CN115077882A - 一种钢结构螺栓紧固试验的控制系统 - Google Patents

一种钢结构螺栓紧固试验的控制系统 Download PDF

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CN115077882A CN202210681485.XA CN202210681485A CN115077882A CN 115077882 A CN115077882 A CN 115077882A CN 202210681485 A CN202210681485 A CN 202210681485A CN 115077882 A CN115077882 A CN 115077882A
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瞿承意
肖鹏
苏雨晨
谭成
吕洋
杜国平
陈建强
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Abstract

本发明公开了一种钢结构螺栓紧固试验的控制系统，包括图像采集模块，用于同时采集螺栓和螺母的实时图像，生成三维整体图像；分析模块，包括：第一分析单元，用于对第一三维图像分析得到一第一偏差角度；第二分析单元，用于对第二三维图像分析得到一第二偏差角度；第三分析单元，用于对三维整体图像分析得到综合偏差距离；控制模块，包括：第一处理单元，用于根据第一偏差角度和第二偏差角度处理得到第三偏差角度；第二处理单元，用于根据综合偏差距离和第三偏差角度处理得到综合偏差指数；指令生成单元，用于根据综合偏差指数分别生成横向移动指令、纵向移动指令、升降指令、旋转夹持指令和摆动指令。本发明提升了螺栓和螺母的装配精度。

Description

一种钢结构螺栓紧固试验的控制系统
技术领域
本发明涉及螺栓紧固控制技术领域，尤其涉及一种钢结构螺栓紧固试验的控制系统。
背景技术
螺纹紧固件是机械产品中最常见的连接件，螺栓和螺母则是螺纹紧固件中用途最广的零件，螺纹紧固件的结构大多并不复杂，但是无数的质量事故不断提醒人们不可小觑貌似简单的螺纹紧固件。制造和装配是螺纹紧固件影响其质量的两大关键，从某种意义上讲装配质量对螺纹紧固件的影响甚至人于其制造质量的影响。随着对机械零件小型化和对连接要求的提高，螺纹紧固件的装配质量越來越引起人们的关注。目前，在现有技术中，一般采用机械抬升机构将螺栓对准螺母进行拧紧固定，但是由于螺栓和螺母均存在个体差异，而机械抬升机构对准过程的行程是固定的，因此有可能导致螺栓和螺母无法完全对准，进而导致螺纹紧固件的装配精度不够高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种钢结构螺栓紧固试验的控制系统，用于提升螺栓与螺母的装配精度。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种钢结构螺栓紧固试验的控制系统，包括：
测试工装，所述测试工装的下部设有底板，所述测试工装的上部设有顶板，所述底板与所述顶板之间固定连接有若干支撑柱，所述顶板与所述底板平行；
所述顶板的下端面固定有纵向驱动机构，所述纵向驱动机构的下端固定连接有升降机构，所述升降机构的下端固定连接有摆动机构，所述摆动机构的下端固定连接有旋转夹爪，所述旋转夹爪夹持有螺栓，所述底板的上端面固定有横向驱动机构，所述横向驱动机构与所述纵向驱动机构垂直，所述横向驱动机构上固定有螺母，所述螺母中心开设有螺纹口，所述螺纹口竖直朝上；
图像采集模块，用于同时采集所述螺栓和所述螺母的实时图像，生成一三维整体图像，所述三维整体图像包括一第一三维图像和一第二三维图像，所述第一三维图像用于表示所述螺栓的三维实时图像，所述第二三维图像用于表示所述螺母的三维实时图像；
