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　　本实用新型公开了一种螺栓智能拧紧机构，包括支撑臂、伺服滑动机构和伺服转动机构；支撑臂侧面和伺服滑动机构连接，伺服转动机构和伺服滑动机构连接；所述伺服滑动机构包括滑动机构、第一伺服电机、支撑架、支撑块、安装板和第一传动轴，支撑架上端面连接第一伺服电机，支撑架下端面和支撑块固定连接，安装板固定在支撑块侧面；安装板和伺服转动机构固定连接；伺服转动机构包括第二伺服电机、拧紧头、弹性元件、压力传感器、扭矩传感器和第二传动轴；弹性元件一端和第二传动轴连接，另一端安装拧紧头，扭矩传感器固定套接在弹性元件侧面，

　　(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 212552620 U (45)授权公告日 2021.02.19 (21)申请号 9.6 (22)申请日 2020.06.09 (73)专利权人 南京工程学院 地址 211167 江苏省南京市江宁科学园弘 景大道1号 (72)发明人 江亮王保升杨光杨成 杨庆宇左健民 (74)专利代理机构 南京睿之博知识产权代理有 限公司 32296 代理人 刘菊兰 (51)Int.Cl. B23P 19/06 (2006.01) 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 (54)实用新型名称 一种螺栓智能拧紧机构 (57)摘要 本实用新型公开了一种螺栓智能拧紧机构， 包括支撑臂、伺服滑动机构和伺服转动机构；支 撑臂侧面和伺服滑动机构连接，伺服转动机构和 伺服滑动机构连接；所述伺服滑动机构包括滑动 机构、第一伺服电机、支撑架、支撑块、安装板和 第一传动轴，支撑架上端面连接第一伺服电机， 支撑架下端面和支撑块固定连接，安装板固定在 支撑块侧面；安装板和伺服转动机构固定连接； 伺服转动机构包括第二伺服电机、拧紧头、弹性 元件、压力传感器、扭矩传感器和第二传动轴；弹 性元件一端和第二传动轴连接，另一端安装拧紧 头，扭矩传感器固定套接在弹性元件侧面，弹性 U 元件底端设置压力传感器。本实用新型结构简 0 单，成本低、自动化程度高，可以精确控制螺栓扭 2 6 2 矩。 5 5 2 1 2 N C CN 212552620 U 权利要求书 1/1页 1.一种螺栓智能拧紧机构，其特征在于：包括支撑臂（1）、伺服滑动机构（2）、伺服转动 机构（3）；所述支撑臂（1）侧面和伺服滑动机构（2）固定连接，伺服转动机构（3）安装在伺服 滑动机构（2）上； 所述伺服滑动机构（2）包括滑动机构、第一伺服电机（203）、支撑架（204）、安装板 （205）、支撑台（208）和第一传动轴（209）；第一伺服电机（203）固定于支撑架（204）上，第一 传动轴（209）和滑动机构连接；支撑台（208）和支撑架（204）下端面固定连接，侧面和安装板 （205）固定连接，伺服转动机构（3）固定在安装板（205）侧面； 所述伺服转动机构（3）包括第二伺服电机（301）、拧紧头（302）、压力传感器（303）、扭矩 传感器（304）、弹性元件（305）和第二传动轴（306），弹性元件（305）一端和第二传动轴（306） 连接，另一端和拧紧头（302）连接，扭矩传感器（304）固定在弾性元件（305）上，弹性元件 （305）底端设置压力传感器（303）。 2.根据权利要求1所述的一种螺栓智能拧紧机构，其特征在于：所述滑动机构包括丝杆 （207）、联轴器（206）、导轨座（201）和导轨（202）；其中，导轨座（201）和支撑臂（1）的侧面连 接，导轨（202）固定在导轨座（201）侧端面，竖直向下，丝杆（207）顶部穿过支撑台（208），和 第一传动轴（209）连接，导轨（202）内部设置螺纹和丝杆（207）配合连接。 3.根据权利要求2所述的一种螺栓智能拧紧机构，其特征在于：所述第二伺服电机 （301）的机壳顶部设置有散热片（307），侧面安装有紧急停止装置（308）。 4.根据权利要求2所述的一种螺栓智能拧紧机构，其特征在于：所述丝杆（207）通过联 轴器（206）和第一传动轴（209）连接。 5.根据权利要求2所述的一种螺栓智能拧紧机构，其特征在于：所述安装板（205）下端 侧面设置挡板（210），安装板（205）底部设置支撑板（211）。 6.根据权利要求5所述的一种螺栓智能拧紧机构，其特征在于：所述支撑板（211）设置 中心孔，第二传动轴（306）穿过中心孔和弹性元件（305）连接。 7.