自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置及其使用方法

1.本发明涉及机械结构自动拆卸装置技术领域，尤其涉及一种自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置及其使用方法。


背景技术：

2.对被淘汰的设备进行回收再利用过程中难免会拆除工件，而我国每年的总废品回收量达到上千亿级件，而机械装备的回收，以及各种工件达到数十亿件，这些工件包含的螺栓螺母更是达到上百亿件，而这样庞大的数量，如果需要靠人工来拆，将是一个非常庞大的工作量，要知道现在常见的拆卸方式大都是人工，目前有了电动拆卸工具，但还是需要人工一个一个拆，同样非常的不方便。


技术实现要素：

3.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置及其使用方法，其解决了现有技术中存在的工件螺栓螺母拆卸依赖人工进行，效率低且劳动强度大的问题。
4.根据本发明的实施例，自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，包括机架、设置于机架底部的物料运输用传送装置、传送装置上方的拆卸装置以及拆卸装置上方的识别装置，拆卸装置上竖直转动设置有带磁性的拆卸器，拆卸器连接于可在x、y和z轴方向移动的拆卸装置的驱动结构上，机架的两侧分别设置有螺栓收集箱和螺母收集箱，传送装置包括两侧的l形驱动件和滑动设置于驱动件之间的承载板。
5.优选的，所述驱动结构包括水平固定于所述机架两端的横向杆、垂直滑动设置于两个横向杆之间的纵向杆以及轴向滑动设置于纵向杆上的液压缸，液压缸的底端为输出端，且液压缸的输出端上固定设置有电动机，所述拆卸器同轴固定于电动机的输出轴上。
6.优选的，所述纵向杆的两端分别固定连接有c形块，c形块的内顶部水平转动设置有第一滚轮，所述横向杆顶部和底部均设置有与第一滚轮配合的滑动槽，所述纵向杆侧壁中部沿轴向开设有通槽，所述液压缸的顶端固定连接有门形的焊接架，焊接架的顶部位于通槽内，且焊接架的相对内壁与所述纵向杆的相对外壁贴合，焊接架的内底部设置有用于带动焊接架沿所述纵向杆的轴向移动的第二滚轮。
7.优选的，所述液压缸的顶部同轴固定连接有套筒，所述焊接架固定于套筒的顶部。
8.优选的，所述电动机上固定套设有散热环，散热环的外圈等角度地设置有散热翅片。
9.优选的，所述拆卸器的一端设置有转轴孔和键槽孔，转轴孔与键槽孔连通，所述电动机的输出轴上同轴固定连接有转轴，转轴的外壁可与转轴孔和键槽孔的内壁贴合。
10.优选的，所述拆卸器成圆柱状，所述拆卸器的活动端同轴固定设置有内六角孔，内六角孔的内侧壁上可伸缩地设置有自动压紧装置，自动压紧装置的伸缩方向朝向所述拆卸器的轴心。
11.优选的，所述内六角孔的内侧壁上贴合固定连接有电磁片。
12.优选的，所述识别装置包括径向对称设置于所述机架两端的l形连接架，连接架的内顶部固定设置有调焦装置，调焦装置的活动端上设置摄像头。
13.自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置的使用方法，包括如下步骤： s1、开启传送装置、识别装置和驱动结构； s2、将需拆卸的工件置于传送装置上，传送装置将工件运输至机架的中央处，位于识别装置的下方，识别装置开始识别各个螺栓的位置、尺寸以及型号； s3、获得螺栓的尺寸后，通过驱动结构驱动拆卸器移动至机架的外部，安装配套的拆卸器，更换完成拆卸器后，根据识别装置所识别的螺栓位置，控制拆卸器移动至螺栓处，并使得拆卸器套装在螺栓上； s4、电机驱动拆卸器转动，拆卸器通过磁性吸附螺栓，并将拆除的螺栓放置于螺栓收集箱，将拆卸下的螺母放置与螺母收集箱，根据螺栓和螺母的型号，放置于各自收集箱的不同位置； s401、在电机驱动拆卸器转动的过程中，控制拆卸器逆时针转动，若无法转动，则控制拆卸器反转； s5、继续上述操作，直至螺栓收集箱或螺母收集箱装满，进行螺栓收集箱或螺母收集箱的更换。