分析模块，连接所述图像采集模块包括：
第一分析单元，用于对所述第一三维图像进行图像分析，得到一第一偏差角度，所述第一偏差角度用于表示所述螺栓的螺杆部与竖直方向的偏差角度；
第二分析单元，用于对所述第二三维图像进行图像分析，得到一第二偏差角度，所述第二偏差角度用于表示所述螺纹口与竖直方向的偏差角度；
第三分析单元，用于对所述三维整体图像进行图像分析，得到一综合偏差距离，所述综合偏差距离用于表示所述螺杆部的轴心线与所述螺母的中心线之间的最短偏差距离；
控制模块，分别连接所述横向驱动机构、所述纵向驱动机构、所述升降机构、所述摆动机构、所述机械爪和所述分析模块，包括：
第一处理单元，用于根据所述第一偏差角度和所述第二偏差角度处理得到一第三偏差角度，所述第三偏差角度用于表示所述螺杆部的轴心线与所述螺母的中心线之间的偏差角度；
第二处理单元，连接所述第一处理单元，用于根据所述综合偏差距离和所述第三偏差角度处理得到一综合偏差指数，所述综合偏差指数用于表示所述螺杆部的轴心线与所述螺母的中心线之间的偏差程度；
指令生成单元，连接所述第二处理单元，用于根据所述综合偏差指数分别生成一横向移动指令、一纵向移动指令、一升降指令、一摆动指令和一旋转夹持指令；
所述横向驱动机构根据所述横向移动指令带动所述螺母横向运动至所述螺栓正下方，所述纵向驱动机构根据所述纵向移动指令带动所述升降机构纵向移动至所述螺母正上方，所述升降机构根据所述升降指令带动所述摆动机构沿竖直方向朝向所述螺母运动，所述摆动机构根据所述摆动指令带动所述旋转夹爪进行摆动，以使所述螺杆部对准所述螺纹口，所述旋转夹爪根据所述旋转夹持指令夹持所述螺栓旋转，以使所述螺栓与所述螺母螺接。
进一步地，所述第一处理单元包括：
第一处理子单元，用于分别对所述第一偏差角度和所述第二偏差角度进行数据预处理，得到第一优化偏差角度和第二优化偏差角度；
第一运算子单元，连接所述第一处理子单元，用于将所述第一优化偏差角度和所述第二优化偏差角度带入预设的偏差角度计算公式中，得到所述第三偏差角度。
进一步地，所述偏差角度计算公式配置为：
D＝|D1-D2|；
其中，D用于表示所述第三偏差角度；
D1用于表示所述第一优化偏差角度；
D2用于表示所述第二优化偏差角度。
进一步地，所述第二处理单元包括：
第二处理子单元，用于将所述综合偏差角度和所述第三偏差角度进行数据预处理，得到优化综合偏差角度和第三优化偏差角度；
第二运算子单元，连接所述第二处理子单元，用于将所述优化综合偏差角度和所述第三优化偏差角度带入预设的偏差指数计算公式中，得到所述综合偏差指数。
进一步地，所述偏差指数计算公式配置为：
Figure BDA0003696421680000041
a+b＝1；
其中,S用于表示所述综合偏差指数；
a用于表示预设的第一常数，所述第一常数为正数；
b用于表示预设的第二常数，所述第二常数为正数；
K用于表示所述优化综合偏差角度；
T用于表示所述第三优化偏差角度。
进一步地，所述指令生成单元包括：
比较子单元，用于将所述综合偏差指数与预设的综合偏差阈值进行比较，得到一比较结果；
生成子单元，连接所述比较子单元，用于在所述比较结果表明所述综合偏差指数不小于所述综合偏差阈值时，根据所述综合偏差指数生成相应的所述横向移动指令、所述纵向移动指令、所述升降指令、所述旋转夹持指令和所述摆动指令；
以及在所述比较结果表明所述综合偏差指数小于所述综合偏差阈值时，生成一横向固定指令、一纵向固定指令、一升降固定指令、所述旋转夹持指令和一固定摆动指令，所述横向驱动机构根据所述横向固定指令横向固定所述螺母，所述纵向驱动机构根据所述纵向固定指令纵向固定所述升降机构，所述升降机构根据所述升降固定指令在竖直方向上固定所述摆动机构，所述旋转夹爪根据旋转夹持指令夹持所述螺栓进行旋转，所述摆动机构根据所述固定摆动指令固定所述旋转夹爪。
