一种用于控拧紧转矩的设备及方法与流程

1.本发明涉及拧紧设备，尤其是一种用于控拧紧转矩的设备。


背景技术：

2.如图12-13所示，该类产品通过钢带固定盖子与壳体，防止盖子拧下后遗失。但是在生产过程中，受钢带的遮挡，无法采用机器拧紧盖子，只能采用手拧，最后还需要使用扭矩扳手单独对每一个产品进行检测，工序麻烦，生产成本高。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种用于控拧紧转矩的设备，可避开钢带的阻挡，实现工件的拧紧；另外还可精确控制力矩。
4.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于控拧紧转矩的设备，包括外壳、内套，外壳、内套形成导轨；浮动卡爪外侧滑动设置在导轨内并随导轨的轨迹移动；浮动卡爪内侧周向沿长度方向设有多个滑块，浮动卡爪通过滑块与驱动块滑动配合；浮动卡爪下端与产品卡接，驱动块带动浮动卡爪转动时，产品旋紧；所述驱动块通过可调节转矩的驱动机构驱动。
5.所述导轨为环形滑槽，环形滑槽包括左右的高位段、前后的低位段，高位段、低位段通过倾斜段平滑过渡连接。
6.所述浮动卡爪包括多个弧形板，多个弧形板拼接成环形结构；每个弧形板内侧设有滑块，每个弧形板外侧同一高度通过销轴安装有滚轮。
7.所述驱动块包括驱动块本体，驱动块本体外壁设有与滑块匹配的凹槽，驱动块本体中心竖直从上往下依次设有螺纹安装孔、转轴穿孔、转轴定位孔，螺纹安装孔、转轴定位孔之间的驱动块本体上周向设有多个传动针定位孔，传动针定位孔连通螺纹安装孔、转轴定位孔。
8.所述转矩调节机构包括调节轮，调节轮外侧与螺纹安装孔内壁螺纹连接，调节轮下端设有压缩弹簧，压缩弹簧下端设有衬套，衬套将驱动块内的传动针顶紧在驱动轴的轴定位孔内，驱动轴下端大头部设置在转轴定位孔内并通过轴用挡圈限位，驱动轴上端自由穿过转轴穿孔、衬套、调节轮后伸出。
9.所述驱动块内周向竖直设有弹针定位孔，弹针定位孔内安装有弹针弹簧，弹针弹簧上方设有定位弹针，定位弹针上端顶入调节轮的调节定位孔中。
10.所述驱动轴下端安装有螺钉拧紧头。
11.一种用于控拧紧转矩的方法，包括以下步骤：步骤1）、首先，将浮动卡爪的滚轮置于外壳、内套形成的导轨内，然后将外壳、内套通过螺栓固定，这样浮动卡爪的弧形板在转动时可沿导轨运行，进而上下升降；在经过钢带后，该处的弧形板上移进而避开钢带；
步骤2）、将驱动块从下往上穿过浮动卡爪、内套后伸出，此时驱动块的凹槽与浮动卡爪的滑块匹配，在驱动块转动时可带动浮动卡爪转动，同时浮动卡爪的弧形板在转动时可独立的上下升降；驱动块下端直径大、上端直径小，且驱动块上部设有环形槽；在驱动块伸出内套后，在驱动块上部的环形槽内套上轴用挡圈，通过轴用挡圈限制驱动块向下移出；安装好后，驱动块只能周向转动而无法上下移动；步骤3）、在驱动块外围周向的多个弹针定位孔内放置有弹针弹簧和定位弹针；在驱动块中心插入驱动轴，驱动轴下端大头部通过驱动块底端转轴定位孔内的轴用挡圈限位；驱动轴上端依次自由穿过转轴穿孔、衬套、调节轮后伸出；后期可在驱动轴顶端连接操作用的把手；通过手动或机械转动把手可带动驱动轴转动；步骤4）、在传动针定位孔中插入传动针，传动针下端落在驱动轴大头端上的轴定位孔内；在驱动轴上套入衬套，衬套落在螺纹安装孔内底面；在衬套上再套上压缩弹簧，然后将调节轮穿过驱动