用于水下對(duì)接軸類零件的液壓鎖緊裝置及其鎖緊方法與流程

本發(fā)明涉及的是一種水下對(duì)接液壓鎖緊裝置。

背景技術(shù)：

自治式水下機(jī)器人（簡(jiǎn)稱auv）在深海探測(cè)、水下施工等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，但是由于其自身攜帶的能源有限，難以在水下長(zhǎng)時(shí)間地連續(xù)工作，通常需要打撈上岸進(jìn)行充電。而水下對(duì)接液壓鎖緊裝置能夠與auv進(jìn)行對(duì)接，繼而進(jìn)行充電和數(shù)據(jù)交換，延長(zhǎng)auv的作業(yè)時(shí)間。由于海洋中海流方向時(shí)常變化，為保證auv和對(duì)接裝置的對(duì)接成功率，需調(diào)整對(duì)接裝置開(kāi)口方向使其與海流方向保持一致，在完成角度調(diào)整后需要對(duì)對(duì)接裝置的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行鎖緊使其角度位置固定。因此軸類零件鎖緊裝置對(duì)于調(diào)整對(duì)接裝置開(kāi)口方向以及提高對(duì)接成功率具有十分重要的作用。

軸類零件是機(jī)械裝備中常見(jiàn)的部件，很多大型機(jī)械設(shè)備通常需要通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)改變自身位置從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，因此這些設(shè)備會(huì)包含能夠自由旋轉(zhuǎn)的軸。在設(shè)備完成旋轉(zhuǎn)達(dá)到相應(yīng)的角度位置之后，通常需要相關(guān)裝置對(duì)其軸類零件進(jìn)行鎖緊，以使其位置固定。針對(duì)包含有大直徑豎直放置的軸類零件的機(jī)械設(shè)備，需要使用較大的力進(jìn)行鎖緊，此外，由于軸類零件外表面呈圓形，相對(duì)于矩形部件更容易發(fā)生鎖緊裝置與軸類零件虛接觸的現(xiàn)象。因此，研制專門應(yīng)用于不同直徑軸類零件的鎖緊裝置，對(duì)于相關(guān)機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)軸類零件位置固定具有重要的意義。

目前，適用于大直徑豎直放置的軸類零件鎖緊的裝置很少。申請(qǐng)?zhí)枮閏n201410730024.2，名稱為“軸座液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)”的專利文件是通過(guò)頂桿壓迫彈簧片的形式對(duì)軸座進(jìn)行鎖緊；專利號(hào)為zl201310594149.2，名稱為“鎖緊裝置”的專利文件是通過(guò)固定住鎖緊螺母實(shí)現(xiàn)將軸承鎖緊的目的；專利號(hào)為zl201480001472.7，名稱為“鎖緊裝置”的專利文件是通過(guò)裝置中心兩側(cè)的彈性?shī)A持部實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)管的鎖緊。以上專利的技術(shù)方式和應(yīng)用對(duì)象均與本專利不同。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于不同直徑軸類零件的一種軸類零件鎖緊裝置，鎖緊裝置通過(guò)若干個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)對(duì)軸類零件進(jìn)行鎖緊，壓力傳感器對(duì)每個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)的鎖緊力進(jìn)行檢測(cè)，確保對(duì)軸類零件的精確鎖緊。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于水下對(duì)接軸類零件的液壓鎖緊裝置，包括支架機(jī)構(gòu)、液壓油裝置、液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)、角度檢測(cè)裝置、壓力檢測(cè)裝置以及上位機(jī)，其中，

所述支架機(jī)構(gòu)包括上部軸套、連接耳、連接架和連接盤，軸類零件外壁通過(guò)軸承與上部軸套旋轉(zhuǎn)支撐連接，上部軸套的外壁上連接連接耳，連接耳與連接架的一端連接，連接架另一端固定連接所述連接盤后支撐于水底，連接盤的中央為軸類零件，連接盤的盤周上繞軸類零件的周向均勻設(shè)置若干所述液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)，若干液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑺鲚S類零件鎖緊或松開(kāi)；

每個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)均通過(guò)電磁換向閥與液壓油裝置連接；

所述液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括：液壓馬達(dá)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲杠螺母副以及鎖緊塊；其中，液壓馬達(dá)的傳動(dòng)軸通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與絲杠螺母副傳動(dòng)連接，絲杠螺母副上的螺母副與鎖緊塊固定連接；

所述角度檢測(cè)裝置設(shè)置在上部平臺(tái)上，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)軸類零件所在的角度位置；

所述壓力檢測(cè)裝置設(shè)置于每個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)的液壓回路中；

