第一連杆轉動連接在第一懸臂上，使得可以在水平面內轉動第二懸臂，以調整設置在扳手安裝座上的電動扳手的水平位置，通過在底座上設置轉盤，使得在裝配時可以通過轉盤帶動放置在轉盤上的槳轂轉動，從而在裝配時，操作人員可以在擰緊一個螺栓後轉動轉盤，通過機械手將電動扳手對準螺栓，快速將螺栓擰緊，操作簡單，提高了裝配效率。

如圖1所示，動力機構14包括伸縮氣缸，伸縮氣缸的一端與第二連杆132鉸接，伸縮氣缸的另一端與第四連杆134鉸接，且伸縮氣缸與第一連杆131不平行，在裝配時，可以通過控制伸縮氣缸伸縮來驅動第二連杆132和第四連杆134在豎直平面內轉動，當伸縮氣缸伸縮到合適長度時，可以鎖止伸縮氣缸，避免第二連杆132和第四連杆134繼續轉動。

可選地，第二連杆132和第四連杆134上可以均設置一個鉸支座141，伸縮氣缸的兩端分別與一個鉸支座141鉸接。

如圖1所示，裝配工裝還包括用於使第一懸臂12與立柱11保持相對靜止的第一剎車機構121和用於使第一連杆131與第一懸臂12保持相對靜止的第二剎車機構122，從而在進行裝配時，當調整機械手10到合適位置時，可以通過第一剎車機構121將第一懸臂12鎖止，避免第一懸臂12在裝配過程中轉動，同時可以通過第二剎車機構122將第二懸臂13鎖止，避免第二懸臂13在裝配過程中轉動。

優選地，該裝配工裝還包括角度檢測器123，角度檢測器123用於檢測第一連杆131轉動的角度，在裝配過程中，可以在第一懸臂12鎖止時，通過角度檢測器123檢測第一連杆131轉動的角度，以便於第一連杆131轉動到合適的位置使電動扳手16對準待擰緊的螺栓。

優選地，扳手安裝座15上還設置有用於拍攝待裝配槳轂30的圖像拍攝裝置17，從而可以通過圖像拍攝裝置17拍攝槳轂內部螺栓、密封件等零件的裝配情況，通過拍攝到的圖像判斷裝配是否合格。

可選地，圖像拍攝裝置17可以是攝像頭，通過攝像頭可以實時觀察到槳轂內部的裝配情況。

進一步地，扳手安裝座15與第二懸臂13轉動連接，且扳手安裝座15的轉動軸線與電動扳手16的輸出軸平行，從而可以通過轉動扳手安裝座15來調整圖像拍攝裝置17的角度，便於拍攝槳轂30內部的裝配情況。

圖2是本發明實施例提供的一種調距槳槳轂裝配工裝的俯視圖，裝配工裝還包括拍攝杆171，拍攝杆171水平設置，拍攝杆171的一端連接在扳手安裝座15上，且拍攝杆171能夠繞水平方向轉動，圖像拍攝裝置17設置在拍攝杆171上，從而可以進一步便於調整圖像拍攝裝置17的角度，有利於拍攝槳轂30內部的裝配情況。

再次參照圖1，扳手安裝座15可以包括連接板151和豎直安裝板152，連接板151與第二懸臂13連接，豎直安裝板152與連接板151連接，豎直安裝板152上設置有安裝法蘭152a，電動扳手16可拆卸地安裝在安裝法蘭152a上。

進一步地，豎直安裝板152上設置有旋轉關節152b，拍攝杆171通過旋轉關節152b轉動安裝在豎直安裝板152上。

需要說明的是，圖2中顯示了機械手10所處的三種位置，分別對應圖中的a位置、b位置和c位置，在裝配開始時，機械手10處於a位置，第一剎車機構121和第二剎車機構122可以都處於鎖止狀態，以避免機械手10轉動，此時可以便於將槳轂30放置到轉動平臺20上；在放置好槳轂30後，鬆開第一剎車機構121和第二剎車機構122，將機械手10轉動至b位置，調整機械手10，使電動扳手16對準待擰緊的螺栓，以進行螺栓的緊固；在擰緊所有螺栓後，可以將機械手10推動到c位置，以便於對槳轂30進行其他的裝配過程。

優選地，裝配工裝還可以包括用於顯示電動扳手16的力矩的人機互動終端18，電動扳手16與人機互動終端18連接，其中人機互動終端18包括顯示屏，從而在擰螺栓的過程中，電動扳手16可以將扭矩的大小信息傳輸到人機互動終端18，使操作人員可以通過人機互動終端18查看電動扳手16的扭矩信息，便於控制電動扳手16的扭矩大小。

具體地，人機互動終端18還可以包括存儲器，在槳轂的裝配過程中，不同的螺栓，擰緊時的扭矩從30nm到3000nm不等，存儲器中可以保存有擰緊各個螺栓的扭矩大小信息，操作人員可以在擰螺栓的過程中對比電動扳手16的扭矩大小與擰緊該螺栓的扭矩大小，從而確保螺栓被擰緊。

