CN111002019B - 智能拧紧设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能拧紧设备，包括：第一伺服装置；第二伺服装置，可相对于所述第一伺服装置沿Z方向滑动；多个第三伺服装置，可实现沿Y方向运动，相对于所述第二伺服装置沿X方向滑动；以及多个拧紧装置，分别安装于多个所述第三伺服装置，所述拧紧装置包括设置于所述第三伺服装置的并联机构、与所述并联机构连接的拧紧机构以及连接所述并联机构与所述拧紧机构的调节机构，所述拧紧机构用于拧紧螺栓，所述并联机构与所述调节机构可以使所述拧紧机构产生柔性运动，以调整所述螺栓的位姿。拧紧机构对螺栓进行拧紧的过程中，拧紧机构在六自由度的驱动下可以自由调整其姿态，进而拧紧机构可以带动螺栓运动，调整螺栓的姿态，提高拧紧装配质量。

Description

智能拧紧设备

技术领域

本发明涉及拧紧设备技术领域，特别是涉及一种智能拧紧设备。

背景技术

双轴拧紧装置由于其可以实现对角螺栓的同时拧紧，相较于单轴拧紧装置而言提高了装配质量和效率，相较于多轴拧紧装置而言节约了昂贵的设备成本。因此双轴拧紧装置常出现在装配行业的工程应用中。

螺栓位姿对拧紧装配质量有较大影响，当螺栓旋转轴线与拧紧轴中心线相重合时，拧紧质量最佳；但在工程实际中，螺栓的摆放很难满足严格的位姿要求，导致小角度倾斜或位置偏移的螺栓在拧紧过程中容易出现虚拧紧和破坏性拧紧现象。传统拧紧机上的拧紧轴柔韧性差，只有2个移动自由度和1个旋转自由度，在认帽阶段无法对螺栓位姿进行柔性调整，导致螺栓位姿问题一直困扰着拧紧装配质量提高。

发明内容

基于此，有必要针对目前在认帽阶段无法对螺栓位姿进行柔性调整的问题，提供一种可柔性调整螺栓姿态的智能拧紧设备。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种智能拧紧设备，包括：

第一伺服装置；

第二伺服装置，设置于所述第一伺服装置中，并可相对于所述第一伺服装置沿Z方向滑动；

多个第三伺服装置，可实现沿Y方向运动，并间隔设置于所述第二伺服装置，多个所述第三伺服装置可相对于所述第二伺服装置沿X方向滑动；以及

多个拧紧装置，分别安装于多个所述第三伺服装置，所述拧紧装置包括设置于所述第三伺服装置的并联机构、与所述并联机构连接的拧紧机构以及连接所述并联机构与所述拧紧机构的调节机构，所述拧紧机构用于拧紧螺栓，所述并联机构与所述调节机构可以使所述拧紧机构产生柔性运动，以调整所述螺栓的位姿。

在其中一个实施例中，所述调节机构包括设置于所述第三伺服装置的固定架、沿竖直方向设置于所述固定架的定位组件以及沿水平方向设置于所述定位组件的调节组件，所述调节组件连接所述拧紧机构，所述调节组件可带动所述拧紧机构产生沿X方向或Y方向的转动。

在其中一个实施例中，所述调节机构包括两个调节组件以及两个分别对应两个所述调节组件的定位组件，其中一个所述调节组件沿X方向设置于所述定位组件并与所述拧紧机构连接，另一所述调节组件沿Y方向设置于所述定位组件并与所述拧紧机构连接，两个所述调节组件运动时可分别带动拧紧机构产生沿X方向或Y方向的转动。

在其中一个实施例中，所述调节机构包括三个调节组件以及三个分别对应三个所述调节组件的定位组件，其中一个所述调节组件沿X方向设置于所述定位组件并与所述拧紧机构连接，另一所述调节组件沿Y方向设置于所述定位组件并与所述拧紧机构连接，再一所述调节组件与沿X方向的所述调节组件共线或与沿Y方向的所述调节组件共线；三个所述调节组件运动时可分别带动拧紧机构产生沿X方向或Y方向的转动。

