專利名稱：一種用于飛機機翼對接的多自由度可調整裝配平臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可調整裝配平臺，特別涉及一種用于飛機機翼對接的多自由度可
調整裝配平臺，屬于飛機裝配設備技術領域。 背景技術：
航空工業是國家經濟和國防建設的戰略性生產產業，飛機制造具有結構尺寸大、 零件形狀復雜且種類繁多、氣動外形及加工精度高等特點，必須使用大量的裝配型架來保 證裝配質量。飛機產品的最終品質在很大程度上取決于裝配的質量，這是飛機制造區別于 一般機械制造最顯著的特點。在飛機制造過程中，裝配和安裝工作在飛機制造中占有極其 重要的地位，其勞動量占整個飛機制造總勞動量的(50-60) % ;而且裝配和安裝工作的機械 化和自動化程度相對比較低，手工游動比重大，生產率低。同時，飛機裝配是一項復雜的系 統工程，協作面廣、管理困難。總之飛機的裝配和安裝工作不僅勞動量大、協作困難、而且質 量要求高、技術難度大，是飛機過程中最為關鍵的一個環節。因此，提高飛機裝配和安裝的 技術水平，對縮短產品的制造周期、提高產品的質量有非常重要的作用，在飛機研制和生產 過程中具有重大的意義。 目前，我國飛機裝配整體設計制造水平落后，飛機裝配仍采用手工作業或人工控 制，精度和效率較低。低效的傳統飛機裝配技術已成為制約我國飛機快速研制的巨大障礙， 成為我國航空制造業亟待解決的問題。 我國飛機裝配業與國外相比有著很大的差距，因此重點解決飛機的自動化裝配技 術成為我國飛機制造業能否趕上國外飛機制造水平的重要因素。 柔性設計的基本思想是在裝配設備中采用可以快速調整的機構，以滿足不同裝配 對象的裝配要求。其優點是在飛機機構設計的同時就可以進行工裝設計，工裝的部分結構 獨立于產品數據，這樣設計裝配平臺的時候的一個基本思路就是改變傳統的工裝結構，將 其劃分為獨立于產品數據或只需要基本數據的標準結構和依賴于最終產品數據的專用結 構兩部分。專用件一般尺寸較小，設計、加工周期很短，并且不需要專門的大型加工設備。而 標準機構尺寸大，結構復雜，往往需要專用大型加工設備，其實際制造周期長。標準結構的 設計不需要最終產品數據或只需要一些基本數據，因此在飛機產品設計的初期就可以進行 設計制造，當產品的最終設計完成后，只需很短的時間久可以完成專用結構的設計制造，而 且標準結構和專用結構不需要專用的安裝工具，裝配周期非常短。 因此，設計一種具有良好柔性，裝配周期短，占地面積小的飛機裝配設備，成為飛 機制造業需要重點攻克的難題。
發明內容
1、目的本發明的目的在于提供一種用于飛機機翼對接的多自由度可調整裝配 平臺，它是一種結構簡單，占地面積小，設計安裝周期短的柔性裝配平臺，從而能夠快速，安 全，精度和效率都較高的實現飛機機翼對接和柔性裝配。
2、技術方案為解決上述難題采用的技術方案是
本發明一種用于飛機機翼對接的多自由度可調整裝配平臺，它是由夾具部分，橫
向運動機構，縱向及轉動機構三個部分構成。這三部分之間的位置、連接關系是 夾具部分安裝在橫向運動機構中的夾具固定板上。橫向運動機構中的夾具安裝板
下方是縱向及轉動機構。縱向及轉動機構的縱向運動支座、縱向固定支座與橫向運動機構
