一种精准定位可控制扭矩的开合盖装置

技术领域

本申请涉及开合盖装置技术领域，具体为一种精准定位可控制扭矩的开合盖装置。

背景技术

在核工业中，核反应由于其反应过程中放射性和毒性的存在，所以反应必须在密闭的环境中进行，反应过程中需实现纯机械自动完成相应操作，人力无法直接参与其中，核工业生产中，需要对样品瓶进行开合盖操作，该过程全程由机械手和开合盖装置操作，需要机械手将样品瓶传送至开合盖装置开合盖后夹取进行下一步操作，因此需要开合盖装置能够与机械手配合精准定位快速完成开合盖，并且在开合盖过程中不能够用力过度导致开合盖失败或样品瓶损坏，特别是合盖时，如果开合力度过大会直接损伤样品瓶，目前的开合盖装置并不能做到精准定位，且难以精确控制操作的行程及力度，因此一款可以精准定位可控制扭矩的开合盖装置十分被核工业生产所期待。

申请号为2020112941745的发明公开了一种机械回旋式化学危险品样品瓶开合装置及使用方法，辅助定位装置在与导向装置接近的一端设置有对中装置，辅助定位装置包括推拉机构和卡紧装置；对中装置包括组成120°角的两组固定座、安装在一组固定座上的第一抵触板和安装在另一组固定座上的第二抵触板，第一抵触板的外端面为平面，第二抵触板的外端面为弧面。本发明通过对中装置完成样品瓶顺利进入开合位；限位装置通过连杆装置实现旋转装置的升降，在样品瓶需要取出时，将旋转装置上升，不干涉机械手的动作；旋转装置的齿轮齿条结构完成样品瓶瓶身部分的夹紧、放松动作，安全可靠。但是，该装置开合盖过程，需要先将瓶子放到位，然后压紧、开盖机构降下来，拉动把手开盖，把开盖机构升起来，将瓶子送开，才能将瓶子取走，因此操作十分不便。

发明内容

本申请提供一种精准定位可控制扭矩的开合盖装置，解决了现有的开合盖装置不能做到精准定位，难以精确控制操作的行程及力度，操作不便的技术问题。

本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种精准定位可控制扭矩的开合盖装置，包括：活动连接的开合盖组件和定位组件，所述开合盖组件包括旋转把手、往复丝杠以及开盖机构，旋转把手和开盖机构分别连接在往复丝杠两端，往复丝杠底端与开盖机构连接处套设有弹簧；所述开盖机构包括滑动套、滑动套和旋合帽，滑动套连接在往复丝杠底端，波形弹簧套设在滑动套上端，波形弹簧与弹簧抵接，滑动套底面开设有若干锥形孔，旋合帽顶面对应锥形孔开设有若干圆柱形孔，圆柱形孔内置钢珠，钢珠上端置于锥形孔内，旋合帽底端开设有开盖槽口。

本精准定位可控制扭矩的开合盖装置的定位组件可实现将样品瓶精准推送至开合盖组件对应开盖槽口放置，由开合盖组件执行开合盖操作，当样品瓶被精准推送至开合盖组件后，机械手抓取旋转把手使其旋转，往复丝杠随之旋转并且带动滑动套旋转，滑动套与旋合帽通过钢珠传动实现旋合帽的转动，开盖槽口带动样品瓶的盖子转动，实现开合盖操作，开合盖时，钢球的大半部是放置于旋合帽的圆柱形孔中，钢球的上半部分是被滑动套下方的锥形孔套住，正常工作时，波形弹簧依靠弹力压紧滑动套，滑动套压紧钢球，可以实现往复带动旋合帽转动，扭矩过大时，钢球传递至滑动套下方锥孔的力过大，超过滑动套上的波形弹簧提供的压力，致使滑动套压不住钢球，被钢球顶开从而实现打滑，进而实现扭矩控制，不会因开合力度过大会直接损伤样品瓶，解决了现有开合盖装置不能做到精准定位，难以精确控制操作的行程及力度，操作不便的技术问题，另外调节波形弹簧的弹力和锥形孔的锥形角度均可实现扭矩的调节。

作为优选，为了方便扭矩的调节使开合盖装置能够使用不同的样品瓶开合盖，所述开盖机构还包括螺帽，螺帽套设在滑动套外侧，螺帽下端与旋合帽螺纹连接，螺帽上端与滑动套之间设有波形弹簧的容纳腔，改变波形弹簧的弹力可以选择更换波形弹簧的型号，但是该操作过于繁琐，本设计只需容纳腔的高度改变即可改变波形弹簧与滑动套之间的弹力大小，需要调节时只需要调节螺帽与旋合帽的深度即可改变容纳腔的高度，方便快捷。

