螺栓位姿检测仪及螺栓位姿检测拧紧装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种螺栓位姿检测仪及螺栓位姿检测拧紧装置，其中，螺栓位姿检测拧紧装置包括多节旋转体、多个伸缩伺服杆、多个螺栓位姿检测仪和多个拧紧设备，多节旋转体包括中心柱和多个旋转环，多个旋转环套设在中心柱上且可绕中心柱的外周面旋转；多个伸缩伺服杆的一端分别一一对应地固定在多个旋转环的外周面上；多个用于检测和调整螺栓位姿的螺栓位姿检测仪和多个拧紧设备，部分伸缩伺服杆的另一端分别一一对应地与多个螺栓位姿检测仪固定，其余伸缩伺服杆的另一端分别一一对应地与多个拧紧设备固定。该装置能够满足任意轮盘类零件多位置螺栓的同时检测、调整和拧紧，装配质量和效率高。

Bolt Pose Detection Instrument and Bolt Pose Detection and Tightening Device

The invention discloses a bolt posture detection instrument and a bolt posture detection and tightening device, in which the bolt posture detection and tightening device comprises a plurality of rotating bodies, a plurality of telescopic servo rods, a plurality of bolt posture detection instruments and a plurality of tightening devices, a plurality of rotating bodies include a central column and a plurality of rotating rings, and a plurality of rotating rings are arranged on the central column and can rotate around the outer surface of the central column. One end of the telescopic servo rod is fixed on the peripheral surface of several rotating rings one by one, and the other end of the telescopic servo rod is fixed one by one with a number of bolt posture detectors and tightening devices for detecting and adjusting the bolt posture. The other end of the telescopic servo rod is tightened with a number of bolt posture detectors one by one, and the other end of the telescopic servo rod is tightened with a number of tightening devices one by one. Fixed. The device can detect, adjust and tighten the multi-position bolts of any wheel and disc parts at the same time, and the assembly quality and efficiency are high.

【技术实现步骤摘要】
螺栓位姿检测仪及螺栓位姿检测拧紧装置
本专利技术涉及轮盘类零件的螺栓装配
，尤其涉及一种螺栓位姿检测仪及螺栓位姿检测拧紧装置。
技术介绍