14.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：1、通过设置带摄像头的识别装置，对工件上的螺栓和螺母进行识别和位置确定，通过识别装置为拆卸器提供准确的移动位置，通过驱动结构控制拆卸器移动至需拆卸的螺栓或螺母处，通过电动机控制拆卸器转动，进行螺栓或螺母的拆卸，利用带磁性的拆卸器将拆除的螺栓或螺母放置于螺栓收集箱或螺母收集箱内，完成螺栓和螺母的自动拆卸以及自动分类回收，提高了工作效率并降低了劳动强度。
15.2、传送装置结构简单，能够承载较大体积和重量的工件，移动稳定性好。
16.3、拆卸器可进行三轴方向上的移动，针对多种位置的螺栓或螺母进行拆卸，使用方便。
附图说明
17.图1为本发明立体结构示意图。
18.图2为本发明另一角度立体结构示意图。
19.图3为本发明滑块装置内部结构示意图。
20.图4为方形柱某一角度的立体结构示意图。
21.图5为滑轨上的滑块内部立体结构示意图。
22.图6为电动机的结构示意图。
23.图7为拆卸器的剖面图。
24.图8为拆卸器底部的立体结构示意图。
25.图9为自动识别装置的立体结构示意图。
26.图10为自动识别装置工作时立体结构示意图。
27.图11为拆卸器移动到工件正上方是立体结构示意图。
28.图12为拆卸器吸附螺栓准备放置螺栓至螺栓收集箱的立体结构示意图。
29.上述附图中：1、螺栓收集箱；2、手柄；3、机架；4、电动机；5、液压缸；7、套筒；9、螺母收集箱；10、传送装置；11、横向杆；12、拆卸器；13、纵向杆；14、识别装置；762、自动压紧装置；801、第一滚轮；802、暗销孔；803、第二滚轮；804、焊接架； 810、散热环；811、转轴；820、
转轴孔；821、键槽孔；823、电磁片；824、六边形孔；831、摄像头；832、调焦装置；833、连接架。
具体实施方式
30.下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
31.如图1-12所示，为实现工件上螺栓和螺母的自动拆卸以及自动分类回收。本发明提出一种自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，包括机架3、设置于机架3底部的物料运输用传送装置10、传送装置10上方的拆卸装置以及拆卸装置上方的识别装置14，拆卸装置上竖直转动设置有带磁性的拆卸器12，拆卸器12连接于可在x、y和z轴方向移动的拆卸装置的驱动结构上，机架3的两侧分别设置有螺栓收集箱1和螺母收集箱9，传送装置10包括两侧的l形驱动件和滑动设置于驱动件之间的承载板。
32.机架3底部由四根竖直的方形柱搭建，在机架3的底端打有暗销孔802，便于将整个装置固定于地面，提高装置工作的稳定性。在螺栓收集箱1和螺母收集箱9的外壁上均安装有手柄2，方便工作人员取出装满的螺栓收集箱1和螺母收集箱9。
33.驱动件成l形，两个驱动件能够对承载板的两侧进行支撑，驱动件内设置有支撑辊，并通过支撑辊对承载板进行支撑，支撑辊的一端连接同步轮，通过电机驱动同步带，带动所有的同步轮同步转动，进而实现支撑辊的同步转动，实现对承载板的驱动。
34.如图1和图2所示，为实现拆卸器12在三轴方向上的移动。所述驱动结构包括水平固定于所述机架3两端的横向杆11、垂直滑动设置于两个横向杆11之间的纵向杆13以及轴向滑动设置于纵向杆13上的液压缸5，液压缸5的底端为输出端，且液压缸5的输出端上固定设置有电动机4，所述拆卸器12同轴固定于电动机4的输出轴上。横向杆11作为x轴的导轨，纵向杆13作为y轴的导轨，液压缸5作为z轴的驱动，通过纵向杆13在横向杆11的轴向上的移动，实现拆卸器12在x轴位置上的移动，通过液压缸5在纵向杆13的轴向上的移动，实现拆卸器12在y轴位置上的移动，通过液压缸5的伸缩，实现拆卸器12在z轴位置上的移动。