轴后与驱动块的螺纹安装孔螺纹连接；调节轮下端的螺纹套筒将压缩弹簧下压，使衬套将传动针顶紧在驱动轴上；步骤5）、而由于调节轮的轮体下端面周向设有多个调节定位孔，在调节轮安装好后，定位弹针与调节定位孔卡接；步骤6）、当需要驱动产品盖体转动时，将本装置的四个定位柱插入到产品的定位穿孔中，这样可使得本装置与产品的相对位置保持不变；此时浮动卡爪的弧形板在位于钢带处于导轨的高位段内，因此该处的弧形板上移避开钢带；而浮动卡爪其他位置的弧形板则与产品盖体配合抓紧；步骤7）、转动把手，驱动轴随之转动，由于驱动轴与驱动块之间通过传动针卡接，因此在驱动轴转动时，驱动轴带动驱动块转动；而驱动块转动可带动浮动卡爪转动，浮动卡爪转动可带动产品盖体转动，进而将产品盖体拧紧在产品壳体上；步骤8）、在驱动轴转动的过程中，由于本装置的高位段始终与钢带对应，当浮动卡爪的弧形板在导轨上运行到高位段时，弧形板会上移，自动避开钢带，这样保证无论使用人工还是机械手段可直接驱动本装置的驱动轴周向转动，毫无障碍；步骤9）、当需要增大转矩时，可转动调节轮的轮体，使调节轮向下移动一段距离，这样压缩弹簧的弹力增加，传动针脱离驱动轴的轴定位孔向上顶起所需要的力也增加；即驱动轴需要提供一个更大的转矩才能使得传动针脱离驱动轴；由于在驱动轴与传动针未脱离时，驱动轴通过传动针可带动驱动块、浮动卡爪转动，继而拧紧产品盖体；当驱动轴与传动针脱离时，驱动轴就不会带动驱动块、浮动卡爪转动；这样当转动调节轮使驱动轴的转矩增大时，可增加拧紧产品盖体的拧紧力矩，使产品盖体拧得更紧；当反向转动调节轮使驱动轴的转矩增大时，可减小拧紧产品盖体的拧紧力矩。
12.本发明一种用于控拧紧转矩的设备，具有以下技术效果：1）、通过设置拼接的浮动卡爪，浮动卡爪的弧形板在沿着导轨运行时，可独立的升降；利用浮动卡爪的弧形板的滑块与驱动块的凹槽匹配，这样可使得浮动卡爪周向转动；由于导轨的高位段与产品的钢带对应，这样在浮动卡爪的弧形板运行到导轨的高位段时，弧形板上移脱离产品盖体并位于产品的钢带上方；而其他位置的浮动卡爪的弧形板仍然对产品盖体经常抓取，在转动的过程中将产品盖体拧紧。由此可使得该装置在针对有遮挡物的
盖体拧紧时，可避开阻挡物。该装置即可手动直接操作，也可机械驱动动作，简单高效。
13.2）、在传动针未脱离驱动轴时，驱动轴转动可带动浮动卡爪转动进而拧紧产品盖体；在传动针脱离驱动轴时，驱动轴无法带动浮动卡爪转动。因此通过转动调节轮，在调节轮下移动后，可使得压缩弹簧的弹力增加，传动针脱离驱动轴所需要的转矩增加，进而使得拧紧 产品盖体的力矩增加，反之则减小。本发明中农力矩控制精度在于以下几点：1）、调节轮的螺纹套筒上的螺距；2）、调节定位孔的间距；3）、弹针弹簧的弹性系数大小；4）、传动针与轴定位孔配合结构的设计。通过调节上述几个点可使得转矩精准可调。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1为本发明的整体结构示意图。
15.图2为本发明中外壳与内套的结构示意图。
16.图3为本发明中内套的结构示意图。
17.图4为本发明中驱动块的结构示意图（上部）。
18.图5为本发明中驱动块的结构示意图（下部）。
19.图6为本发明中驱动块的结构示意图（中部）。
20.图7为本发明中驱动块的剖视图。
21.图8为本发明的局部剖视图。
22.图9为本发明中调节轮的结构示意图。