作为优选，由于长时间使用后螺纹松动会导致控制扭矩变化，因此螺帽下端开设有螺纹孔，螺钉通过螺纹孔将螺帽和旋合帽紧固，防止螺纹松动后螺帽无法与旋合帽紧固导致扭矩无法控制使开合盖无法正常完成。

作为优选，所述旋合帽下端侧壁连接有若干挡销，旋合帽外侧匹配挡销套设有挡圈，当开盖完成后，失去了瓶体的阻挡，挡销被弹簧弹出，挡销可以将瓶盖卡住并随着丝杠的运动抬起。

作为优选，开合盖组件还包括套设在往复丝杠上的支座，支座底端与定位组件活动连接，支座内侧连接有限位板，限位板中部开设有限位孔，限位孔对应旋合帽设置，支座用于定位组件与开合盖组件定位的同时，限位板用于开合盖时样品瓶的限位。

作为优选，为了实现精准定位，定位组件包括定位套、拖板、把手和底板，定位套和把手分别连接在拖板上，把手为T字型，拖板滑动连接在底板上，底板开设有连接孔，支座通过连接孔与定位组件活动连接，需要进行开合盖操作时，机械手将样品瓶夹取至定位套内，然后抓住把手将定位组件与开合盖组件连接，使样品瓶由定位组件被带到开盖工位，拖板滑动连接在底板上便于调节样品瓶精准对应开合盖组件，并且当定位组件与开合盖组件连接时，只需要滑动拖板即可将样品瓶夹取或放置，十分便利。

作为优选，为了实现拖板滑动连接在底板上，所述拖板下方设有两块滑块，拖板通过滑块与底板滑动连接，滑块上方和拖板下方均设有铜片，铜片起到减小摩擦从而润滑的作用。

作为优选，所述底板中部对应拖板开设有滑槽，滑块置于滑槽内，滑块在滑槽滑动实现拖板滑动连接在底板上。

作为优选，当样品瓶到达位置后，由于工作台面不平或者意外碰撞等意外情况的原因，导致拖板会滑走，因此拖板底部设有磁铁，滑槽两端设有磁性材料制成的垫片，拖板移动到位后通过磁铁与垫片的吸附力固定避免晃动或移动，可以避免外界的小扰动使拖板移位。

作为优选，所述定位组件还包括限位安装块，限位安装块四周设有限位件将底板限位在限位安装块上。

本申请的实质性效果是：

(1)本精准定位可控制扭矩的开合盖装置正常工作时，定位组件可实现将样品瓶精准推送至开合盖组件对应开盖槽口放置，波形弹簧依靠弹力压紧滑动套，滑动套压紧钢球，可以实现往复带动旋合帽转动，扭矩过大时，钢球传递至滑动套下方锥孔的力过大，超过滑动套上的波形弹簧提供的压力，致使滑动套压不住钢球，被钢球顶开从而实现打滑，进而实现扭矩控制，不会因开合力度过大会直接损伤样品瓶，解决了现有开合盖装置不能做到精准定位，难以精确控制操作的行程及力度，操作不便的技术问题；

(2)本精准定位可控制扭矩的开合盖装置只需要调节波形弹簧的弹力和锥形孔的锥形角度均可实现扭矩的调节；

(3)本精准定位可控制扭矩的开合盖装置只需容纳腔的高度改变即可改变波形弹簧与滑动套之间的弹力大小，需要调节时只需要调节螺帽与旋合帽的深度即可改变容纳腔的高度，方便快捷；

(4)本精准定位可控制扭矩的开合盖装置的拖板滑动连接在底板上便于调节样品瓶精准对应开合盖组件，并且当定位组件与开合盖组件连接时，只需要滑动拖板即可将样品瓶夹取或放置，十分便利；

(5)本精准定位可控制扭矩的开合盖装置开合盖时，瓶子放到位后，开盖机构自动下降、开盖、回升，将瓶子拉出，最多只要三步就可以完成开盖或合盖，合盖只要逆时针旋转把手，盖子合上后合盖机构会自动升起，开盖机构基本可以盲操作。