根据权利要求2所述的一种螺栓智能拧紧机构，其特征在于：所述支撑臂（1）和导轨 座（201）安装面设置加强板（4）。 8.根据权利要求1所述的一种螺栓智能拧紧机构，其特征在于：支撑臂（1）底端通过螺 栓固定。 2 2 CN 212552620 U 说明书 1/3页 一种螺栓智能拧紧机构 技术领域 [0001] 本实用新型涉及设备安装领域，具体涉及一种螺栓智能拧紧机构。 背景技术 [0002] 近来，随着智能化的兴起，传统的工业机构装置工作难以满足越来越高的智能化、 信息化和精细化的要求。就螺栓的拧紧问题而言，一些大型企业已经广泛采用高智能化、高 自动化的智能拧紧机构，如今的工业装配对于螺栓扭矩的精度要求越来越高，对于不同的 装配件，需要精确的控制其扭矩的大小，来完成安装；而不是仅仅满足于传统观念中的拧 紧；现有技术中的大型智能拧紧机构成本高、维修保养费用贵、操作难度大，无法广泛普及， 小型拧紧机构对扭矩控制精度不够，人工操作存在安全隐患。 实用新型内容 [0003] 技术目的：针对现有技术中，螺栓智能拧紧机构成本高、控制精度不够以及存在安 全隐患的不足，本实用新型公开了一种结构简单，维护方便、安全性高，可以准确控制螺栓 扭矩并设置有紧急停止装置的螺栓智能拧紧机构。 [0004] 技术方案：为实现上述技术目的，本实用新型采用了如下技术方案： [0005] 一种螺栓智能拧紧机构，包括支撑臂、伺服滑动机构、伺服转动机构；所述支撑臂 侧面和伺服滑动机构固定连接，伺服转动机构安装在伺服滑动机构上；所述伺服滑动机构 包括滑动机构、第一伺服电机、支撑架、安装板、支撑台和第一传动轴；第一伺服电机固定于 支撑架上，第一传动轴和滑动机构连接；支撑台和支撑架下端面固定连接，侧面和安装板固 定连接，伺服转动机构固定在安装板侧面；所述伺服转动机构包括第二伺服电机、拧紧头、 压力传感器、扭矩传感器、弹性元件和第二传动轴，弹性元件一端和第二传动轴连接，另一 端和拧紧头连接，扭矩传感器固定在弾性元件上，弹性元件底端设置压力传感器。 [0006] 优选地，所述滑动机构包括丝杆、联轴器、导轨座和导轨；其中，导轨座和支撑臂的 侧面连接，导轨固定在导轨座侧端面，竖直向下，丝杆顶部穿过支撑台，和第一传动轴连接， 导轨内部设置螺纹和丝杆配合连接，使用丝杆传动机构进行传动，传动精确，可控性高，可 以严格控制进给量，保证螺栓拧紧的精度，不损伤设备。 [0007] 优选地，所述第二伺服电机的机壳顶部设置有散热片，侧面安装有紧急停止装置； 散热片防止机器因持续运转产生过热；紧急停止装置，在第二伺服电机失控时进行紧急操 作，保证安全。 [0008] 优选地，所述丝杆通过联轴器和第一传动轴连接。 [0009] 优选地，所述安装板下端侧面设置挡板，安装板底部设置支撑板。 [0010] 优选地，所述支撑板设置中心孔，第二传动轴穿过中心孔和弹性元件连接。 [0011] 优选地，所述支撑臂和导轨座安装面设置加强板。 [0012] 优选地，所述支撑臂底部使用螺栓固定，便于机构的拆卸和安装，侧面和导轨座焊 接，连接处设置加强板，增强结构强度。 3 3 CN 212552620 U 说明书 2/3页 [0013] 本实用新型所提供的螺栓智能拧紧机构使用时，将设备的待拧紧螺栓置于拧紧头 的正下方，启动第一伺服电机，通过丝杆传动装置，伺服传动机构整体向下运动，带动伺服 转动机构一同向下运动，启动第二伺服电机，第二传动轴带动拧紧头缓慢转动，拧紧头和待 拧紧螺栓接触时，扭矩传感器检测到扭矩，传递信号至第二伺服电机，第二伺服电机转速增 加，加速拧紧；弹性元件端部的压力传感器与拧紧头一同进入待拧紧螺栓端部，随着第一伺 服电机持续传动，压力传感器与待拧紧螺栓接触，将压力信号传递至第一伺服电机，第一伺 服电机转速降低，以此来控制竖直方向的进给量，当检测到扭矩值接近设定值时，控制第二 伺服电机转速下降，直至达到扭矩值，转速降为零。压力传感器监测的压力值达到设定值 时，第一伺服电机停止，完成拧紧操作。 [0014] 有益效果：本实用新型通过在拧紧机构安装压力传感器和扭矩传感器，通过压力 传感器控制第一伺服电机，扭矩传感器控制第二伺服电机，信号传递迅速，扭矩控制精确； 同时使用弹性元件，缓解第二伺服电机受到的冲击力和扭矩，提高使用寿命；设有紧急停止 装置，提高操作的安全性。 附图说明 [0015] 为了更清楚地说明本实用新型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介绍。 [0016] 图1为本实用新型主视图； [0017] 图2为本实用新型丝杆和第一伺服电机连接局部放大图； [0018] 图3为本实用新型伺服转动机构局部侧视图； [0019] 图4为本实用新型拧紧头位置局部放大图； [0020] 图5为本实用新型拧紧头仰视图； [0021] 其中，1-支撑臂、2-伺服滑动机构、3-伺服转动机构、4-加强板； [0022] 201-导轨座、202-导轨、203-第一伺服电机、204-支撑架、205-安装板、206-联轴 器、207-丝杆、208-支撑台、209-第一传动轴、210-挡板、211-支撑板； [0023] 301-第二伺服电机、302-拧紧头、303-压力传感器、304扭矩传感器、305-弹性元 件、306-第二传动轴、307-散热片、308-紧急停止装置。 具体实施方式 [0024] 下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型，但并 不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。 [0025] 如图1所示为本实用新型提供的一种螺栓智能拧紧机构，包括支撑臂1、伺服滑动 机构2、伺服转动机构3；伺服滑动机构2包括滑动机构、第一伺服电机203、支撑架204、安装 板205、支撑台208和第一传动轴209，其中滑动机构包括丝杆207、联轴器206、导轨座201和 导轨202；第一伺服电机203固定在支撑架204上，支撑台206固定在支撑架204的下端面。 [0026] 如图2所示，丝杆207穿过支撑台206和支撑架204，与第一传动轴209通过联轴器 206连接；导轨座201和支撑臂1侧面固定连接，连接面设置加强板6导轨202竖直安装在导轨 座侧面的，设置有螺纹孔，用于与丝杆207配合连接。 [0027] 如图3所示，安装板205底部的侧面设置挡板210，挡板210沿安装板205的两个侧边 4 4 CN 212552620 U 说明书 3/3页 垂直安装，安装板205底部设置支撑板211，支撑板211和安装板205侧面垂直，设置有中心 孔，用于支撑伺服转动机构；伺服转动机构3安装在安装板205侧面，位于支撑板211的上方。 [0028] 伺服转动机构3包括第二伺服电机301、拧紧头302、压力传感器303、扭矩传感器 304、弹性元件305和第二传动轴306；其中，第二伺服电机301上部设置散热片307，防止设备 运行过热而损坏，侧面安装有紧急停止装置308，在设备失控状况下，紧急停止，保证操作安 全。 [0029] 如图4、图5所示，第二传动轴306穿过支撑板211的中心孔和弹性元件305连接，用 于缓冲第二传动轴受到的冲击力；扭矩传感器304固定套接在弹性元件305上，便于实时监 测扭矩，传递信号；弹性元件305另一端和拧紧头302连接，底部安装压力传感器303，压力传 感器303用于向第一伺服电机传递信号，控制进给量。 [0030] 本实用新型所提供的螺栓智能拧紧机构，在使用时，将待拧紧螺栓置于拧紧头302 的正下方，启动第一伺服电机203，控制伺服滑动机构2下降，带动伺服转动机构3下降，拧紧 头302和待拧紧螺栓的端面距离缩短，启动第二伺服电机301，带动拧紧头302慢速转动，拧 紧头302和待拧紧螺栓端面接触后，扭矩传感器304监测到扭矩，传递信号，控制第二伺服电 机301转速逐渐增加，加速拧紧。 [0031] 如图5所示，弹性元件305底部设置压力传感器303，当第一伺服电机203转速过快， 伺服滑动机构2带动伺服转动机构3下降的距离大于待拧紧螺栓被拧紧时的下降的距离，压 力传感器303和待拧紧螺栓的端面接触，受到压力，传递信号，控制第一伺服电机203转速下 降，进而控制伺服转动机构3的下降距离，减小第二传动轴306的的轴向压力。 [0032] 当扭矩传感器304监测到的扭矩值接近设计的扭矩值时，传递信号，控制第二伺服 电机301转速下降，直到扭矩值和设计的扭矩值相同时，第二伺服电机301停止转动，此时第 一伺服电机203仍在运转，压力传感器303与待拧紧螺栓端面接触，压力值增大，压力值达到 设定值时，第一伺服电机203停止转动，完成拧紧操作。 [0033] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。 5 5 CN 212552620 U 说明书附图 1/4页 图1 6 6 CN 212552620 U 说明书附图 2/4页 图2 7 7 CN 212552620 U 说明书附图 3/4页 图3 8 8 CN 212552620 U 说明书附图 4/4页 图4 图5 9 9

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