23.图10为本发明中衬套的结构示意图。
24.图11为本发明中驱动轴的结构示意图。
25.图12为本发明中产品的结构示意图。
26.图13为本发明中产品的结构示意图。
27.图14为本发明中浮动卡爪的结构示意图。
28.图15为本发明中弧形板的结构示意图（内）。
29.图16为本发明中弧形板的结构示意图（外）。
30.图17为本发明的结构示意图（浮动卡爪未画出）。
31.图18为图17的剖视图。
32.图中：外壳1，内套2，导轨3，浮动卡爪4，滑块5，驱动块6，产品7，驱动机构8，定位柱9，产品壳体7.1，产品盖体7.2，钢带7.3，螺钉7.4，定位穿孔7.5，高位段3.1，低位段3.2，倾斜段3.2，弧形板4.1，滚轮4.2，凸面4.3，驱动块本体6.1，凹槽6.2，螺纹安装孔6.3，转轴穿孔6.4、转轴定位孔6.5，传动针定位孔6.6，弹针定位孔6.7，弹针弹簧6.8，定位弹针6.9，调节轮8.1，调节定位孔8.1.1，轮体8.1.2，螺纹套筒8.1.3，压缩弹簧8.2，衬套8.3，传动针8.4，驱动轴8.5，轴定位孔8.5.1，轴用挡圈8.6，把手8.7，螺钉拧紧头8.8。
具体实施方式
33.如图1所示，一种用于控拧紧转矩的设备， 包括外壳1、内套2、导轨3、浮动卡爪4、滑块5、驱动块6及驱动机构8。
34.如图2-3所示，所述内套2为圆管，内套2下端设有异型端面，内套2上端设有法兰
盘。外壳1也为圆管结构，外壳1上部内径与内套2外径相同，外壳1下部内径与内套2内径相同，且外壳1下部靠内设有与内套2下端相同的异型端面。当内套2放置在外壳1中，通过螺栓拧紧后，外壳1、内套2形成导轨3。
35.如图2-3所示，导轨3为环形滑槽，环形滑槽的横截面为卧式的u型槽，环形滑槽包括左右的高位段3.1、前后的低位段3.2，高位段3.1、低位段3.2通过倾斜段3.3平滑过渡连接。高位段3.1与产品7对应的钢带7.3位置对应，低位段3.2、倾斜段3.3与产品7其他部分对应。这样后期浮动卡爪4带动产品盖体7.2转动，浮动卡爪4经过钢带7.3所在位置时会上移，从而避开钢带7.3。
36.如图14-16所示，浮动卡爪4外侧滑动设置在导轨3内并随导轨3的轨迹移动。具体地，所述浮动卡爪4包括多个弧形板4.1，每个弧形板4.1的上部横截面为“凸”字形结构。多个弧形板4.1依次拼接成环形结构。每个弧形板4.1内侧设有滑块5，浮动卡爪4的滑块5与驱动块6的凹槽6.2匹配，这样使得每个弧形板4.1可相对驱动块6上下移动，且在驱动块6周向转动时，所有的弧形板4.1随驱动块6周向转动。而弧形板4.1的外侧合适位置安装有滚轮4.2，滚轮4.2设置在导轨3内并在周向转动时沿导轨3产生上下移动。在每个弧形板4.1底端内侧面为凸面4.3，凸面4.3与产品盖体7.2外壁的凹面匹配，这样在浮动卡爪4下移时可卡住产品盖体7.2，在浮动卡爪4转动时带动产品盖体7.2转动。
37.为与产品盖体7.2外壁匹配，这样浮动卡爪4可抓取产品盖体7.2，在浮动卡爪4转动时，产品盖体7.2随之转动，进而锁紧在外壳1上。