中的夾具安裝板連接。轉動機構的裝配平臺固定板以螺紋孔和螺釘的配合形式緊固在底座
37上。 所述夾具部分是根據飛機機翼的具體形狀而特制，其上自帶多自由度的調整機 構，該調整機構由高度方向升降臺60，旋轉平臺61，以及傾斜臺62組成。高度方向升降臺 60在最下方，旋轉平臺61安裝于高度升降臺的上方，傾斜臺62在旋轉平臺的上方。該高 度方向升降臺60是由兩個空心圓柱套筒即小圓柱套筒63以及大圓柱套筒64組成，小圓柱 套筒63的外壁與大圓柱套筒64的內壁相接觸，小圓柱套63筒底部固定在夾具固定板上。 當外載電機給予大圓柱套筒64動力時，大圓柱套筒64可以沿著軸向方向運動；該旋轉平臺 61是由方形固定塊65，圓形轉動盤66以及轉動中心軸67構成，方形固定塊65緊固在高度 方向升降臺60上，轉動中心軸67則緊固在方形固定塊65中，圓形轉動盤66套在轉動中心 軸67外側，且位于方形固定塊65上方。外載電機驅動圓形轉動盤66繞著轉動中心軸67 旋轉；該傾斜臺62是凸形圓弧件69和凹形圓弧件68構成，凹形圓弧件68的平面緊固在旋 轉平臺61的選型轉動盤上(市購)。通過外載電機對凸形圓弧件69施加動力，使其沿著凹 形圓弧件68內側運動進而可以實現平面的傾斜；由三個平臺的綜合運動可以保證夾持機 翼的夾具實現多自由度的調整。 所述縱向及轉動機構是包括前側裝配平臺固定板28，前側左翼縱向絲桿26，前側 右翼縱向運動固定支座24，左翼縱向滑軌45，前側右翼縱向機構小滑軌14，前側左翼縱向 絲桿滑塊32，前側左翼縱向絲桿外套31，前側左翼縱向主動運動滑塊33，前側左翼縱向運 動支座30，前側左翼球形軸承46，前側左翼連接桿47，左翼縱向滑軌45，前側右翼縱向滑軌 滑塊41，前側右翼縱向運動支座16，前側右翼連接桿40，前側右翼球形軸承44，后側左翼縱 向絲桿滑塊35，右翼縱向滑軌42，右翼縱向滑軌固定板43，后側左翼縱向運動支座52，后側 左翼縱向機構小滑軌53等零件組成。它們之間的位置連接關系是前側左翼縱向絲桿26嵌 入前側裝配平臺固定板28中。前側左翼縱向絲桿26外圍套著前側左翼縱向絲桿外套31， 前側左翼縱向絲桿外套31與前側左翼縱向絲桿滑塊32相連，前側左翼縱向絲桿滑塊32與 前側左翼縱向主動運動滑塊33相連。同樣的后側左翼縱向絲桿滑塊35也按照上述方式與 后側左翼縱向絲桿38相連。而前側左翼縱向主動運動滑塊33安裝于左翼縱向滑軌45上， 左翼縱向滑軌45以螺栓配合安裝于左翼縱向滑軌固定板27，左翼縱向滑軌固定板27以螺 栓配合形勢安裝在底座37上。同樣右翼縱向滑軌42安裝于右翼縱向滑軌固定板43上，右 翼縱向滑軌固定板43也以上述方式安裝于底座37上。前側右翼縱向運動固定支座24的 下方是前側左側連接桿47，前側左翼連接桿47—端伸入前側右翼縱向運動固定支座24中， 另一端伸入前側左翼球形軸承46中。前側左翼球形軸承46則嵌入到前側左翼縱向從動滑 軌滑塊29內。上述3個零件構成了縱向及轉動機構的一種運動副，這種運動副在此機構中 有兩個。另一個是后側左翼縱向運動支座52與后側左翼縱向主動滑軌滑塊36之間也是這 種連接方式。