轮盘类零件的螺栓孔不仅数目众多且常呈现圆周密集非对称分布的特点，现有依靠X/Y轴伺服进给拧紧枪在装配轮盘类零件时由于操作难度大而导致装配效率低下。现有的车轮多轴拧紧装置由于结构复杂且各轴之间同步控制要求高，导致该装置不能满足各轴模块化和独立性的需求，装配对象限制在螺栓孔分布对称的轮盘范围内。现有的车轮多轴拧紧装置在线调整轴的灵活性差，通常为了满足一类零件装配，先调整螺栓位置并锁定，待到装配下一类型零件时，重新调整位置。对于自动拧紧装置而言，很少有对螺栓拧紧的位姿进行在线监测。螺栓的摆放位姿直接影响螺栓的装配质量。由于螺栓上料通常采用人工或机器辅助上料，难以保证螺栓轴线与拧紧轴轴线平行对齐，较小角度的偏差会造成螺栓装配的小倾角歪斜，该质量问题无法通过目前常用的位移-扭矩测量法识别检测，因此造成装配质量风险。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种螺栓位姿检测仪，实现对螺栓拧紧时的位姿进行在线监测和调整，提高螺栓的装配质量。本专利技术的另一个目的在于提出一种螺栓位姿检测拧紧装置，实现对螺栓拧紧时的位姿进行在线监测、调整和拧紧，提高螺栓装配质量和装配效率。根据本专利技术第一方面实施例的螺栓位姿检测仪，包括：升降杆，所述升降杆竖向设置且可做升降运动；可浮动调整头，所述可浮动调整头的上端与所述升降杆的底端球铰连接，以使所述可浮动调整头可沿任意角度方向做旋转运动；位姿检测片，所述位姿检测片的上表面固定在所述可浮动调整头的底端，所述位姿检测片的下表面上环向均匀布置有多个导电片，每一所述导电片上设有电流计，多个所述导电片按顺序编号。根据本专利技术第一方面实施例的螺栓位姿检测仪，在进行螺栓装配时，使螺栓位姿检测仪处在待测螺栓的正上方，升降杆匀速下降，使得位姿检测片的下表面缓慢接触待测螺栓的上表面，由于导电片可以将压力信号转换为电信号，电流计的电流值变化顺序直接反应导电片的接触顺序，利用空间几何关系可以获得螺栓位姿偏离正常位姿的空间角度。可浮动调整头根据空间角度对螺栓的位姿进行灵活调整，使得螺栓调整回正常位姿，从而提高螺栓装配的质量。根据本专利技术第一方面的一个实施例，还包括外筒壳，所述外筒壳用于支撑所述升降杆，所述升降杆沿所述外筒壳的轴向方向可升降地安装在所述外筒壳中。根据本专利技术第一方面的一个实施例，所述导电片为压敏传感器。根据本专利技术的一些实施例，所述螺栓位姿检测仪对螺栓装配位姿检测时，使所述螺栓位姿检测仪位于螺栓的正上方，所述升降杆以速度V匀速下降，待到所述导电片碰触到所述螺栓的螺帽表面，记录第一个显示电流值增大的电流计序号与时刻t1，所述升降杆继续匀速下降，记录最后一个显示电流值增大的电流计序号与时刻t2，所述螺栓的偏转角度按如下公式计算出：其中，d为螺栓的螺帽直径，θ为螺栓位姿偏转角。根据本专利技术第二方面实施例的螺栓位姿检测拧紧装置，包括：多节旋转体，所述多节旋转体包括中心柱和多个旋转环，多个所述旋转环套设在所述中心柱上且可绕所述中心柱的外周面旋转；多个伸缩伺服杆，多个所述伸缩伺服杆的一端分别一一对应地固定在多个所述旋转环的外周面上，且多个所述伸缩伺服杆在所述中心柱的径向投影平面上呈辐射状间隔分布；多个螺栓位姿检测仪和多个拧紧设备，所述螺栓位姿检测仪为如权利要求1-4中任意一项所述的螺栓位姿检测仪，部分所述伸缩伺服杆的另一端分别一一对应地与多个所述螺栓位姿检测仪固定，其余所述伸缩伺服杆的另一端分别一一对应地与多个所述拧紧设备固定，且所述螺栓位姿检测仪和所述拧紧设备在所述中心柱的径向投影平面上交错间隔分布。根据本专利技术第二方面实施例的螺栓位姿检测拧紧装置，具有如下的优点：第一、拧紧设备和螺栓位姿检测仪的位置可以灵活地在线调整，能够满足任意轮盘类零件多位置螺栓的同时检测、调整和拧紧，无需人工参与即可自动完成，提高了螺栓装配质量和装配效率。第二、位姿检测仪利用位姿检测片的导电片将螺栓的位置偏差用电流改变衡量，通过空间几何推断方法能够精确地计算微小角度的偏差，提高了位姿检测和调整的精度，从而有利于提高螺栓装配质量。根据本专利技术第二方面的一个实施例，所述多节旋转体还包括多个限制定位环，多个所述限制定位环套设固定在所述中心柱的外周面上，且分布在每一所述旋转环的两端端部处，以限制每一所述旋转环沿所述中心柱轴向移动。根据本专利技术第二方面进一步的实施例，每一所述限制定位环的外周面上沿环形方向间隔设有两个限制块，以限制位于相邻两个所述限制块之间的所述伸缩伺服杆的旋转运动范围。根据本专利技术第二方面再进一步的实施例，每一所述限制块均包括一个径向延伸的连接杆和一个轴向延伸的挡杆，其中，所述连接杆一端固定在所述限制定位环的外周面上，另一端固定在所述挡杆上，所述挡杆的杆长大于所述限制定位环的轴向长度。