进一步地，所述纵向驱动机构包括限位导轨、驱动电机、丝杆、滑动块和限位板；
所述限位导轨和所述驱动电机均横向固定在所述顶板的下端面，所述驱动电机的输出轴同轴连接所述丝杆，所述滑动块螺接在所述丝杆上，所述滑动块滑动套接在所述限位导轨内，所述限位板固定在所述导轨远离所述驱动电机的一端，所述升降机构固定在所述滑动块的下端面。
进一步地，所述横向驱动机构包括支撑平台、液压缸和夹持件，所述支撑平台固定在所述底板的上端，所述液压缸固定在所述支撑平台的上端，所述夹持件固定在所述液压杆的活塞杆上，所述夹持件用于固定夹持所述螺母，所述液压缸用于驱动所述夹持件和所述螺母在所述支撑平台上端水平移动。
进一步地，所述图像采集模块为若干三维相机，各所述三维相机分别固定在所述顶板的下端面和所述底板的上端面，用于采集得到所述第一三维图像和所述第二三维图像。
本发明的有益效果：
本发明通过图像采集模块采集得到螺杆和螺母的三维整体图像，并通过分析模块对三维整体图像进行分析，得到第一偏差角度、第二偏差角度和综合偏差距离，最终控制模块根据第一偏差角度、第二偏差角度和综合偏差角度处理得到横向移动指令、纵向移动指令、升降指令、旋转夹持指令和摆动指令，通过上述指令调整各部分机构，使得螺杆部能够自动对准螺纹孔，进而提升了螺栓与螺母的装配精度。
附图说明
图1是本发明中的控制原理图；
图2是本发明中测试工装的结构示意图；
图3是本发明中测试工装的另一角度的结构示意图
图4是本发明中纵向驱动机构的结构示意图。
附图标记：1、图像采集模块；2、分析模块；21、第一分析单元；22、第二分析单元；23、第三分析单元；3、控制模块；4、第一处理单元；41、第一处理子单元；42、第一运算子单元；5、第二处理单元；51、第二处理子单元；52、第二运算子单元；6、指令生成单元；61、比较子单元；62、生成子单元；7、测试工装；71、底板；72、顶板；73、支撑柱；8、纵向驱动机构；81、限位导轨；82、驱动电机；83、丝杆；84、滑动块；85、限位板；9、升降机构；10、摆动机构；11、旋转夹爪；12、螺栓；13、横向驱动机构；131、支撑平台；132、液压缸；133、夹持件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1至图3所示，本实施例的一种钢结构螺栓紧固试验的控制系统，包括：
测试工装7，测试工装7的下部设有底板71，测试工装7的上部设有顶板72，底板71与顶板72之间固定连接有若干支撑柱73，顶板72与底板71平行；
顶板72的下端面固定有纵向驱动机构8，纵向驱动机构8的下端固定连接有升降机构9，升降机构9的下端固定连接有摆动机构10，摆动机构10的下端固定连接有旋转夹爪11，旋转夹爪11夹持有螺栓12，底板71的上端面固定有横向驱动机构13，横向驱动机构13与纵向驱动机构8垂直，横向驱动机构13上固定有螺母，螺母中心开设有螺纹口，螺纹口竖直朝上；
图像采集模块1，用于同时采集螺栓12和螺母的实时图像，生成一三维整体图像，三维整体图像包括一第一三维图像和一第二三维图像，第一三维图像用于表示螺栓12的三维实时图像，第二三维图像用于表示螺母的三维实时图像；
分析模块2，连接图像采集模块1包括：
第一分析单元21，用于对第一三维图像进行图像分析，得到一第一偏差角度，第一偏差角度用于表示螺栓12的螺杆部与竖直方向的偏差角度；
第二分析单元22，用于对第二三维图像进行图像分析，得到一第二偏差角度，第二偏差角度用于表示螺纹口与竖直方向的偏差角度；
第三分析单元23，用于对三维整体图像进行图像分析，得到一综合偏差距离，综合偏差距离用于表示螺杆部的轴心线与螺母的中心线之间的最短偏差距离；