所述下位機(jī)與所述液壓油裝置、電磁換向閥、角度檢測(cè)裝置以及壓力檢測(cè)裝置控制連接。

所述液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括四個(gè)，四個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)在連接盤上相互間呈90°角布置。

所述鎖緊塊包括：兩個(gè)夾爪、連接在兩個(gè)夾爪之間的平板以及過(guò)渡圓柱塊，每個(gè)夾爪與平板之間均呈135°角，平板通過(guò)螺栓與過(guò)渡圓柱塊相連，過(guò)渡圓柱塊嵌設(shè)在絲杠螺母副的螺母副內(nèi)。

所述齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外部設(shè)有齒輪盒，液壓馬達(dá)和絲杠螺母副分布在所述齒輪盒兩側(cè)并通過(guò)螺栓與齒輪盒相連；液壓馬達(dá)的傳動(dòng)軸穿過(guò)齒輪盒與齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)齒輪通過(guò)鍵相連，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)齒輪與絲杠通過(guò)鍵相連，齒輪盒上開(kāi)有用于與連接盤螺栓連接的螺紋孔。

所述連接盤包括圓盤及底盤，圓盤通過(guò)連接架固定連接在水下對(duì)接裝置的最底部，圓盤上通過(guò)螺栓緊固件連接所述底盤。

所述底盤包括上底盤和下底盤，上底盤與下底盤之間通過(guò)螺栓進(jìn)行連接，下底盤上設(shè)有螺栓連接孔。

所述角度檢測(cè)裝置為電子羅盤。

所述壓力檢測(cè)裝置為壓力傳感器。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于所述用于水下對(duì)接軸類零件的液壓鎖緊裝置的鎖緊方法，包括以下幾個(gè)步驟：

第一步、上部平臺(tái)帶動(dòng)軸類零件旋轉(zhuǎn)，角度檢測(cè)裝置對(duì)軸類零件調(diào)整角度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送給下位機(jī)；

第二步、當(dāng)下位機(jī)檢測(cè)到軸類零件完成角度調(diào)整后需要對(duì)軸類零件進(jìn)行鎖緊使其角度位置固定時(shí)，下位機(jī)發(fā)送指令給液壓油裝置，液壓油裝置將液壓油注入到液壓管路中，同時(shí)，電磁換向閥開(kāi)啟，連接盤上的若干液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)同時(shí)對(duì)軸類零件進(jìn)行鎖緊；

第三步、當(dāng)完成鎖緊后，液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)中的液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)每個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)的液壓回路中的工作壓力，將壓力信號(hào)傳輸給下位機(jī)，下位機(jī)上顯示有每個(gè)鎖緊塊的鎖緊力，方便操作者讀取，如果某個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)發(fā)生虛接觸現(xiàn)象或者鎖緊力不足，則其顯示的鎖緊力值會(huì)比較小，此時(shí)通過(guò)下位機(jī)控制電磁換向閥對(duì)鎖緊塊的位置進(jìn)行微調(diào)，確保對(duì)軸類零件的精確鎖緊。

本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

1、本裝置中的液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲杠螺母副兩個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行減速，使鎖緊塊以較低的速度進(jìn)行鎖緊，既可以使液壓系統(tǒng)精確調(diào)整鎖緊塊的位置，又增大了鎖緊塊對(duì)軸類零件的鎖緊力，可滿足大型軸類零件對(duì)鎖緊力的要求；

2、本裝置的鎖緊塊拆裝十分方便，針對(duì)不同直徑的軸類零件，只需更換鎖緊塊即可實(shí)現(xiàn)鎖緊，擴(kuò)大了鎖緊裝置的應(yīng)用范圍，滿足了不同直徑軸類零件的鎖緊要求；

3、本鎖緊裝置的多個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)在同一水平面內(nèi)繞軸類零件周向均勻布置，多個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，使四個(gè)鎖緊塊上的共8個(gè)夾爪對(duì)軸類零件進(jìn)行鎖緊，克服了單一機(jī)構(gòu)容易與軸類零件發(fā)生虛接觸或打滑現(xiàn)象的難題；

4、該裝置的多個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)液壓回路上均有壓力傳感器對(duì)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)的鎖緊力進(jìn)行檢測(cè)、控制，避免發(fā)生虛接觸或鎖緊力不足的現(xiàn)象，確保對(duì)軸類零件的精確鎖緊。