進一步地，該裝配工裝可以包括多個電動扳手16，多個電動扳手16所能產生的扭矩範圍不同，在裝配過程中可以選擇合適的電動扳手16擰緊不同的螺栓。

優選地，角度檢測器123還與人機互動終端18電連接，從而可以將角度檢測器123檢測到的角度信息傳輸到人機互動終端18，通過人機互動終端18將檢測到的角度信息與理論值進行比較，確保第二懸臂13的轉動角度不超過誤差所允許的範圍。

此外，圖像拍攝裝置17也可以與人機互動終端18電連接，圖像拍攝裝置17將拍攝到的畫面信息傳輸到人機互動終端18，以使得操作人員可以在人機互動終端18上查看到拍攝的畫面。

優選地，立柱11上設置有支撐杆19，人機互動終端18設置在支撐杆19上，便於人機互動終端18的安裝，同時還可以便於工作人員查看。

具體地，支撐杆19可以包括第一懸杆191和第二懸杆192，第一懸杆191的一端與立柱11鉸接，第一懸杆191的另一端與第二懸杆192的一端鉸接，人機互動終端18設置在第二懸杆192的另一端上，且第一懸杆191的轉軸和第二懸杆192的轉軸均平行於豎直方向，從而使得操作人員可以通過轉動第一懸杆191、第二懸杆192來調整人機互動終端18的位置，方便查看和操作。

更進一步地，人機互動終端18上可以鉸接一根掛杆181，掛杆181與第二懸杆192固定連接，且人機互動終端18的轉動軸線平行於水平方向，使得操作人員可以將人機互動終端18在豎直平面內轉動，以調整人機互動終端18的角度，進一步便於查看和操作。

優選地，立柱11上還可以設置支架111，支架111上可以設置風機111a，風機111a的出口上連接有軟管，從而可以方便操作人員在裝配過程中通過風機111a清理裝配過程中零件表面的油汙雜質。

圖3是本發明實施例提供的一種轉動平臺的側視圖，如圖3所示，轉動平臺20還包括驅動機構23，驅動機構23用於驅動轉盤22轉動。

進一步地，驅動機構23可以與人機互動終端18電連接，從而通過人機互動終端18控制驅動機構23運轉，以準確控制轉盤22轉動的角度，使得在裝配過程中，可以在擰緊一個螺栓後，通過控制轉盤22轉動設定的角度，以使下一個待擰緊的螺栓與電動扳手16對準，方便繼續擰緊下一個待擰緊的螺栓，進一步提高裝配的速度，且可以通過控制轉盤22轉動的方式，控制螺栓擰緊的順序，有利於按順序要求擰緊螺栓，確保裝配的精度。

如圖3所示，轉盤22上同軸設置有齒環221，驅動機構23包括電機231和驅動齒輪232，電機231通過驅動齒輪232與齒環221傳動連接。

具體地，齒環221與轉盤22可以通過螺栓同軸連接，以便於拆卸和維修。

實現時，驅動機構23還可以包括減速機233，電機231的輸出軸與減速機233的輸入軸同軸線連接，減速機233的輸出軸與驅動齒輪232同軸連接，通過減速機233可以降低轉盤22的轉速。

可選地，減速機233可以是渦輪減速機。

優選地，轉盤22與底座21之間可以設置推力軸承241，以便於轉盤22的轉動。

進一步地，底座21上設置有圓柱形凹槽21a，轉盤22上靠近底座21的一面上設置有環形凸臺22a，環形凸臺22a定位插裝在圓柱形凹槽21a中，從而可以提高轉動平臺20的穩定性，避免轉盤22移動。

如圖3所示，圓柱形凹槽21a的內側壁與環形凸臺22a的外側壁之間設置有向心球軸承242，降低轉盤22轉動時受到的阻力。

進一步地，圓柱形凹槽21a中還設置有一圓柱形凸臺21b，圓柱形凸臺21b伸入環形凸臺22a中，圓柱形凸臺21b的外側壁與環形凸臺22a的內側壁之間設置有軸承，從而可以進一步提高對轉盤22的限位作用。

更進一步地，環形凸臺22a朝向圓柱形凹槽21a的一端上設置有環形凸緣22b，圓柱形凸臺21b的頂端設置有壓板21c，軸承夾設在環形凸緣22b和壓板21c之間，從而可以對轉盤22進行軸向限位。

圖4是本發明實施例提供的一種轉動平臺的俯視圖，如圖4所示，轉盤22的頂面上可以設置徑向延伸的多條橡膠條222，橡膠條222可以提高對槳轂30的摩擦力，使得槳轂30的轉動更平穩。

具體地，多條橡膠條222沿轉盤22的周向間隔布置，以使得轉盤22對槳轂30的摩擦力更均勻。

實現時，轉盤22上可以設置多條截面呈t型的t型槽，橡膠條222卡設在t型槽中，可以避免橡膠條222鬆脫。

此外，轉盤22上還可以設置多道定位標記線223，定位標記線223用於在將槳轂30放置到轉盤22上時提供定位基準，方便定位。

進一步地，底座21可以通過地腳螺栓固定，以提高底座21的穩定性。

具體地，底座21包括支撐腳251，支撐腳251通過地腳螺栓固定在地面上。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。