在其中一个实施例中，所述调节组件包括驱动件以及连接所述驱动件与所述拧紧机构的旋转杆，所述驱动件可驱动所述旋转杆带动所述拧紧机构运动，以调整所述拧紧机构的位姿。

在其中一个实施例中，所述调节组件包括驱动件以及连接所述驱动件、并可活动连接所述拧紧机构的伸缩杆，所述驱动件可驱动所述伸缩杆伸缩带动所述拧紧机构运动，以调整所述拧紧机构的位姿。

在其中一个实施例中，所述调节组件还包括与所述伸缩杆可旋转连接的调节滑块以及设置于所述拧紧机构周侧的调节滑轨，所述调节滑块可滑动设置于所述调节滑轨中。

在其中一个实施例中，所述固定架包括固定台以及三个位于所述固定台周侧并伸出的伸出台，其中两个所述伸出台共线，并与另一所述伸出台垂直，每一所述伸出台用于连接一个所述定位组件，且每一所述定位组件安装一个所述调节组件。

在其中一个实施例中，所述定位组件包括位于所述拧紧机构周侧的定位杆以及用于安装所述驱动件的安装壳，所述定位杆的两端连接所述伸出台与所述安装壳。

在其中一个实施例中，所述定位组件还包括呈半环形的支撑环，所述支撑环设置于三个所述定位组件的底端，以支撑三个所述驱动件。

在其中一个实施例中，所述并联机构包括动平台、与所述动平台相对的静平台、设置于所述动平台与静平台的万向节以及与所述万向节可转动连接的伸缩件，所述动平台与所述拧紧机构连接，所述静平台与所述固定架连接。

在其中一个实施例中，所述拧紧机构包括设置于所述并联机构的拧紧电机、安装于所述拧紧电机的输出端的拧紧轴以及安装于所述拧紧轴端部的套筒，所述套筒可拧紧螺栓。

在其中一个实施例中，所述智能拧紧设备还包括控制器以及多个与所述控制器电连接的检测件，多个所述检测件分别设置于套筒的内壁，用于检测螺栓拧紧时所述套筒内壁的挤压应力，并反馈给所述控制器，所述控制器根据所述挤压应力调整所述螺栓的位姿。

在其中一个实施例中，所述第三伺服装置包括可滑动安装于所述第二伺服装置的上伺服滑块以及可沿Y方向滑动设置于所述上伺服滑块的下伺服滑块，所述下伺服滑块具有用于安装所述固定架的安装空间。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下技术效果：

本发明的智能拧紧设备，通过第一伺服装置、第二伺服装置以及第三伺服装置实现拧紧装置的拧紧机构沿X、Y、Z方向位移的调节，通过调节机构与拧紧机构的配合可实现拧紧机构实现三个旋转角度的调节，使得拧紧机构具有六个自由度。这样，拧紧机构对螺栓进行拧紧的过程中，并联机构与调节机构可以使拧紧机构产生柔性运动，进而拧紧机构可以自适应调整螺栓的位姿，有效的解决目前在认帽阶段无法对螺栓位姿进行柔性调整的问题，使得拧紧机构在六自由度的驱动下可以自由调整其姿态，进而拧紧机构可以带动螺栓运动，调整螺栓的姿态，提高拧紧装配质量。

附图说明

图1为本发明一实施例的智能拧紧设备从一角度看的立体图；

图2为图1所示的智能拧紧设备的主视图；

图3为图1所示的智能拧紧设备从另一角度看的立体图；

图4为图3所示的智能拧紧设备中A处的局部放大图；

图5为图1所示的智能拧紧设备中第三伺服装置的立体图；

图6为图2所示的智能拧紧设备中固定架的立体图；

图7为图2所示的智能拧紧设备中拧紧机构安装于调节组件的示意图；

图8为图7所示的B处的局部放大图；

图9为图2所示的拧紧机构的立体图。

其中：

100-智能拧紧设备；

110-第一伺服装置；

120-第二伺服装置；

130-第三伺服装置；

131-上伺服滑块；

132-下伺服滑块；

140-拧紧装置；

141-并联机构；

1411-静平台；

1412-万向节；

1413-伸缩件；

1414-动平台；

142-拧紧机构；

1421-拧紧电机；

1432-拧紧轴；

1433-套筒；

143-调节机构；

1431-固定架；

14311-固定台；

14312-伸出台；

1432-定位组件；

14321-定位杆；

14322-安装壳；

14323-支撑环；

1433-调节组件；

14331-驱动件；

14332-伸缩杆；

14333-调节滑块；

14334-调节滑轨；

14335-关节轴承。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的智能拧紧设备进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参见图1至图3，本发明提供一种智能拧紧设备100。该智能拧紧设备100用于对螺栓进行自动拧紧，进一步地，智能拧紧设备100可同时拧紧多个螺栓。当螺栓的摆放难以满足使用要求时，本发明的智能拧紧螺栓具有六个自由度的运动，可以柔性的调节螺栓的位姿，使得螺栓的中轴线与拧紧的轴线重合，避免由于螺栓的位姿而导致装配误差，提高装配质量。