根据本专利技术第二方面的一个实施例，所述伸缩伺服杆包括固定杆筒和伸缩细杆，所述固定杆筒的一端固定在所述旋转环的外周面上，所述伸缩细杆的一端从所述固定杆筒的另一端伸入所述固定杆筒中，且所述伸缩细杆相对于所述固定杆筒可伸出和缩回，所述伸缩细杆的另一端与所述拧紧设备或所述螺栓位姿检测仪固定。根据本专利技术第二方面进一步的实施例，所述伸缩细杆的另一端与所述螺栓位姿检测仪的所述外壳筒固定。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术第一方面实施例的螺栓位姿检测仪的结构示意图。图2是本专利技术第一方面实施例的螺栓位姿检测仪中的位姿检测片的示意图。图3是本专利技术第一方面实施例的螺栓位姿检测仪的工作流程示意。图4是本专利技术第一方面实施例的螺栓位姿检测仪的待测螺栓图5是本专利技术第二方面实施例的螺栓位姿检测拧紧装置的结构示意图。图6是本专利技术第二方面实施例的螺栓位姿检测拧紧装置中多节旋转体和伸缩伺服杆的装配示意图。图7是本专利技术第二方面实施例的螺栓位姿检测拧紧装置中限制定位环的结构示意图。附图标记：螺栓位姿检测仪100升降杆1可浮动调整头2位姿检测片3导电片31外筒壳4螺栓位姿检测拧紧装置200多节旋转体5中心柱51旋转环52限制定位环53限制块531连接杆5311挡杆5312伸缩伺服杆6固定杆筒61伸缩细杆62拧紧设备7具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参考图1至图4来描述根据本专利技术第一方面实施例的螺栓位姿检测仪100。如图1和图2所示，根据本专利技术第一方面实施例的螺栓位姿检测仪100，包括升降杆1、可浮动调整头2和位姿检测片3。其中，升降杆1竖向设置且可做升降运动；可浮动调整头2的上端与升降杆1的底端球铰连接，以使可浮动调整头2可沿任意角度方向做旋转运动；位姿检测片3的上表面固定在可浮动调整头2的底端，位姿检测片3的下表面上环向均匀布置有多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺栓位姿检测仪，其特征在于，包括：升降杆，所述升降杆竖向设置且可做升降运动；可浮动调整头，所述可浮动调整头的上端与所述升降杆的底端球铰连接，以使所述可浮动调整头可沿任意角度方向做旋转运动；位姿检测片，所述位姿检测片的上表面固定在所述可浮动调整头的底端，所述位姿检测片的下表面上环向均匀布置有多个导电片，每一所述导电片上设有电流计，多个所述导电片按顺序编号。

【技术特征摘要】
1.一种螺栓位姿检测仪，其特征在于，包括：升降杆，所述升降杆竖向设置且可做升降运动；可浮动调整头，所述可浮动调整头的上端与所述升降杆的底端球铰连接，以使所述可浮动调整头可沿任意角度方向做旋转运动；位姿检测片，所述位姿检测片的上表面固定在所述可浮动调整头的底端，所述位姿检测片的下表面上环向均匀布置有多个导电片，每一所述导电片上设有电流计，多个所述导电片按顺序编号。2.根据权利要求1所述的螺栓位姿检测仪，其特征在于，还包括：外筒壳，所述外筒壳用于支撑所述升降杆，所述升降杆沿所述外筒壳的轴向方向可升降地安装在所述外筒壳中。3.根据权利要求1所述的螺栓位姿检测仪，其特征在于，所述导电片为压敏传感器。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的螺栓位姿检测仪，其特征在于，所述螺栓位姿检测仪对螺栓装配位姿检测时，使所述螺栓位姿检测仪位于螺栓的正上方，所述升降杆以速度V匀速下降，待到所述导电片碰触到所述螺栓的螺帽表面，记录第一个显示电流值增大的电流计序号与时刻t1，所述升降杆继续匀速下降，记录最后一个显示电流值增大的电流计序号与时刻t2，所述螺栓的偏转角度按如下公式计算出：其中，d为螺栓的螺帽直径，θ为螺栓位姿偏转角。5.一种螺栓位姿检测拧紧装置，其特征在于，包括：多节旋转体，所述多节旋转体包括中心柱和多个旋转环，多个所述旋转环套设在所述中心柱上且可绕所述中心柱的外周面旋转；多个伸缩伺服杆，多个所述伸缩伺服杆的一端分别一一对应地固定在多个所述旋转环的外周面上，且多个所述伸缩伺服杆在所述中心柱的径向投影平面上呈辐射状间隔分布；多个螺栓位姿检测仪和多个拧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建富，冯平法，罗文涛，吴志军，郁鼎文，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11