一种双向折展式航空装备螺母专用拧紧设备

本发明属于航空装备装配，特别是涉及一种双向折展式航空装备螺母专用拧紧设备。

背景技术：

1、在航空领域中，诸多航空装备在圆周方向上是通过螺栓与螺母实现紧固连接的，并且现阶段螺母安装拧紧工作主要依靠人工方式完成，由于航空装备的特殊性，通常对螺母的拧紧力矩有严格的要求，而且螺母安装拧紧工艺还通常会有“拧紧→放松→再拧紧”的要求，从而导致工人的劳动强度非常高，工作效率也十分低下。

2、此外，一些航空装备的紧固位置还可能存在于高温、空间狭小等严苛的工作环境下，工人难以长时间在严苛的工作环境下进行螺母拧紧作业，从而进一步降低了工作效率。

3、为此，申请号为202210449031.x的中国专利申请，公开了一种航空装备螺母专用拧紧设备，能够替代人工方式完成螺母拧紧工作，有效降低工人的劳动强度，即使紧固位置处于严苛的工作环境下，也可以高效完成螺母安装拧紧作业。

4、然而，上述专利申请的在实际应用时仍存在一定的使用场景局限性。例如，在某些航空装备中，紧固位置位于空腔内部，但空腔的入口尺寸显著小于拧紧设备的螺母拧紧扳手的尺寸，导致螺母拧紧扳手无法通过空腔入口进入空腔内部，也就无法完成空腔内部的螺母拧紧工作。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种双向折展式航空装备螺母专用拧紧设备，在螺母拧紧这一基本功能不变的情况下，赋予了拧紧设备的双向折展功能，即使航空装备紧固位置所在空腔的入口尺寸较小，也可以通过折叠来缩减螺母拧紧扳手的尺寸，使折叠状态的螺母拧紧扳手可以顺利通过空腔入口进入空腔内部，随后通过展开来恢复螺母拧紧扳手的尺寸，使螺母拧紧扳手处于工作状态，进而使空腔内部的螺母拧紧工作得以顺利完成，有效扩展了拧紧设备的使用场景，提高了拧紧设备的适用范围。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种双向折展式航空装备螺母专用拧紧设备，包括机架、拧紧机、旋拧电机、三通道柔索牵拉机构、空心支杆、螺母旋拧齿轮传动机构、螺母拧紧扳手、纵向折展执行机构及横向折展执行机构；所述机架与拧紧机的动力输出轴固定连接；所述旋拧电机和三通道柔索牵拉机构均安装在机架上；所述空心支杆一端与机架固定连接；所述螺母旋拧齿轮传动机构设置在空心支杆另一端；所述空心支杆与旋拧电机的电机轴同轴分布，在空心支杆内部设置有一根传力轴，传力轴的一端与旋拧电机的电机轴同轴固连，传力轴的另一端与螺母旋拧齿轮传动机构的动力输入端相连；所述螺母拧紧扳手与螺母旋拧齿轮传动机构的动力输出端传动连接；所述纵向折展执行机构设置在空心支杆与螺母旋拧齿轮传动机构之间；所述横向折展执行机构设置在空心支杆与螺母拧紧扳手之间；所述三通道柔索牵拉机构通过三根柔索与螺母拧紧扳手传动连接。

3、所述螺母旋拧齿轮传动机构包括主动锥齿轮、第一从动锥齿轮、第二从动锥齿轮、双耳转接架及直列式齿轮传动盒；所述双耳转接架的水平横板与空心支杆底端固定连接；所述主动锥齿轮同轴固装在传力轴底端；在所述双耳转接架的竖直耳板上固定安装有支撑轴，支撑轴与传力轴垂直分布；所述第一从动锥齿轮通过轴承同轴套装在支撑轴上，第一从动锥齿轮与主动锥齿轮相啮合；所述第二从动锥齿轮同轴固装在直列式齿轮传动盒的动力输入轴上，第二从动锥齿轮与第一从动锥齿轮相啮合，第二从动锥齿轮与主动锥齿轮同轴分布。

4、所述纵向折展执行机构包括纵向折展驱动电机、丝杠、丝母滑块、推拉杆、第一连杆、杠杆及纵向翻转支撑板；所述纵向折展驱动电机固定嵌装在空心支杆外部，纵向折展驱动电机的电机轴与传力轴平行分布；所述丝杠一端与纵向折展驱动电机的电机轴同轴固连，丝杠另一端通过轴承座与空心支杆转动连接；所述丝母滑块套装在丝杠上，丝母滑块与空心支杆外表面滑动接触配合；所述推拉杆一端与丝母滑块固定连接，推拉杆另一端与第一连杆一端相铰接，第一连杆另一端与杠杆一端相铰接，杠杆另一端铰接在纵向翻转支撑板上；在所述空心支杆与推拉杆之间设有推拉杆导向滑槽；所述杠杆的中间支点铰接在支撑轴上；所述纵向翻转支撑板一端铰接在支撑轴上。