附图说明

图1是本申请精准定位可控制扭矩的开合盖装置的定位组件与开合盖组件轴的立体结构示意图；

图2是本申请精准定位可控制扭矩的开合盖装置的开合盖组件的结构图；

图3是本申请精准定位可控制扭矩的开合盖装置的定位组件的立体结构示意图；

图4是图3的B-B剖视图；

图5是图3的A-A剖视图；

图6是本申请精准定位可控制扭矩的开合盖装置的使用状态下的立体结构示意图；

图7是本申请精准定位可控制扭矩的开合盖装置的开合盖组件的剖视图。

图中：1、开合盖组件；11、旋转把手；12、往复丝杠；13、开盖机构；131、螺帽；1311、容纳腔；1312、螺纹孔；132、波形弹簧；133、滑动套；1331、锥形孔；134、旋合帽；1341、圆柱形孔；1342、钢珠；1343、开盖槽口；1344、挡销；1345、挡圈；14、弹簧；15、支座；2、定位组件；21、定位套；22、拖板；221、滑块；23、把手；24、底板；241、连接孔；242、滑槽；2421、垫片；25、限位安装块。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本申请的技术方案作进一步的具体说明。

实施例一

如图1-2所示，本申请精准定位可控制扭矩的开合盖装置的一种实施例，在本实施例中，一种精准定位可控制扭矩的开合盖装置，其特征在于，包括：活动连接的开合盖组件1和定位组件2，定位组件2可实现将样品瓶精准推送至开合盖组件1对应放置，由开合盖组件1执行开合盖操作，所述开合盖组件1包括旋转把手11、往复丝杠12以及开盖机构13，旋转把手11和开盖机构13分别连接在往复丝杠12两端，当样品瓶被精准推送至开合盖组件1后，机械手抓取旋转把手11使其旋转，往复丝杠12随之旋转并且带动开盖机构13旋转，开盖机构13将样品瓶的瓶盖拧开，实现开盖，在开合盖过程中，由于主从手操作开合盖难以精确控制操作的行程及力度，故为避免开合力度过大损伤样品瓶，需要进行扭矩控制，尤其是合盖过程中，当盖子已经合紧后如往复丝杠12未走完行程继续运动，则大概率会损坏样品瓶，因此在往复丝杠12底端与开盖机构13连接处套设有弹簧14；所述开盖机构13包括波形弹簧132、滑动套133和旋合帽134，滑动套133连接在往复丝杠12底端，波形弹簧132套设在滑动套133上端，波形弹簧132与弹簧14抵接，滑动套133底面开设有若干锥形孔1331，旋合帽134顶面对应锥形孔1331开设有若干圆柱形孔1341，圆柱形孔1341内置钢珠1342，钢珠1342上端置于锥形孔1331内，旋合帽134底端开设有开盖槽口1343，开合盖时，往复丝杠12带动滑动套133旋转，滑动套133与旋合帽134通过钢珠1342传动实现旋合帽134的转动，开盖槽口1343带动样品瓶的盖子转动，实现开合盖操作，开合盖时，钢球1342的大半部是放置于旋合帽134的圆柱形孔1341中，钢球1342的上半部分是被滑动套133下方的锥形孔1331套住，正常工作时，波形弹簧132依靠弹力压紧滑动套133，滑动套133压紧钢球1342，可以实现往复带动旋合帽134转动，扭矩过大时，钢球1342传递至滑动套133下方锥形孔1331的力过大，超过滑动套133上的波形弹簧132提供的压力，致使滑动套133压不住钢球1342，被钢球1342顶开从而实现打滑，进而实现扭矩控制，不会因开合力度过大会直接损伤样品瓶，另外调节波形弹簧132的弹力和锥形孔1331的锥形角度均可实现扭矩的调节。

实施例二

如图3-7所示，本实施例的开合盖装置包括：活动连接的开合盖组件1和定位组件2，所述开合盖组件1包括旋转把手11、往复丝杠12以及开盖机构13，旋转把手11和开盖机构13分别连接在往复丝杠12两端，往复丝杠12底端与开盖机构13连接处套设有弹簧14；所述开盖机构13包括波形弹簧132、滑动套133和旋合帽134，滑动套133连接在往复丝杠12底端，波形弹簧132套设在滑动套133上端，波形弹簧132与弹簧14抵接，滑动套133底面开设有若干锥形孔1331，旋合帽134顶面对应锥形孔1331开设有若干圆柱形孔1341，圆柱形孔1341内置钢珠1342，钢珠1342上端置于锥形孔1331内，旋合帽134底端开设有开盖槽口1343，开盖机构13还包括螺帽131，螺帽131套设在滑动套133外侧，螺帽131下端与旋合帽134螺纹连接，螺帽131上端与滑动套133之间设有波形弹簧132的容纳腔1311，螺帽131下端开设有螺纹孔1312，螺钉通过螺纹孔1312将螺帽131和旋合帽134紧固，旋合帽134下端侧壁连接有若干挡销1344，旋合帽134外侧匹配挡销1344套设有挡圈1345，开合盖组件1还包括套设在往复丝杠12上的支座15，支座15底端与定位组件2活动连接，支座15内侧连接有限位板151，限位板151中部开设有限位孔1511，限位孔1511对应旋合帽134设置。