参见图1至图3，在一实施例中，智能拧紧设备100包括第一伺服装置110、第二伺服装置120、多个第三伺服装置130以及多个拧紧装置140。第二伺服装置120，置于第一伺服装置110中，并可相对于第一伺服装置110沿Z方向滑动。多个第三伺服装置130可实现沿Y方向运动，并间隔设置于第二伺服装置120，多个第三伺服装置130可相对于第二伺服装置120沿X方向滑动。多个拧紧装置140分别安装于多个第三伺服装置130，拧紧装置140包括设置于第三伺服装置130的并联机构141、与并联机构141连接的拧紧机构142以及连接并联机构141与拧紧机构142的调节机构143，拧紧机构142用于拧紧螺栓，并联机构141与调节机构143可以使拧紧机构142产生柔性运动，以调整螺栓的位姿。示例性地，拧紧装置140的数量为两个，即本发明的智能拧紧设备100为双轴的拧紧装置140。当然，拧紧装置140的数量还可为三个、四个等等。

第一伺服装置110起承载作用，其上可安装智能拧紧设备100的各个零部件。可选地，第一伺服装置110呈U型，第二伺服装置120安装于第一伺服装置110内，并可沿Z方向相对于第一伺服装置110运动。第二伺服装置120呈H型设置， 第二伺服装置120的两个竖直边与第一伺服装置110滑动连接，以使第二伺服装置120可沿Z方向滑动。第三伺服装置130安装于第二伺服装置120的水平边上，并且，第三伺服装置130可沿第二伺服装置120的水平边滑动，进而实现第三伺服装置130相对于第二伺服装置120沿X方向滑动。第三伺服装置130自身可产生沿Y方向的运动，第三伺服装置130的具体结构在后文详述。第三伺服装置130中安装拧紧装置140，第三伺服装置130可带动拧紧装置140沿Y方向运动。

具体的，调节拧紧装置140的位移时，第二伺服装置120可沿Z方向相对于第一伺服装置110运动，第二伺服装置120沿Z方向运动的同时，可带动其上的第三伺服装置130以及拧紧装置140同时沿Z方向运动。第三伺服装置130可沿X方向相对于第二伺服装置120运动，第三伺服装置130沿X方向运动的同时，可带动其上的拧紧装置140同时沿X方向运动。第三伺服装置130自身沿Y方向运动时，可带动拧紧装置140沿Y方向运动实现拧紧装置140沿X、Y、Z方向的运动。

上述的几个伺服装置配合实现拧紧装置140位移的调节，下面说明拧紧装置140角度的调节。并联机构141具有三个方向的转动自由度，拧紧机构142的端部通过并联结构可活动地安装于第三伺服装置130，调节机构143的一端连接并联机构141，另一端连接拧紧机构142。调节结构用于调节拧紧机构142的位姿。具体的，调节机构143输出的运动可以带动拧紧机构142沿X方向转动或沿Y方向转动，同时，拧紧机构142的顶部可通过并联机构141相对于第三伺服装置130转动，实现拧紧机构142的位姿进行调整，进而拧紧机构142可以带动螺栓运动，实现螺栓位姿的调整。当拧紧机构142拧紧螺栓时，拧紧机构142可以输出沿Z方向的转动，使得螺栓可以拧紧。

拧紧机构142的端部通过并联机构141安装于第三伺服装置130后，可以使拧紧机构142产生三个方向的旋转运动，避免拧紧机构142转动时与第三伺服装置130发生干涉，实现拧紧机构142位姿的调节。

这样，拧紧机构142对螺栓进行拧紧的过程中，第一伺服装置110、第二伺服装置120、第三伺服装置130、并联机构141、调节机构143以及拧紧机构142的配合可以使拧紧机构142产生柔性运动，进而拧紧机构142可以自适应调整螺栓的位姿，有效的解决目前在认帽阶段无法对螺栓位姿进行柔性调整的问题，使得拧紧机构142在六自由度的驱动下可以自由调整其姿态，进而拧紧机构142可以带动螺栓运动，调整螺栓的姿态，提高拧紧装配质量。