5、所述横向折展执行机构包括横向折展驱动电机、传力杆、万向节联轴器、主动直齿轮、从动直齿轮、第二连杆及第三连杆；所述横向折展驱动电机固定嵌装在空心支杆外部，横向折展驱动电机的电机轴与传力轴平行分布；所述传力杆一端与横向折展驱动电机的电机轴同轴固连，传力杆另一端通过万向节联轴器与主动直齿轮的齿轮轴同轴固连；所述主动直齿轮的齿轮轴通过轴承与纵向翻转支撑板转动连接，主动直齿轮与从动直齿轮相啮合；所述从动直齿轮的齿轮轴通过轴承与纵向翻转支撑板转动连接；所述第二连杆一端固定连接在从动直齿轮的齿轮轴上，第二连杆另一端与第三连杆一端相铰接，第三连杆另一端铰接在螺母拧紧扳手上；所述第二连杆、第三连杆、螺母拧紧扳手及纵向翻转支撑板构成四杆机构。

6、所述螺母拧紧扳手包括壳体、封盖、输入端齿轮、中间传动齿轮组、输出端齿轮、螺母旋拧套筒、螺母拧紧控制组件和螺母拾取控制组件；所述输入端齿轮、中间传动齿轮组、输出端齿轮及螺母旋拧套筒沿直线顺序布设在壳体内部；所述输入端齿轮的齿轮轴通过轴承转动连接在纵向翻转支撑板上，输入端齿轮与直列式齿轮传动盒的动力输出齿轮相啮合；所述第三连杆铰接在壳体上；所述封盖与壳体固定连接，壳体内部空间由封盖进行封隔；所述输入端齿轮的齿轮轴与壳体和封盖均通过轴承转动连接；所述中间传动齿轮组内所有中间传动齿轮的齿轮轴与壳体和封盖均通过轴承转动连接，所述输入端齿轮与中间传动齿轮组啮合传动；所述输出端齿轮的齿轮轴与壳体和封盖均通过轴承转动连接，输出端齿轮与中间传动齿轮组啮合传动；所述螺母旋拧套筒通过套筒限位片设置在壳体内，螺母旋拧套筒在套筒限位片的限位下仅具有回转自由度；所述套筒限位片通过限位片挡块与壳体固定连接；在与所述螺母旋拧套筒正对的壳体上开设有套筒穿出孔；所述螺母拧紧控制组件位于套筒穿出孔外部且设置在壳体上；所述螺母拾取控制组件位于套筒穿出孔外部且设置在螺母拧紧控制组件上。

7、在所述螺母旋拧套筒在外表面沿轴向分别设置有传动外齿圈和棘齿齿圈；所述传动外齿圈所在处的螺母旋拧套筒位于壳体内部，传动外齿圈与输出端齿轮啮合传动；所述棘齿齿圈所在处的螺母旋拧套筒位于壳体外部；位于所述壳体外部的螺母旋拧套筒内表面设为十二角孔，十二角孔与待拧紧的螺母配合使用；所述螺母旋拧套筒与拧紧机的动力输出轴同轴设置。

8、所述螺母拧紧控制组件包括支撑架、左棘爪及右棘爪；所述支撑架与壳体固定连接；所述左棘爪和右棘爪镜像对称设置在支撑架内部；所述左棘爪的根部与支撑架相铰接，在左棘爪的顶部设置有棘齿，左棘爪通过其顶部的棘齿与螺母旋拧套筒上的棘齿齿圈配合使用；在所述左棘爪与支撑架之间设置有左棘爪复位弹簧；所述左棘爪与三通道柔索牵拉机构之间通过第一柔索相连；所述右棘爪的根部与支撑架相铰接，在右棘爪的顶部设置有棘齿，右棘爪通过其顶部的棘齿与螺母旋拧套筒上的棘齿齿圈配合使用；在所述右棘爪与支撑架之间设置有右棘爪复位弹簧；所述右棘爪与三通道柔索牵拉机构之间通过第二柔索相连。

9、所述螺母拾取控制组件包括定位架及螺母压板；所述定位架与支撑架固定连接；所述螺母压板设置在定位架内部，在螺母压板与支撑架之间设置有压板复位弹簧；所述螺母压板与待拧紧的螺母配合使用；所述螺母压板与三通道柔索牵拉机构之间通过第三柔索相连；在所述壳体外部还设置有用于对第一柔索、第二柔索及第三柔索进行位置限定的柔索限位板。

10、本发明的有益效果：

11、本发明的双向折展式航空装备螺母专用拧紧设备，在螺母拧紧这一基本功能不变的情况下，赋予了拧紧设备的双向折展功能，即使航空装备紧固位置所在空腔的入口尺寸较小，也可以通过折叠来缩减螺母拧紧扳手的尺寸，使折叠状态的螺母拧紧扳手可以顺利通过空腔入口进入空腔内部，随后通过展开来恢复螺母拧紧扳手的尺寸，使螺母拧紧扳手处于工作状态，进而使空腔内部的螺母拧紧工作得以顺利完成，有效扩展了拧紧设备的使用场景，提高了拧紧设备的适用范围。