所述定位组件2包括定位套21、拖板22、把手23和底板24，定位套21和把手23分别连接在拖板22上，把手23为T字型，拖板22下方设有两块滑块221，底板24中部对应拖板22开设有滑槽242，滑块221置于滑槽242内，拖板22通过滑块221与底板24滑动连接，滑块221上方和拖板22下方均设有铜片，底板24开设有连接孔241，支座15通过连接孔241与定位组件2活动连接，拖板22底部设有磁铁，滑槽242两端设有磁性材料制成的垫片2421，拖板22移动到位后通过磁铁与垫片2421的吸附力固定避免晃动或移动，定位组件2还包括限位安装块25，限位安装块25四周设有限位件将底板24限位在限位安装块25上，垫片2421为磁性材料，配合拖板22底部的磁铁，避免工作台面不水平或者意外碰撞等外界扰动使得拖板22产生位移，底板24中部的滑槽242配合滑块221实现定位组件2整体的导向，滑块221上方和拖板22下方的铜片起到减小摩擦的作用。

开盖时，主从手将样品瓶放入定位套21中，主从手抓住把手23将整个定位组件2推至开合盖组件1下方工作位，主从手逆时针转动旋转把手11；往复丝杠12带动开盖机构13下降，下降到位后继续转动旋转把手11将样品瓶的盖子打开，开盖完成后继续转动旋转把手11将盖子提高，主从手操作定位组件2的把手23将样品瓶取出，合盖则顺时针操作即可，往复丝杠12的逆时针旋转会带动滑动套133旋转，滑动套133通过钢珠1342传动带动旋合帽134旋转，总体来看整个开盖机构13随着往复丝杠12的运动一并旋转下降，下降到一定高度时，旋合帽134的开盖槽口1343即将套入瓶盖，当开盖槽口1343与瓶盖的角度不一致插入不进去时，旋合帽134会在旋转的同时被顶起，直到旋转至角度一致后在弹簧14的弹力及重力的作用下落下，旋合帽134落下后随着往复丝杠12的旋转进行开盖，此时失去了瓶体的阻挡，挡销1344被弹出，挡销1344可以将瓶盖卡住并随着丝杠的运动抬起。

由于主从手操作开合盖难以精确控制操作的行程及力度，故为避免开合力度过大损伤样品瓶，需要进行扭矩控制，尤其是合盖过程中，当盖子已经合紧后如往复丝杠12未走完行程继续运动，则大概率会损坏样品瓶，往复丝杠12带动滑动套133，滑动套133通过钢球1342带动旋合帽134旋转，其中，钢球1342的大半部是放置于旋合帽134的孔中，钢球1342的上半部分是被滑动套133下方的锥形孔1331套住。正常工作时，波形弹簧132依靠弹力压紧滑动套133，滑动套133压紧钢球1342，可以实现往复带动旋合帽134转动，扭矩过大时，钢球1342传递至滑动套133下方锥形孔1331的力过大，超过滑动套133上的波形弹簧132提供的压力，致使滑动套133压不住钢球1342，被钢球1342顶开从而实现打滑，进而实现扭矩控制，扭矩控制通过钢球1342滑出滑动套133下方的锥形孔1331实现，故如需调节扭矩则可调节锥形孔1331的角度或波形弹簧132的弹力，为了方便调节，进一步的通过螺帽131来调节波形弹簧132的初始压缩量，来实现弹力的改变，螺帽131下方有内螺纹，旋合帽134外侧有外螺纹，将螺帽131与旋合帽134拧在一起后，中间的空间正好容纳波形弹簧132的容纳腔1311，通过调节两者的拧入深度即可控制波形弹簧132的预压力，螺帽131下端开设有螺纹孔1312，通过安装紧定螺钉实现螺帽131与旋合帽134之间的紧固，避免长时间使用后由于螺纹松动而导致控制扭矩变化。

实施例三

需要说明的是，当瓶盖为六角时，开盖槽口1343可以为六角槽，当开盖机构13随着往复丝杠12的运动一并旋转下降到一定高度时，六角槽1343即将套入瓶盖，当六角槽1343与瓶盖的六角角度不一致插入不进去时，六角槽1343会在旋转的同时被顶起，直到旋转至角度一致后在弹簧及重力的作用下落下。

以上所述的实施例只是本申请的一种较佳的方案，并非对本申请作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。