35.如图3、图4和图5所示，为实现纵向杆13与横向杆11、液压缸与纵向杆13之间的滑动连接。所述纵向杆13的两端分别固定连接有c形块，c形块的内顶部水平转动设置有第一滚轮801，所述横向杆11顶部和底部均设置有与第一滚轮801配合的滑动槽11，所述纵向杆13侧壁中部沿轴向开设有通槽，所述液压缸5的顶端固定连接有门形的焊接架804，焊接架804的顶部位于通槽内，且焊接架804的相对内壁与所述纵向杆13的相对外壁贴合，焊接架804的内底部设置有用于带动焊接架804沿所述纵向杆13的轴向移动的第二滚轮803。
36.第一滚轮801和第二滚轮803的驱动电机通过计算机控制，在对拆卸器12进行定位时，根据识别装置14所得出的螺栓或螺母的位置，控制第一滚轮801和第二滚轮803转动，使得拆卸器12移动至螺栓或螺母的正上方，再控制液压缸5的活动端伸出，使得拆卸器12与螺栓或螺母连接。
37.如图1、图2和图5所示，为实现液压缸5的稳定安装。所述液压缸5的顶部同轴固定连接有套筒7，所述焊接架804固定于套筒7的顶部。
38.如图6所示，为提高电动机4的散热性能。所述电动机4上固定套设有散热环810，散热环810的外圈等角度地设置有散热翅片。
39.如图6和图7所示，为方便进行拆卸器12与电动机4之间的连接和分离。所述拆卸器12的一端设置有转轴孔820和键槽孔821，转轴孔820与键槽孔821连通，所述电动机4的输出
轴上同轴固定连接有转轴811，转轴811的外壁可与转轴孔820和键槽孔821的内壁贴合。转轴811的外壁固定设置有连接键，直接将拆卸器12敲在转轴811上，进行拆卸器12的安装。
40.如图8所示，为方便拆卸器12与不同尺寸的螺栓或螺母连接。所述拆卸器12成圆柱状，所述拆卸器12的活动端同轴固定设置有内六角孔，内六角孔的内侧壁上可伸缩地设置有自动压紧装置762，自动压紧装置762的伸缩方向朝向所述拆卸器12的轴心。自动压紧装置762采用微型伸缩杆，驱动方式采用磁极异形相吸，同性相斥的远离，微型伸缩杆的活动端为永磁块，固定端为电磁铁，在进行不同尺寸的螺栓或螺母的夹持时，通过计算机远程控制，先采用异形相吸的形式，使得微型伸缩杆的活动端收缩，在内六角孔套在螺栓或螺母上后，以同性相斥的方式控制内六角孔侧壁的六个微型伸缩杆同步伸出，对螺栓或螺母进行夹持；由于要永磁块耐磨性较差，所以将永磁块安装在活动端的内侧，即永磁块始终位于固定端的筒体内，在放置螺栓或螺母时，不会因为磁性而吸附螺栓或螺母，而导致其无法落入相应的收集箱内部。且微型伸缩杆的设置，方便对表面存在破损的螺栓或螺母进行稳定的夹持。
41.如图8所示，为保证拆卸器12能够带动螺栓或螺母移动，并将螺栓或螺母放置在对应的收集箱内。所述内六角孔的内侧壁上贴合固定连接有电磁片823。在通过自动压紧装置762对螺栓或螺母进行夹持时，计算机远程控制电磁片823带电，使得电磁片823产生磁性，对螺栓或螺母进行吸引，以保证吸力和自动压紧装置762与螺栓或螺母之间的摩擦力不小于螺栓或螺母的重力，在拆卸器12运输螺栓或螺母的过程中，螺栓或螺母无法掉落；在拆卸器12移动至收集箱的上方后，控制电磁片823断电，磁力消失，同时自动压紧装置762收缩，螺栓或螺母掉入对应的收集箱内。
42.自动压紧装置762和电磁片823采用同一个移动电源，电源安装在拆卸器12上。
43.如图1、图2和图9所示，为得出螺栓或螺母的型号以及所处的位置。所述识别装置包括径向对称设置于所述机架3两端的l形连接架833，连接架833的内顶部固定设置有调焦装置832，调焦装置832的活动端上设置摄像头831。摄像头831安装在调教装置832上，通过调教装置832改变摄像头831内目镜和物镜的间距，以准确地识别并记录螺栓的型号以及螺栓的位置，之后将螺栓位置传递给计算机。拆卸器12在移动过程中，通过摄像头831拍照，并对比拆卸器12与所需拆卸的螺栓之间的间距，对拆卸器12的移动进行实时的控制，以实现拆卸器12准确移动至螺栓处。
44.另外，还可以在承载板上设置刻度，并在横向杆11和纵向杆13上设置多个行程开关，以获取工件的位移以及拆卸器12的位置。