附圖說(shuō)明

圖1是鎖緊裝置的俯視圖；

圖2是鎖緊裝置的主視圖；

圖3是單個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)的剖視圖；

圖4是壓力傳感器的位置示意圖及液壓原理圖；

圖5是軸類零件示意圖及電子羅盤位置圖；

圖6是下位機(jī)控制電路原理圖。

其中，1為鎖緊塊；2為過(guò)渡圓柱塊；3為絲杠螺母副；4為主動(dòng)齒輪；5為被動(dòng)齒輪；（6，11，12，13）為齒輪盒；7為液壓馬達(dá)；8為上底盤；9為下底盤；10為安裝座；14為15為螺母副；16為套筒；17為絲杠；18為過(guò)濾器；19為電機(jī)；20為柱塞泵；21為單向閥；22為電磁換向閥；23為壓力傳感器；24為溢流閥；25為油箱；26為圓盤；27為軸類零件；28為平臺(tái)；29為電子羅盤。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例以及說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做更詳細(xì)的描述。

如圖5所示，所示，軸類零件27的上方與平臺(tái)28相連，電子羅盤29安裝在軸類零件的頂端，通過(guò)電纜將平臺(tái)28的角度信號(hào)實(shí)時(shí)發(fā)送到下位機(jī)。

軸類零件27的底部是自由旋轉(zhuǎn)的，坐落在圓盤26上。底盤通過(guò)螺栓緊固件固定在圓盤26上。

底盤上表面沿盤周對(duì)稱設(shè)置4個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)，每個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)包括鎖緊塊1、過(guò)渡圓柱塊2、絲杠螺母副3、主動(dòng)齒輪4、被動(dòng)齒輪5、齒輪盒6、液壓馬達(dá)7。

鎖緊塊1通過(guò)螺栓與過(guò)渡圓柱塊2相連，過(guò)渡圓柱塊2嵌在螺母副15內(nèi)并通過(guò)定位銷釘固定，從而使鎖緊塊1固定在螺母副15前端，液壓馬達(dá)7和絲杠螺母副3分布在齒輪盒6兩側(cè)并通過(guò)螺栓與齒輪盒6相連，液壓馬達(dá)7與主動(dòng)齒輪4通過(guò)鍵相連，絲杠17與被動(dòng)齒輪5同樣通過(guò)鍵相連，絲杠17外側(cè)是套筒16，套筒16與齒輪盒6通過(guò)螺栓進(jìn)行連接，絲杠17、螺母副15、套筒16共同構(gòu)成絲杠螺母副3。

作為本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述底盤包括上底盤8和下底盤9，上底盤8,與下底盤9通過(guò)螺栓進(jìn)行連接，下底盤9開(kāi)有通孔，通過(guò)螺栓連接件與圓盤26相連接。

液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)的齒輪盒6上開(kāi)有螺紋孔，齒輪盒6外側(cè)是安裝座10，齒輪盒6、安裝座10通過(guò)螺栓連接固定在鎖緊裝置的上底盤8上。

壓力傳感器23通過(guò)螺紋連接直接安裝在4個(gè)液壓回路之中，當(dāng)需要對(duì)軸類零件進(jìn)行鎖緊時(shí)，電機(jī)19帶動(dòng)柱塞泵20將液壓油從油箱25經(jīng)過(guò)濾器18注入到液壓管路中，單向閥21防止液壓油回流，溢流閥24的作用是設(shè)定系統(tǒng)的最大工作壓力。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于所述用于水下對(duì)接軸類零件的液壓鎖緊裝置的鎖緊方法，包括以下幾個(gè)步驟：

第一步、上部平臺(tái)帶動(dòng)軸類零件旋轉(zhuǎn)，角度檢測(cè)裝置對(duì)軸類零件調(diào)整角度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)信號(hào)發(fā)送給下位機(jī)；

第二步、當(dāng)下位機(jī)檢測(cè)到軸類零件完成角度調(diào)整后需要對(duì)軸類零件進(jìn)行鎖緊使其角度位置固定時(shí)，下位機(jī)發(fā)送指令給液壓油裝置，液壓油裝置將液壓油注入到液壓管路中，同時(shí)，電磁換向閥開(kāi)啟，連接盤上的若干液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)同時(shí)對(duì)軸類零件進(jìn)行鎖緊；

第三步、當(dāng)完成鎖緊后，液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)中的液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)每個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)的液壓回路中的工作壓力，將壓力信號(hào)傳輸給下位機(jī)，下位機(jī)上顯示有每個(gè)鎖緊塊的鎖緊力，方便操作者讀取，如果某個(gè)液壓推進(jìn)機(jī)構(gòu)發(fā)生虛接觸現(xiàn)象或者鎖緊力不足，則其顯示的鎖緊力值會(huì)比較小，此時(shí)通過(guò)下位機(jī)控制電磁換向閥對(duì)鎖緊塊的位置進(jìn)行微調(diào)，確保對(duì)軸類零件的精確鎖緊。