控制模块3，分别连接横向驱动机构13、纵向驱动机构8、升降机构9、摆动机构10、机械爪和分析模块2，包括：
第一处理单元4，用于根据第一偏差角度和第二偏差角度处理得到一第三偏差角度，第三偏差角度用于表示螺杆部的轴心线与螺母的中心线之间的偏差角度；
第二处理单元5，连接第一处理单元4，用于根据综合偏差距离和第三偏差角度处理得到一综合偏差指数，综合偏差指数用于表示螺杆部的轴心线与螺母的中心线之间的偏差程度；
指令生成单元6，连接第二处理单元5，用于根据综合偏差指数分别生成一横向移动指令、一纵向移动指令、一升降指令、一旋转夹持指令和一摆动指令；
横向驱动机构13根据横向移动指令带动螺母横向运动至螺栓12正下方，纵向驱动机构8根据纵向移动指令带动升降机构9纵向移动至螺母正上方，升降机构9根据升降指令带动摆动机构10沿竖直方向朝向螺母运动，旋转夹爪11根据夹持调整指令调节对螺栓12的夹持角度，以使螺杆部对准螺纹口，摆动机构10根据摆动指令带动旋转夹爪11进行旋转。
本技术方案通过图像采集模块1采集得到螺杆和螺母的三维整体图像，并通过分析模块2对三维整体图像进行分析，得到第一偏差角度、第二偏差角度和综合偏差距离，最终控制模块3根据第一偏差角度、第二偏差角度和综合偏差角度处理得到横向移动指令、纵向移动指令、升降指令、旋转夹持指令和摆动指令，通过上述指令调整各部分机构，使得螺杆部能够自动对准螺纹孔，进而提升了螺栓12与螺母的装配精度。
优选的，图像采集模块1为若干三维相机，各三维相机分别固定在顶板72的下端面和底板71的上端面，用于采集得到第一三维图像和第二三维图像。
具体地，本实施例中，三维相机的型号可以为IDS UI-1550LE-C-HQ，在顶板72的下端面两侧分别设置有两台三维相机，这两台三维相机用于拍摄螺栓12，并生成第一三维图像；底板71的上端面两侧分别设置有两台三维相机，这两台三维相机用于拍摄螺母，并生成第二三维图像。
优选的，如图4所示，第一处理单元4包括：
第一处理子单元41，用于分别对第一偏差角度和第二偏差角度进行数据预处理，得到第一优化偏差角度和第二优化偏差角度；
第一运算子单元42，连接第一处理子单元41，用于将第一优化偏差角度和第二优化偏差角度带入预设的偏差角度计算公式中，得到第三偏差角度。
具体地，本实施例中，第一处理子单元41用于对第一偏差角度和第二偏差角度进行数据预处理，通过数据预处理，滤除数据中的一些无效偏差量，提升了数据精度，得到第一优化偏差角度和第二优化偏差角度，第一运算子单元42将第一优化偏差角度和第二优化偏差角度带入偏差角度计算公式，使得偏差角度计算公式计算得到第三偏差角度。
优选的，偏差角度计算公式配置为：
D＝|D1-D2|；
其中，D用于表示第三偏差角度；
D1用于表示第一优化偏差角度；
D2用于表示第二优化偏差角度。
优选的，第二处理单元5包括：
第二处理子单元51，用于将综合偏差角度和第三偏差角度进行数据预处理，得到优化综合偏差角度和第三优化偏差角度；
第二运算子单元52，连接第二处理子单元51，用于将优化综合偏差角度和第三优化偏差角度带入预设的偏差指数计算公式中，得到综合偏差指数。
具体地，本实施例中，第二处理子单元51用于对综合偏差角度和第三偏差角度进行数据预处理，通过数据预处理，滤除数据中的一些无效偏差量，提升了数据精度，得到优化综合偏差角度和第三优化偏差角度，第二运算子单元52将优化综合偏差角度和第三优化偏差角度带入偏差指数计算公式，使得偏差指数计算公式计算得到第三偏差角度。
优选的，偏差指数计算公式配置为：
Figure BDA0003696421680000091
a+b＝1；
其中,S用于表示综合偏差指数；
a用于表示预设的第一常数，第一常数为正数；