可选地，第一伺服装置110包括第一伺服电机以及第一伺服机架，第一伺服机架用于承载智能拧紧设备100的各个零部件。可选地，第一伺服机架呈U型设置。第一伺服电机设置于第一伺服机架，并与第二伺服装置120连接，驱动第二伺服装置120沿第一伺服机架滑动。可选地，可以第一伺服机架具有滑槽，第二伺服装置120具有与滑槽相配合的导轨。当然，也可第一伺服机架具有导轨，第二伺服装置120具有与导轨相配合的滑槽。

可选地，第二伺服装置120包括第二伺服电机以及第二伺服机架，第二伺服机架上安装第三伺服装置130。可选地，第二伺服机架呈H型设置。第二伺服电机设置于第二伺服机架，并与第三伺服装置130连接，驱动第三伺服装置130沿第二伺服机架滑动。可选地，可以第二伺服机架具有滑槽，第三伺服装置130具有与滑槽相配合的导轨。当然，也可第二伺服机架具有导轨，第三伺服装置130具有与导轨相配合的滑槽。

参见图2和图5，在一实施例中，第三伺服装置130包括可滑动安装于第二伺服装置120的上伺服滑块131以及可沿Y方向滑动设置于上伺服滑块131的下伺服滑块132，下伺服滑块132具有用于安装固定架1431的安装空间。上伺服滑块131可滑动地设置于第二伺服装置120上，上伺服滑块131的底部与下伺服滑块132的顶部之间滑动配合，下伺服滑块132的底部安装调节机构143以及并联机构141。可选地，上伺服滑块131的底部具有滑槽，下伺服滑块132的底部具有与滑槽配合的导轨，下伺服滑块132可相对于上伺服滑块131滑动。当然，也可上伺服滑块131的底部具有导轨，下伺服滑块132的底部具有与导轨配合的滑槽。

并且，第三伺服装置130还具有第三伺服电机，用于驱动下伺服滑块132沿上伺服滑块131滑动。可选地，下伺服滑块132呈镂空状设置，以便于安装调节机构143等，同时，还能减轻下伺服滑块132的重量，便于运动的驱动，减轻智能拧紧设备100整机的重量。进一步地，下伺服滑块142从图2所示的方向看成口字型。当然，在本发明的其他实施方式中，下伺服滑块132还可为支架结构。

参见图2至图4，在一实施例中，调节机构143包括设置于第三伺服装置130的固定架1431、沿竖直方向设置于固定架1431的定位组件1432以及沿水平方向设置于定位组件1432的调节组件1433，调节组件1433连接拧紧机构142，调节组件1433可带动拧紧机构142产生沿X方向或Y方向的转动。

固定架1431固定安装于下伺服滑块132的安装空间中，并从安装空间中伸出，以连接定位组件1432。定位组件1432沿竖直方向设置于拧紧机构142的周侧，并与拧紧之间存在一定的间距，调节组件1433沿水平方向连接拧紧机构142的周侧。也就是说，定位组件1432起固定作用，用于固定连接调节组件1433，使得调节组件1433的位置固定，便于调节组件1433调节拧紧机构142的角度；同时，定位组件1432还可保护调节组件1433。沿竖直方向设置的定位组件1432与拧紧机构142静止时的中轴线相平行。

当螺栓的摆放位置不能满足拧紧需求时，如螺栓倾斜等等，此时，调节组件1433输出X方向或Y方向的转动，以带动拧紧机构142通过并联机构141相对于固定架1431转动，调整拧紧机构142的位姿，进而拧紧机构142可以带动其中的螺母运动，调整螺母的位姿。

在一实施例中，并联机构141包括动平台1414、与动平台1414相对的静平台1411、设置于动平台1414与静平台1411的万向节1412以及与万向节1412可转动连接的伸缩件1413，静平台1411固定安装于固定架1431上，动平台1414与拧紧机构142连接。调节组件1433驱动拧紧机构142转动时，拧紧机构142可带动动平台1414运动，动平台1414通过万向节1412带动伸缩件1413伸缩，以满足拧紧机构142转动时转动自由度的要求，避免发生干涉。该并联机构141为目前的stewart平台，其具体原理不一一赘述。可选地，静平台1411与固定架1431可以为一体。当然，静平台1411与固定架1431也可以分体设置，通过螺纹连接件等连接固定。