38.如图4-7所示，驱动块6包括驱动块本体6.1，驱动块本体6.1整体的外形为圆柱状结构。在驱动块本体6.1外壁设有与浮动卡爪4的滑块5匹配的凹槽6.2，在驱动块本体6.1中心竖直从上往下依次设有螺纹安装孔6.3、转轴穿孔6.4、转轴定位孔6.5。其中螺纹安装孔6.3、转轴定位孔6.5的直径大于转轴穿孔6.4，螺纹安装孔6.3上部设有内螺纹，转轴定位孔6.5内壁设有供轴用挡圈8.6定位的环形槽。另外，在螺纹安装孔6.3、转轴定位孔6.5之间的驱动块本体6.1上周向设有多个传动针定位孔6.6，传动针定位孔6.6连通螺纹安装孔6.3、转轴定位孔6.5。
39.如图8所示，所述转矩调节机构8包括调节轮8.1，调节轮8.1包括上部的轮体8.1.2，轮体8.1.2上周向分布有多个调节定位孔8.1.1，轮体8.1.2下部一体成型有螺纹套筒8.1.3，螺纹套筒8.1.3用于与驱动块6的螺纹安装孔6.3内壁螺纹连接。在调节轮8.1下端设有压缩弹簧8.2，压缩弹簧8.2套在衬套8.3上并将衬套8.3顶紧在螺纹安装孔6.3底端的端面上。在每个传动针定位孔6.6内插入传动针8.4，传动针8.4下端穿过传动针定位孔6.6后进入驱动轴8.5的轴定位孔8.5.1内。驱动轴8.5下端大头部位于转轴定位孔6.5中并通过轴用挡圈8.6对驱动轴8.5下端限位。驱动轴8.5上端自由穿过转轴穿孔6.4、衬套8.3、调节轮8.1后伸出。驱动轴8.5顶端连接有操作用的把手8.7。
40.优选地，所述驱动块6内周向竖直设有弹针定位孔6.7，弹针定位孔6.7内安装有弹针弹簧6.8，弹针弹簧6.8上方设有定位弹针6.9，定位弹针6.9上端顶入调节轮8.1的调节定位孔8.1.1中。
41.如图8所示，定位弹针6.9在下方弹针弹簧6.8的作用下，卡入调节轮8.1相应的孔位内，对调节轮8.1进行一个锁止功能，在整体运动过程中，保证调节轮8.1不会相对于连接器有位置变化，从而保证力矩的不变。
42.力矩控制精度在于以下几点：1）、调节轮8.1的螺纹套筒8.1.3上的螺距；2）、调节定位孔8.1.1的间距（见图9）；3）、弹针弹簧6.8的弹性系数大小；4）、传动针8.4与轴定位孔8.5.1配合结构的设计。
43.这里1）和2）的原理类似。螺距是调节轮8.1转动一圈对力矩弹簧(压缩弹簧8.2)的压缩量。当调节轮8.1的螺纹套筒8.1.3向上或向下移动一个螺距的距离时，调节轮8.1转动一圈。但为了更加精细化，通过在调节轮8.1上周向设置一圈调节定位孔8.1.1，由于调节轮8.1转动一圈对应移动一节螺距，当有4个调节定位孔8.1.1，转动四分之一圈，调节轮8.1的螺纹套筒8.1.3向上或向下移动1/4螺距，即调整的压缩精度就只有1/4螺距。当有40个调节定位孔8.1.1时，同理，调节精度就是1/40螺距。即调节定位孔8.1.1数量越多，相应精度就越高。当然为了更加清晰，可在调节轮8.1上对应每个调节定位孔8.1.1处进行力矩刻度标记，这样更加方便调节时查看。
44.要能够形成两的零件之间的相对滑动，轴定位孔8.5.1只能是锥面或者半球面，根据受力分析示意图如下，只有有斜度的情况下，才能出现脱离。
45.一种用于控拧紧转矩的方法，包括以下步骤：步骤1）、首先，将浮动卡爪4的滚轮4.2（为轴承）置于外壳1、内套2形成的导轨3内，然后将外壳1、内套2通过螺栓固定，这样浮动卡爪4的弧形板4.1在转动时可沿导轨3运行，进而上下升降；在经过钢带7.3后，该处的弧形板4.1上移进而避开钢带7.3。