另外前側右翼縱向運動支座16下方是前側右翼連接桿40，前側右翼連接桿40 一端嵌入到前側右翼縱向運動支座16，另一端嵌入前側右翼球形軸承44中，而前側右 球形軸承44則固定在前側右翼縱向滑軌滑塊41內。上述三個零件構成了另外一種運動副， 此運動副在縱向及轉動機構中共有六個。四根縱向絲桿即前側左翼縱向絲桿26，后側左翼 縱向絲桿38，后側右翼縱向絲桿55，前側右翼縱向絲桿58。四根縱向絲桿都與外載電機相 連于預定位置。例如，與前側左翼縱向絲桿26的與相連的電機置前側裝配平臺固定板28， 其余的與三根縱向絲桿的相連的外載電機也安裝在相應的地方。外載電機驅動縱向絲桿轉 動，通過縱向絲桿的轉動，帶動縱向絲桿滑塊的移動，進而帶動固定在運動支座和固定支座 上的夾具固定板做縱向方向的運動。另外轉動的實現方式，以后側夾具安裝板23為例，當 后側左翼縱向絲桿38上的外載電機提供動力，而后側右翼縱向絲桿55上的外載電機沒有 提供動力，那么后側左翼縱向絲桿38的后側左翼縱向主動滑軌滑塊36具有運動的趨勢。而 后側右翼縱向絲桿55上的后側右翼縱向主動滑軌滑塊56沒有運動的趨勢，另外后側左翼 縱向主動滑軌滑塊36與后側右翼縱向主動滑軌滑塊56的上方是后側夾具安裝板23.所以 兩者必須同時運動，導致的結果就是后側夾具安裝板23以后側右翼縱向運動固定支座54 為軸做旋轉運動，后側右翼縱向運動固定支座54的下方是球形軸承。所以后側夾具安裝板 23可以旋轉一定的角度。該機構位于橫向運動機構的下方，裝配平臺底座的上方。用于實 現機翼的整體轉動，要求裝配平臺不動的條件下，機翼能整體在一定角度內轉動。在機翼自 身裝配完畢后，可以方便的實現機翼與機身的整體對接。容易實現后續的工裝。
所述橫向運動機構是包括絲桿固定板l，銷釘2，前側夾具安裝板3，橫向運動大滑 軌4，電機皮帶輪5，皮帶輪固定板6，橫向運動大絲桿15， 1號夾具連接板25， 1號夾具平移 小絲桿固定板48，偏心輪49， 1號夾具平移小絲桿50， 1號夾具固定板51，夾具橫向平移滑 塊ll，滑塊皮帶輪IO，橫向絲桿外套12，2號夾具皮帶輪固定板17，2號夾具皮帶輪18 ;2號 夾具連接板19， 2號夾具固定板20， 2號夾具平移小絲桿21， 2號夾具平移小絲桿固定板22 等零件組成。它們之間的位置連接關系是橫向運動大絲桿15用銷釘2固定在絲桿固定板 1上，保證橫向運動大絲桿15在軸上橫向方向上不會發生位移，同時絲桿固定板1也固定 了前側夾具安裝板3。前側夾具安裝板3上安裝有兩根橫向運動大滑軌4，橫向運動大滑軌 4上安裝1號夾具連接板25， 1號夾具連接板25上方安裝1號夾具平移小絲桿固定板48， 1 號夾具平移小絲桿固定板48內部嵌入1號夾具平移小絲桿50。另外1號夾具平移小絲桿 50外端連接偏心輪49，同時1號夾具連接板25的一端安裝電機皮帶輪5和皮帶輪固定板 6，電機皮帶輪5與滑塊皮帶輪10以皮帶的形式配合安裝。滑塊皮帶輪10與夾具橫向平移 滑塊11和橫向絲桿外套12相連接。