参见图2至图4、图7和图8，在一实施例中，调节机构143包括两个调节组件1433以及两个分别对应两个调节组件1433的定位组件1432，其中一个调节组件1433沿X方向设置于定位组件1432并与拧紧机构142连接，另一调节组件1433沿Y方向设置于定位组件1432并与拧紧机构142连接，两个调节组件1433运动时可分别带动拧紧机构142产生沿X方向或Y方向的转动。

两个调节组件1433在水平面中垂直设置，其中一个沿X方向设置，另一个沿Y方向设置。两个定位组件1432平行设置于拧紧机构142的周侧，并且，两个定位组件1432的一端均连接至固定架1431，另一端分别连接对应的调节组件1433。这样，两个调节组件1433可以分别输出运动，带动拧紧机构142产生沿X方向或Y方向的转动。可以理解的，调节组件1433可以输出旋转运动或伸缩运动，进而带动拧紧机构142运动。

调节组件1433输出转动运动。当拧紧机构142需要沿X方向转动调整位姿时，沿X方向设置的调节组件1433输出X方向的旋转运动，进而带动拧紧机构142沿X方向转动调整位置。当拧紧机构142需要沿Y方向转动调整位姿时，沿Y方向设置的调节组件1433输出Y方向的旋转运动，进而带动拧紧机构142沿Y方向转动调整位置。

调节组件1433输出伸缩运动。当拧紧机构142需要沿X方向转动调整位姿时，沿Y方向的调节组件1433输出沿Y方向的伸缩运动，并带动拧紧机构142绕并联机构141在Y方向摆动，实现拧紧机构142沿X方向位姿的调整。当拧紧机构142需要沿Y方向转动调整位姿时，沿X方向的调节组件1433输出沿X方向的伸缩运动，并带动拧紧机构142绕并联机构141在X方向摆动，实现拧紧机构142沿Y方向位姿的调整。

在一实施例中，调节机构143包括三个调节组件1433以及三个分别对应三个调节组件1433的定位组件1432，其中一个调节组件1433沿X方向设置于定位组件1432并与拧紧机构142连接，另一调节组件1433沿Y方向设置于定位组件1432并与拧紧机构142连接，再一调节组件1433与沿X方向的调节组件1433共线或与沿Y方向的调节组件1433共线；三个调节组件1433运动时可分别带动拧紧机构142产生沿X方向或Y方向的转动。

三个调节组件1433中的两个共线设置，并位于拧紧机构142的两侧，另一调节组件1433则与共线的两个调节组件1433相垂直。假设两个共线的调节组件1433沿X方向设置，则另一调节组件1433沿Y方向设置；若两个共线的调节组件1433沿Y方向设置，另一调节组件1433沿X方向设置。三个定位组件1432平行设置于拧紧机构142的周侧，并且，三个定位组件1432的一端均连接至固定架1431，另一端分别连接对应的调节组件1433。这样，三个调节组件1433可以分别输出运动，带动拧紧机构142产生沿X方向或Y方向的转动。

调节组件1433可以输出旋转运动或伸缩运动，进而带动拧紧机构142运动。值得说明的是，三个调节组件1433调整拧紧机构142位姿的原理与上述实施例中两个调节组件1433调整拧紧机构142位姿的原理实质相同，在此不一一描述。

可选地，调整组件输出旋转运动。示例性地，调节组件1433包括驱动件14331以及连接驱动件14331与拧紧机构142的旋转杆，驱动件14331可驱动旋转杆带动拧紧机构142运动，以调整拧紧机构142的位姿。驱动件14331为拧紧机构142位姿调整的动力源。驱动件14331驱动旋转杆旋转，旋转杆旋转时可带动拧紧机构142转动。沿X方向的调节组件1433的旋转杆可以带动拧紧机构142沿X方向转动，沿Y方向设置的调节组件1433的旋转杆可以带动拧紧机构142沿Y方向转动。可选地，驱动件14331为电机或电动缸。