46.步骤2）、将驱动块6从下往上穿过浮动卡爪4、内套2后伸出，此时驱动块6的凹槽6.2与浮动卡爪4的滑块5匹配，在驱动块6转动时可带动浮动卡爪4转动，同时浮动卡爪4的弧形板4.1在转动时可独立的上下升降。参看图6，驱动块6下端直径大、上端直径小，且驱动块6上部设有环形槽。在驱动块6伸出内套2后，在驱动块6上部的环形槽内套上轴用挡圈（gb894），通过轴用挡圈8.6限制驱动块6向下移出。安装好后，驱动块6只能周向转动而无法上下移动。
47.步骤3）、在驱动块6外围周向的多个弹针定位孔6.7内放置有弹针弹簧6.8和定位弹针6.9。在驱动块6中心插入驱动轴8.5，驱动轴8.5下端大头部通过驱动块6底端转轴定位孔6.5内的轴用挡圈8.6限位。驱动轴8.5上端依次自由穿过转轴穿孔6.4、衬套8.3、调节轮8.1后伸出。后期可在驱动轴8.5顶端连接操作用的把手8.7。通过手动或机械转动把手8.7可带动驱动轴8.5转动。
48.步骤4）、在传动针定位孔6.6中插入传动针8.4，传动针8.4下端落在驱动轴8.5大头端上的轴定位孔8.5.1内。在驱动轴8.5上套入衬套8.3，衬套8.3落在螺纹安装孔6.3内底面。在衬套8.3上再套上压缩弹簧8.2，然后将调节轮8.1穿过驱动轴8.5后与驱动块6的螺纹安装孔6.3螺纹连接。调节轮8.1下端的螺纹套筒8.1.3将压缩弹簧8.2下压，使衬套8.3将传动针8.4顶紧在驱动轴8.5上。
49.步骤5）、而由于调节轮8.1的轮体8.1.2下端面周向设有多个调节定位孔8.1.1，在调节轮8.1安装好后，定位弹针6.9与调节定位孔8.1.1卡接。
50.步骤6）、当需要驱动产品盖体7.2转动时，将本装置的四个定位柱9插入到产品7的定位穿孔7.5中，这样可使得本装置与产品7的相对位置保持不变。此时浮动卡爪4的弧形板4.1在位于钢带7.3处于导轨3的高位段3.1内，因此该处的弧形板4.1上移避开钢带7.3。而浮动卡爪4其他位置的弧形板4.1则与产品盖体7.2配合抓紧。
51.步骤7）、转动把手8.7，驱动轴8.5随之转动，由于驱动轴8.5与驱动块6之间通过传动针8.4卡接，因此在驱动轴8.5转动时，驱动轴8.5带动驱动块6转动。而驱动块6转动可带动浮动卡爪4转动，浮动卡爪4转动可带动产品盖体7.2转动，进而将产品盖体7.2拧紧在产品壳体7.1上。
52.步骤8）、在驱动轴8.5转动的过程中，由于本装置的高位段3.1始终与钢带7.3对应，当浮动卡爪4的弧形板4.1在导轨3上运行到高位段3.1时，弧形板4.1会上移，自动避开钢带7.3，这样保证无论使用人工还是机械手段可直接驱动本装置的驱动轴8.5周向转动，毫无障碍。
53.步骤9）、当需要增大转矩时，可转动调节轮8.1的轮体8.1.2（周向设置凹槽，可方便转动），使调节轮8.1向下移动一段距离，这样压缩弹簧8.2的弹力增加，传动针8.4脱离驱动轴8.5的轴定位孔8.5.1向上顶起所需要的力也增加。即驱动轴8.5需要提供一个更大的转矩才能使得传动针8.4脱离驱动轴8.5。由于在驱动轴8.5与传动针8.4未脱离时，驱动轴8.5通过传动针8.4可带动驱动块6、浮动卡爪4转动，继而拧紧产品盖体7.2。当驱动轴8.5与传动针8.4脱离时，驱动轴8.5就不会带动驱动块6、浮动卡爪4转动。
54.这样当转动调节轮8.1使驱动轴8.5的转矩增大时，可增加拧紧产品盖体7.2的拧紧力矩，使产品盖体7.2拧得更紧；当反向转动调节轮8.1使驱动轴8.5的转矩增大时，可减小拧紧产品盖体7.2的拧紧力矩。