b用于表示预设的第二常数，第二常数为正数；
K用于表示优化综合偏差角度；
T用于表示第三优化偏差角度。
具体地，本实施例中，a可以为2/3，则b为1/3，则该偏差指数计算公式为：
Figure BDA0003696421680000092
优选的，指令生成单元6包括：
比较子单元61，用于将综合偏差指数与预设的综合偏差阈值进行比较，得到一比较结果；
生成子单元62，连接比较子单元61，用于在比较结果表明综合偏差指数不小于综合偏差阈值时，根据综合偏差指数生成相应的横向移动指令、纵向移动指令、升降指令、旋转夹持指令和摆动指令；
以及在比较结果表明综合偏差指数小于综合偏差阈值时，生成一横向固定指令、一纵向固定指令、一升降固定指令、旋转夹持指令和一固定摆动指令，横向驱动机构13根据横向固定指令横向固定螺母，纵向驱动机构8根据纵向固定指令纵向固定升降机构9，升降机构9根据升降固定指令在竖直方向上固定摆动机构10，旋转夹爪11根据旋转夹持指令夹持螺栓12进行旋转，摆动机构10根据固定摆动指令固定旋转夹爪11。
具体地，本实施例中，当比较结果表明综合偏差指数不小于综合偏差阈值时，表明此时螺栓12与螺母之间的偏差过大，没有对准，因此生成子单元62根据此时的综合偏差指数生成相应的横向移动指令、纵向移动指令、升降指令、旋转夹持指令和摆动指令，使得横向移动机构、纵向移动机构、升降机构9、摆动机构10和旋转夹爪11分别根据相应指令进行运动，以使得螺栓12的螺杆部对准螺母的螺纹口后进行旋转螺接；当比较结果表明综合偏差指数小于总额和偏差阈值时，表明此时螺栓12与螺母之间的偏差已经在合理的范围内，因此生成子单元62生成横向固定指令、纵向固定指令、升降固定指令、旋转夹持指令和固定摆动指令，分别使得横向驱动机构13、纵向驱动机构8、升降结构、旋转夹爪11固定不动，以维持当前的状态，进而使得旋转夹爪11夹持螺栓12与螺母进行旋转固定。
优选的，纵向驱动机构8包括限位导轨81、驱动电机82、丝杆83、滑动块84和限位板85；
限位导轨81和驱动电机82均横向固定在顶板72的下端面，驱动电机82的输出轴同轴连接丝杆83，滑动块84螺接在丝杆83上，滑动块84滑动套接在限位导轨81内，限位板85固定在导轨远离驱动电机82的一端，升降机构9固定在滑动块84的下端面。
具体地，本实施例中，驱动电机82用于驱动丝杆83旋转，带动滑动块84在纵向方向上进行来回移动，进而带动升降机构9纵向来回移动。
优选的，横向驱动机构13包括支撑平台131、液压缸132和夹持件133，支撑平台131固定在底板71的上端，液压缸132固定在支撑平台131的上端，夹持件133固定在液压杆的活塞杆上，夹持件133用于固定夹持螺母，液压缸132用于驱动夹持件133和螺母在支撑平台131上端水平移动。
具体地，本实施例中，支撑平台131的上端横向开设有长条形的移动通口，移动通口的宽度略大于螺纹口的口径。螺母的螺纹口位于移动通口上端，液压缸132驱动夹持件133在支撑平台131上端横向移动，当螺栓12的螺杆部螺接螺母时，螺杆部的下端依次贯穿螺纹口和移动通口。
工作原理：
首先，通过图像采集模块1实时采集得到螺栓12和螺母的三维整体图像，分析将三维整体图像拆分为第一三维图像和第二三维图像分开进行分析，有利于提升分析效率，第一分析单元21对第一三维图像分析得到第一偏差角度，第二分析单元22对第二三维图像分析得到第二偏差角度，第三分析单元23对三维整体图像进行分析，得到综合偏差距离。控制模块3中的第一处理单元4根据第一偏差角度和第二偏差角度处理得到第三偏差角度，然后第二处理单元5根据第三偏差角度和综合偏差距离处理得到综合偏差指数，进而指令生成单元6根据综合偏差指数处理得到相应的横向移动指令、纵向移动指令、升降指令、旋转夹持指令和摆动指令，以分别驱动横向移动机构、纵向机构机构、升降机构9、摆动机构10运动至相应位置，使得螺栓12与螺母对准后，旋转夹爪11带动螺栓12旋转，实现螺栓12与螺母的螺接。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种钢结构螺栓紧固试验的控制系统，其特征在于，包括：