参见图2至图4、图7和图8，可选地，调整组件输出伸缩运动。示例性地，调节组件1433包括驱动件14331以及连接驱动件14331、并可活动连接拧紧机构142的伸缩杆14332，驱动件14331可驱动伸缩杆14332伸缩带动拧紧机构142运动，以调整拧紧机构142的位姿。驱动件14331拧紧机构142位姿调整的动力源。驱动件14331驱动伸缩杆14332伸缩，伸缩杆14332伸缩时可带动拧紧机构142摆动。沿X方向的调节组件1433的伸缩杆14332伸展或缩回时，拧紧机构142绕并联机构141沿X方向摆动，进而实现拧紧机构142沿Y方向角度位姿的调整。沿Y方向的调节组件1433的伸缩杆14332伸展或缩回时，拧紧机构142绕并联机构141沿Y方向摆动，进而实现拧紧机构142沿X方向角度位姿的调整。

进一步地，调节组件1433还包括与伸缩杆14332可旋转连接的调节滑块14333以及设置于拧紧机构142周侧的调节滑轨14334，调节滑块14333可滑动设置于调节滑轨14334中。调节滑块14333与调节滑轨14334的配合可以避免其他调节组件1433中伸缩杆14332的垂直度。具体的，其中一个调节组件1433的伸缩杆14332伸缩时，伸缩杆14332可带动拧紧机构142摆动，同时，垂直于该调节组件1433的伸缩杆14332会产生位移，此时，拧紧机构142可通过调节滑轨14334沿调节滑块14333运动，保证伸缩杆14332的垂直度。

再进一步地，调节组件1433还包括关节轴承14335，关节轴承14335可转动连接伸缩杆14332与调节滑块14333。调节滑轨14334沿调节滑块14333移动时，调节滑轨14334可能还会带动调节滑块14333转动，通过关节轴承14335可以实现调节滑块14333相对于伸缩杆14332转动，避免调节滑块14333与伸缩杆14332之间发生干涉。

调节组件1433伸缩时拧紧机构142位姿的调整原理如下：需要调整拧紧机构142沿X方向的转动位姿，则沿Y方向的调节组件1433的伸缩杆14332伸长或缩短作为驱动调整端，带动拧紧机构142在Y方向摆动，同时，拧紧机构142带动与X方向的调节组件1433连接的调节滑块14333与调节滑轨14334产生位移，X方向的关节轴承14335产生相对转动，完成X方向的转动位置调整。Y方向转动调姿反之亦然。

参见图2、图3和图5，在一实施例中，固定架1431包括固定台14311以及三个位于固定台14311周侧并伸出的伸出台14312，其中两个伸出台14312共线，并与另一伸出台14312垂直，每一伸出台14312用于连接一个定位组件1432，且每一定位组件1432安装一个调节组件1433。固定台14311起承载作用，用于安装并联机构141、拧紧机构142以及定位组件1432等。固定台14311安装于第三伺服装置130的安装空间中，固定台14311的周侧伸出三个伸出台14312。可选地，固定台14311呈方向设置，当然，固定台14311也可呈其他形状。固定台14311通过三个伸出台14312安装定位组件1432，三个伸出台14312在水平面中分别沿X方向或Y方向伸出，定位组件1432安装于伸出台14312的下端部，以保证定位组件1432与拧紧机构142平行。

参见图3和图4，在一实施例中，定位组件1432包括位于拧紧机构142周侧的定位杆14321以及用于安装驱动件14331的安装壳14322，定位杆14321的两端连接伸出台14312与安装壳14322。定位杆14321起支撑作用，用于可靠支撑调节组件1433，保证调节组件1433的动力源输出位姿调整的动力时不会发生窜动，保证拧紧机构142位姿调整的准确性。安装壳14322起防护作用，以保护安装于其中的驱动件14331。可选地，定位杆14321为镂空杆，以起到减重以及节省材料的作用。可选地，定位杆14321与安装壳14322可为一体结构，当然，也可分体设置。

在一实施例中，定位组件1432还包括呈半环形的支撑环14323，支撑环14323设置于三个定位组件1432的底端，以支撑三个驱动件14331。支撑环14323位于定位组件1432的底部，同时支撑三个定位组件1432中的驱动件14331，确保三个驱动件14331处于同一水平面。