45.通过计算机内部的大数据，导入识别装置14然后通过镜头831的自动识别，通过横向移动装置和纵向移动装置来控制移动，然后通过调焦832找出工件上各个螺栓的位置和方向，再次通过计算机控制移动装置，将拆卸器12移动至与要拆卸的螺栓相同的坐标上方，然后控制液压缸5活塞杆的移动使拆卸器12与螺栓吻合，最后利用电磁体的原理，将被拆卸的螺栓夹持，然后同样需要镜头831的辅助控制，将拆卸器12与吸附的螺栓整体运送到存储箱正上方，然后断电断磁，使被拆卸的螺栓掉落至存储箱内，最后完成整个拆卸的流程自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置的使用方法，其特征在于包括如下步骤： s1、开启传送装置10、识别装置14和驱动结构，各电驱结构均正常运行； s2、如图11所示，将需拆卸的工件置于传送装置10上，传送装置将工件运输至机架3的中央处，位于识别装置14
的下方，识别装置14开始识别各个螺栓的位置、尺寸以及型号； s3、获得螺栓的尺寸后，通过驱动结构驱动拆卸器12移动至机架3的外部，安装配套的拆卸器12，更换完成拆卸器12后，根据识别装置14所识别的螺栓位置，控制拆卸器12移动至螺栓处，并使得拆卸器12套装在螺栓上； s4、如图10和图12所示，电机驱动拆卸器12转动，拆卸器12通过磁性吸附螺栓，并将拆除的螺栓放置于螺栓收集箱1，将拆卸下的螺母放置与螺母收集箱9，根据螺栓和螺母的型号，放置于各自收集箱1的不同位置； s401、在电机驱动拆卸器12转动的过程中，控制拆卸器12逆时针转动，若无法转动，（原理：计算机通过控制卡打开伺服电动机的使能信号。这时伺服应该以一个较低的速度转动。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。确认给出正数，电机正转，编码器计数增加；给出负数，电机反转转，编码器计数减小）则控制拆卸器12反转； s5、继续上述操作，直至螺栓收集箱1或螺母收集箱9装满，进行螺栓收集箱1或螺母收集箱9的更换。

技术特征：
1.自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，其特征在于：包括机架（3）、设置于机架（3）底部的物料运输用传送装置（10）、传送装置（10）上方的拆卸装置以及拆卸装置上方的识别装置（14），拆卸装置上竖直转动设置有带磁性的拆卸器（12），拆卸器（12）连接于可在x、y和z轴方向移动的拆卸装置的驱动结构上，机架（3）的两侧分别设置有螺栓收集箱（1）和螺母收集箱（9），传送装置（10）包括两侧的l形驱动件和滑动设置于驱动件之间的承载板。2.如权利要求1所述自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，其特征在于：所述驱动结构包括水平固定于所述机架（3）两端的横向杆（11）、垂直滑动设置于两个横向杆（11）之间的纵向杆（13）以及轴向滑动设置于纵向杆（13）上的液压缸（5），液压缸（5）的底端为输出端，且液压缸（5）的输出端上固定设置有电动机（4），所述拆卸器（12）同轴固定于电动机（4）的输出轴上。3.如权利要求2所述自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，其特征在于：所述纵向杆（13）的两端分别固定连接有c形块，c形块的内顶部水平转动设置有第一滚轮（801），所述横向杆（11）顶部和底部均设置有与第一滚轮（801）配合的滑槽，所述纵向杆（13）侧壁中部沿轴向开设有通槽，所述液压缸（5）的顶端固定连接有门形的焊接架（804），焊接架（804）的顶部位于通槽内，且焊接架（804）的相对内壁与所述纵向杆（13）的相对外壁贴合，焊接架（804）的内底部设置有用于带动焊接架（804）沿所述纵向杆（13）的轴向移动的第二滚轮（803）。4.