测试工装(7)，所述测试工装(7)的下部设有底板(71)，所述测试工装(7)的上部设有顶板(72)，所述底板(71)与所述顶板(72)之间固定连接有若干支撑柱(73)，所述顶板(72)与所述底板(71)平行；
所述顶板(72)的下端面固定有纵向驱动机构(8)，所述纵向驱动机构(8)的下端固定连接有升降机构(9)，所述升降机构(9)的下端固定连接有摆动机构(10)，所述摆动机构(10)的下端固定连接有旋转夹爪(11)，所述旋转夹爪(11)夹持有螺栓(12)，所述底板(71)的上端面固定有横向驱动机构(13)，所述横向驱动机构(13)与所述纵向驱动机构(8)垂直，所述横向驱动机构(13)上固定有螺母，所述螺母中心开设有螺纹口，所述螺纹口竖直朝上；
图像采集模块(1)，用于同时采集所述螺栓(12)和所述螺母的实时图像，生成一三维整体图像，所述三维整体图像包括一第一三维图像和一第二三维图像，所述第一三维图像用于表示所述螺栓(12)的三维实时图像，所述第二三维图像用于表示所述螺母的三维实时图像；
分析模块(2)，连接所述图像采集模块(1)，包括：
第一分析单元(21)，用于对所述第一三维图像进行图像分析，得到一第一偏差角度，所述第一偏差角度用于表示所述螺栓(12)的螺杆部与竖直方向的偏差角度；
第二分析单元(22)，用于对所述第二三维图像进行图像分析，得到一第二偏差角度，所述第二偏差角度用于表示所述螺纹口与竖直方向的偏差角度；
第三分析单元(23)，用于对所述三维整体图像进行图像分析，得到一综合偏差距离，所述综合偏差距离用于表示所述螺杆部的轴心线与所述螺母的中心线之间的最短偏差距离；
控制模块(3)，分别连接所述横向驱动机构(13)、所述纵向驱动机构(8)、所述升降机构(9)、所述摆动机构(10)、所述机械爪和所述分析模块(2)，包括：
第一处理单元(4)，用于根据所述第一偏差角度和所述第二偏差角度处理得到一第三偏差角度，所述第三偏差角度用于表示所述螺杆部的轴心线与所述螺母的中心线之间的偏差角度；
第二处理单元(5)，连接所述第一处理单元(4)，用于根据所述综合偏差距离和所述第三偏差角度处理得到一综合偏差指数，所述综合偏差指数用于表示所述螺杆部的轴心线与所述螺母的中心线之间的偏差程度；
指令生成单元(6)，连接所述第二处理单元(5)，用于根据所述综合偏差指数分别生成一横向移动指令、一纵向移动指令、一升降指令、一摆动指令和一旋转夹持指令；
所述横向驱动机构(13)根据所述横向移动指令带动所述螺母横向运动至所述螺栓(12)正下方，所述纵向驱动机构(8)根据所述纵向移动指令带动所述升降机构(9)纵向移动至所述螺母正上方，所述升降机构(9)根据所述升降指令带动所述摆动机构(10)沿竖直方向朝向所述螺母运动，所述摆动机构(10)根据所述摆动指令带动所述旋转夹爪(11)进行摆动，以使所述螺杆部对准所述螺纹口，所述旋转夹爪(11)根据所述旋转夹持指令夹持所述螺栓(12)旋转，以使所述螺栓(12)与所述螺母螺接。
2.根据权利要求1所述的钢结构螺栓紧固试验的控制系统，其特征在于：所述第一处理单元(4)包括：
第一处理子单元(41)，用于分别对所述第一偏差角度和所述第二偏差角度进行数据预处理，得到第一优化偏差角度和第二优化偏差角度；
第一运算子单元(42)，连接所述第一处理子单元(41)，用于将所述第一优化偏差角度和所述第二优化偏差角度带入预设的偏差角度计算公式中，得到所述第三偏差角度。