参见图2和图9，在一实施例中，拧紧机构142包括设置于并联机构141的拧紧电机1421、安装于拧紧电机1421的输出端的拧紧轴1432以及安装于拧紧轴1432端部的套筒1433，套筒1433可拧紧螺栓。拧紧电机1421可输出沿Z方向的旋转力，以驱动拧紧轴1432以及安装于拧紧轴1432端部的套筒1433转动。套筒1433内安装待拧紧的螺钉，拧紧电机1421驱动拧紧轴1432以及套筒1433转动时，套筒1433可带动螺钉转动，实现螺栓的拧紧。

参见图1至图5，在一实施例中，智能拧紧设备100还包括控制器以及多个与控制器电连接的检测件，多个检测件分别设置于套筒1433的内壁，用于检测螺栓拧紧时套筒1433内壁的挤压应力，并反馈给控制器，控制器根据挤压应力调整螺栓的位姿。控制器还与第一伺服装置110、第二伺服装置120、第三伺服装置130、调节组件1433以及拧紧组件电连接，用于控制第一伺服装置110、第二伺服装置120、第三伺服装置130、调节组件1433以及拧紧组件单独执行动作或联合执行动作。

检测件位于套筒1433的内壁，当套筒1433套设于螺栓后，套筒1433的内壁与螺栓接触后会使检测件发生形变，通过检测件的形变判断螺栓的当前位置。可选地，检测件为应变片传感器，当然，检测件还可为其他类型的应力检测部件。

具体的，在套筒1433的六个内表面相同高度处分别用生物胶水粘贴应变片。当螺栓旋入套筒1433内时，利用应变仪观察每一个应变片的变形情况，应变片的变形情况等效于螺栓对该粘贴位置的触碰挤压情况，当六个内表面在同一高度的应变片变形为相同值则认为螺栓位姿符合拧紧标准；当六个内表面受到挤压变形的高度不一致时，则拧紧轴1432应朝着挤压变形位置最低的那一内表面方向旋转倾斜以调整螺栓位姿；当有一个或多个内表面在螺栓旋入过程没有受到挤压时，则拧紧轴1432应朝着没有挤压的内表面方向平行移动以调整螺栓位姿。

可以理解的，调整螺栓的位姿时，先有第一伺服装置110、第二伺服装置120、第三伺服装置130与调整组件调整拧紧机构142的位姿，使拧紧机构142的位姿与螺栓的位姿一直，然后拧紧机构142再带动螺栓运动，将螺栓的位姿调整到拧紧需求。

可选地，控制器与外界的上位机电连接，通过上位机人机交互界面可以直接控制拧紧轴1432的拧紧与卸载。拧紧轴1432的底部安装套筒1433，套筒1433内圈周围均匀粘贴应变片，应变片组合能够感知螺栓位姿变化，推断螺栓的位姿偏差空间角度，并驱动相应方位驱动件14331调整拧紧轴1432的位姿，使得螺栓重新回到正确位姿。

本发明通过模仿五轴机床对任何形状物体加工的原理，设计能够实现拧紧机构142实现六自由度运动的智能拧紧设备100，提高拧紧过程中对螺栓位姿调整能力，通过在拧紧前主动矫正螺栓摆放位姿，确保螺栓拧紧过程中轴线与拧紧轴1432线重合，避免由于螺栓位姿问题而导致装配误差。通过多轴独立控制方式进行拧紧装置140的伺服移动，增强了智能拧紧设备100的柔性，拧紧机构142可以适用于任何形状的装配体螺栓紧固装配，摆脱了双轴拧紧装置140由于轴的耦合控制而只能装配形状对称的装配体，增强了拧紧系统的通用性。

而且，本发明的拧紧装置140具有自适应调整螺栓位姿的功能，通过应变片与控制器的配合感知计算螺栓位姿空间偏差，并根据偏差具体方位主动调整对应驱动件14331对拧紧机构142相应调整，使得套筒1433带动螺栓将位姿调整至最佳状态。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书的记载范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种智能拧紧设备，其特征在于，包括：

第一伺服装置；

第二伺服装置，设置于所述第一伺服装置中，并可相对于所述第一伺服装置沿Z方向滑动；

多个第三伺服装置，可实现沿Y方向运动，并间隔设置于所述第二伺服装置，多个所述第三伺服装置可相对于所述第二伺服装置沿X方向滑动；以及

多个拧紧装置，分别安装于多个所述第三伺服装置，所述拧紧装置包括设置于所述第三伺服装置的并联机构、与所述并联机构连接的拧紧机构以及连接所述并联机构与所述拧紧机构的调节机构，所述拧紧机构用于拧紧螺栓，所述并联机构与所述调节机构可以使所述拧紧机构产生柔性运动，以调整所述螺栓的位姿；