如权利要求3所述自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，其特征在于：所述液压缸（5）的顶部同轴固定连接有套筒（7），所述焊接架（804）固定于套筒（7）的顶部。5.如权利要求2所述自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，其特征在于：所述电动机（4）上固定套设有散热环（810），散热环（810）的外圈等角度地设置有散热翅片。6.如权利要求1所述自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，其特征在于：所述拆卸器（12）的一端设置有转轴孔（820）和键槽孔（821），转轴孔（820）与键槽孔（821）连通，电动机（4）的输出轴上同轴固定连接有转轴（811），转轴（811）的外壁可与转轴孔（820）和键槽孔（821）的内壁贴合。7.如权利要求1所述自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，其特征在于：所述拆卸器（12）成圆柱状，所述拆卸器（12）的活动端同轴固定设置有内六角孔，内六角孔的内侧壁上可伸缩地设置有自动压紧装置（762），自动压紧装置（762）的伸缩方向朝向所述拆卸器（12）的轴心。8.如权利要求7所述自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，其特征在于：所述内六角孔的内侧壁上贴合固定连接有电磁片（823）。9.如权利要求1所述自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，其特征在于：所述识别装置包括径向对称设置于所述机架（3）两端的l形连接架（833），连接架（833）的内顶部固定设置有调焦装置（832），调焦装置（832）的活动端上设置摄像头（831）。10.如权利要求1-9任一项所述自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置的使用方法，其特征在于包括如下步骤： s1、开启传送装置（10）、识别装置（14）和驱动结构； s2、将需拆卸的工件置于传送装置（10）上，传送装置将工件运输至机架（3）的中央处，位于识别装置（14）的下方，识别装置（14）开始识别各个螺栓的位置、尺寸以及型号； s3、获得螺栓的尺寸后，通过驱动结构驱动拆卸器（12）移动至机架（3）的外部，安装配套的拆卸器（12），更换完成拆卸
器（12）后，根据识别装置（14）所识别的螺栓位置，控制拆卸器（12）移动至螺栓处，并使得拆卸器（12）套装在螺栓上； s4、电机驱动拆卸器（12）转动，拆卸器（12）通过磁性吸附螺栓，并将拆除的螺栓放置于螺栓收集箱（1），将拆卸下的螺母放置与螺母收集箱（9），根据螺栓和螺母的型号，放置于各自收集箱的不同位置； s401、在电机驱动拆卸器（12）转动的过程中，控制拆卸器（12）逆时针转动，若无法转动，则控制拆卸器（12）反转； s5、继续上述操作，直至螺栓收集箱（1）或螺母收集箱（9）装满，进行螺栓收集箱（1）或螺母收集箱（9）的更换。

技术总结
本发明提供了自动拆卸螺栓螺母并自动分类的装置，包括机架、设置于机架底部的物料运输用传送装置、传送装置上方的拆卸装置以及拆卸装置上方的识别装置，拆卸装置上竖直转动设置有带磁性的拆卸器，拆卸器连接于可在X、Y和Z轴方向移动的拆卸装置的驱动结构上，机架的两侧分别设置有螺栓收集箱和螺母收集箱，传送装置包括两侧的L形驱动件和滑动设置于驱动件之间的承载板。本发明产生了提高螺栓和螺母的拆卸效率并降低拆卸过程的劳动强度，以及实现螺栓螺母的自动分离回收的效果。栓螺母的自动分离回收的效果。栓螺母的自动分离回收的效果。


技术研发人员：孟荣华 李金祥 辛子康 田红高 蒙静瑶 舒宁静 田宇翔 蔡浏阳
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/8/24