3.根据权利要求2所述的钢结构螺栓紧固试验的控制系统，其特征在于：所述偏差角度计算公式配置为：
D＝|D1-D2|；
其中，D用于表示所述第三偏差角度；
D1用于表示所述第一优化偏差角度；
D2用于表示所述第二优化偏差角度。
4.根据权利要求1所述的钢结构螺栓紧固试验的控制系统，其特征在于：所述第二处理单元(5)包括：
第二处理子单元(51)，用于将所述综合偏差角度和所述第三偏差角度进行数据预处理，得到优化综合偏差角度和第三优化偏差角度；
第二运算子单元(52)，连接所述第二处理子单元(51)，用于将所述优化综合偏差角度和所述第三优化偏差角度带入预设的偏差指数计算公式中，得到所述综合偏差指数。
5.根据权利要求4所述的钢结构螺栓紧固试验的控制系统，其特征在于：所述偏差指数计算公式配置为：
Figure FDA0003696421670000031
a+b＝1；
其中,S用于表示所述综合偏差指数；
a用于表示预设的第一常数，所述第一常数为正数；
b用于表示预设的第二常数，所述第二常数为正数；
K用于表示所述优化综合偏差角度；
T用于表示所述第三优化偏差角度。
6.根据权利要求1所述的钢结构螺栓紧固试验的控制系统，其特征在于：所述指令生成单元(6)包括：
比较子单元(61)，用于将所述综合偏差指数与预设的综合偏差阈值进行比较，得到一比较结果；
生成子单元(62)，连接所述比较子单元(61)，用于在所述比较结果表明所述综合偏差指数不小于所述综合偏差阈值时，根据所述综合偏差指数生成相应的所述横向移动指令、所述纵向移动指令、所述升降指令、所述旋转夹持指令和所述摆动指令；
以及在所述比较结果表明所述综合偏差指数小于所述综合偏差阈值时，生成一横向固定指令、一纵向固定指令、一升降固定指令、所述旋转夹持指令和一固定摆动指令，所述横向驱动机构(13)根据所述横向固定指令横向固定所述螺母，所述纵向驱动机构(8)根据所述纵向固定指令纵向固定所述升降机构(9)，所述升降机构(9)根据所述升降固定指令在竖直方向上固定所述摆动机构(10)，所述旋转夹爪(11)根据旋转夹持指令夹持所述螺栓(12)进行旋转，所述摆动机构(10)根据所述固定摆动指令固定所述旋转夹爪(11)。
7.根据权利要求1所述的钢结构螺栓紧固试验的控制系统，其特征在于：所述纵向驱动机构(8)包括限位导轨(81)、驱动电机(82)、丝杆(83)、滑动块(84)和限位板(85)；
所述限位导轨(81)和所述驱动电机(82)均横向固定在所述顶板(72)的下端面，所述驱动电机(82)的输出轴同轴连接所述丝杆(83)，所述滑动块(84)螺接在所述丝杆(83)上，所述滑动块(84)滑动套接在所述限位导轨(81)内，所述限位板(85)固定在所述导轨远离所述驱动电机(82)的一端，所述升降机构(9)固定在所述滑动块(84)的下端面。
8.根据权利要求1所述的钢结构螺栓紧固试验的控制系统，其特征在于：所述横向驱动机构(13)包括支撑平台(131)、液压缸(132)和夹持件(133)，所述支撑平台(131)固定在所述底板(71)的上端，所述液压缸(132)固定在所述支撑平台(131)的上端，所述夹持件(133)固定在所述液压杆的活塞杆上，所述夹持件(133)用于固定夹持所述螺母，所述液压缸(132)用于驱动所述夹持件(133)和所述螺母在所述支撑平台(131)上端水平移动。
9.根据权利要求1所述的钢结构螺栓紧固试验的控制系统，其特征在于：所述图像采集模块(1)为若干三维相机，各所述三维相机分别固定在所述顶板(72)的下端面和所述底板(71)的上端面，用于采集得到所述第一三维图像和所述第二三维图像。
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