其中，所述调节机构可带动所述拧紧机构产生沿X方向和Y方向的转动，所述拧紧机构可沿Z方向转动，所述第一伺服装置、所述第二伺服装置以及所述第三伺服装置可带动所述拧紧机构沿X、Y、Z方向滑动，使所述拧紧机构实现六自由度运动，以矫正所述螺栓的摆放位姿，使所述螺栓在拧紧过程中的轴线与所述拧紧机构的轴线重合；

其中，所述调节机构包括设置于所述第三伺服装置的固定架、沿竖直方向设置于所述固定架的定位组件以及沿水平方向设置于所述定位组件的调节组件，所述调节组件连接所述拧紧机构，所述调节组件可带动所述拧紧机构产生沿X方向或Y方向的转动；所述调节组件包括驱动件以及连接所述驱动件、并可活动连接所述拧紧机构的伸缩杆、与所述伸缩杆可旋转连接的调节滑块以及设置于所述拧紧机构周侧的调节滑轨，所述调节滑块可滑动设置于所述调节滑轨中，所述驱动件可驱动所述伸缩杆伸缩带动所述拧紧机构运动，以调整所述拧紧机构的位姿，所述固定架包括固定台以及三个位于所述固定台周侧并伸出的伸出台，其中两个所述伸出台共线，并与另一所述伸出台垂直，每一所述伸出台用于连接一个所述定位组件，且每一所述定位组件安装一个所述调节组件；

所述并联机构包括动平台、与所述动平台相对的静平台、设置于所述动平台与静平台的万向节以及与所述万向节可转动连接的伸缩件，所述动平台与所述拧紧机构连接，所述静平台与所述固定架连接。

2.根据权利要求1所述的智能拧紧设备，其特征在于，所述调节机构包括两个调节组件以及分别对应两个所述调节组件的两个定位组件，其中一个所述调节组件沿X方向设置于所述定位组件并与所述拧紧机构连接，另一所述调节组件沿Y方向设置于所述定位组件并与所述拧紧机构连接，两个所述调节组件运动时可分别带动拧紧机构产生沿X方向或Y方向的转动。

3.根据权利要求1所述的智能拧紧设备，其特征在于，所述调节机构包括三个调节组件以及分别对应三个所述调节组件的三个定位组件，其中一个所述调节组件沿X方向设置于所述定位组件并与所述拧紧机构连接，另一所述调节组件沿Y方向设置于所述定位组件并与所述拧紧机构连接，再一所述调节组件与沿X方向的所述调节组件共线或与沿Y方向的所述调节组件共线；三个所述调节组件运动时可分别带动拧紧机构产生沿X方向或Y方向的转动。

4.根据权利要求1至3任一项所述的智能拧紧设备，其特征在于，所述定位组件包括位于所述拧紧机构周侧的定位杆以及用于安装所述驱动件的安装壳，所述定位杆的两端分别连接所述伸出台与所述安装壳。

5.根据权利要求4所述的智能拧紧设备，其特征在于，所述定位组件还包括呈半环形的支撑环，所述支撑环设置于所述定位组件的底端，以支撑所述驱动件。

6.根据权利要求1所述的智能拧紧设备，其特征在于，所述拧紧机构包括设置于所述并联机构的拧紧电机、安装于所述拧紧电机的输出端的拧紧轴以及安装于所述拧紧轴端部的套筒，所述套筒可拧紧螺栓。

7.根据权利要求1所述的智能拧紧设备，其特征在于，所述智能拧紧设备还包括控制器以及多个与所述控制器电连接的检测件，多个所述检测件分别设置于套筒的内壁，用于检测螺栓拧紧时所述套筒内壁的挤压应力，并反馈给所述控制器，所述控制器根据所述挤压应力调整所述螺栓的位姿。

8.根据权利要求1所述的智能拧紧设备，其特征在于，所述第三伺服装置包括可滑动安装于所述第二伺服装置的上伺服滑块以及可沿Y方向滑动设置于所述上伺服滑块的下伺服滑块，所述下伺服滑块具有用于安装所述固定架的安装空间。

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