其中電機皮帶輪5，皮帶輪固定板6， 1號夾具平移小絲 桿固定板48，偏心輪49， 1號夾具平移小絲桿50， 1號夾具固定板51，夾具橫向平移滑塊11， 滑塊皮帶輪IO，橫向絲桿外套12構成了夾具獨立運動的機構，這個夾具獨立的機構在此裝 配平臺共有四個，其中三個安裝在前側夾具安裝板3上，另外一個安裝在后側夾具安裝板 23上，即2號夾具皮帶輪固定板17 ;2號夾具的皮帶輪18 ;2號夾具連接板19 ;2號夾具固 定板20 ;2號夾具平移小絲桿21 ;2號夾具平移小絲桿固定板22 ;，在前側夾具安裝板上3 和后側夾具安裝23上均有兩根和橫向運動大滑軌4 一樣的滑軌。另外在后側夾具安裝板 23外側有一根與橫向運動大絲桿15 —樣的絲桿。橫向運動機構中主要的運動形式是滾珠 絲桿運動以及滑軌滑塊運動，滾珠絲桿裝置用于提供運動的驅動力以及限定運動方向，而 滑軌裝置主要是限定運動方向以及減小運動阻力的作用，本設備中的滾珠絲桿裝置不同于 其他的以往的滾珠絲桿裝置，本裝配平臺中所采用的絲桿固定不動，而將獨立的外載電機安裝在電機皮帶輪5的后方，經由外載電機提供的動力使電機皮帶輪5產生旋轉運動通過 皮帶的傳遞使滑塊皮帶輪10也產生相應的旋轉，滑塊皮帶輪10帶動了橫向絲桿外套12的 旋轉，由于橫向運動大絲桿15固定不動，所以在橫向絲桿外套12與橫向運動大絲桿15之 間便產生了相對運動，導致了橫向絲桿外套12帶動夾具橫向平移滑塊11沿著橫向運動大 絲桿15做直線運動。另外通過手動調節偏心輪49，使與其相連的夾具平移小絲桿50產生 旋轉進而使1號夾具固定板51在夾具平移小絲桿50和1號夾具平移小絲桿固定板48中 滑軌的共同作用下，使夾具沿著縱向方向做直線運動。進而實現每個夾具的獨立縱向移動。 橫向運動機構位于縱向及轉動機構的上方，保證了在不同的旋轉角度下，平移運動依然可 以實現。總之，該機構用于實現各夾具整體的移動，每個夾具都有獨立的運動驅動裝置，都 可以獨立的運動。 簡要工作流程1號夾具7， 3號夾具9， 4號夾具13夾持各自的零件，由于每個夾具 都有獨立的運動裝置，每個夾具都可以按照零件的裝配要求，做橫向運動，待運動到需要安 裝的地點。將需要的裝配部位對接完畢，然后進行安裝，裝完這些零件后，1號夾具7， 3號夾 具9，4號夾具13固定不動，剩余的零件由2號夾具8夾持，通過其下方的橫向運動機構運 動與后側夾具安裝板23下的縱向的運動機構將待裝配零件運動的待裝配地點，進行裝配。
3、優點及功效本發明一種用于飛機機翼對接的多自由度可調整裝配平臺，它與 現有技術比較其特點是它是一種結構簡單，占地面積小，設計安裝周期短的柔性裝配平 臺，從而能夠快速，安全，精度和效率都較高的實現飛機機翼對接和柔性裝配。
圖1用于飛機機翼對接的多自由度可調整裝配平臺的主視圖 圖2用于飛機機翼對接的多自由度可調整裝配平臺的左視圖 圖3裝配平臺縱向及轉動機構的示意圖 圖4裝配平臺的橫向運動機構示意圖 圖51號夾具結構示意圖(a主視圖；b剖視圖) 圖中符號說明如下 1絲桿固定板；2銷釘；3前側夾具安裝板；4橫向運動大滑軌；5電機皮帶輪；6皮 帶輪固定板；7 l號夾具；8 2號夾具；9 3號夾具；10滑塊皮帶輪；11夾具橫向平移滑塊； 12橫向絲桿外套；13 4號夾具；14前側右翼縱向機構小滑軌；15橫向運動大絲桿；16前側 右翼縱向運動支座；17 2號夾具皮帶輪固定板；18 2號夾具皮帶輪；19 2號夾具連接板； 20 2號夾具固定板；21 2號夾具平移小絲桿；22 2號夾具平移小絲桿固定板；23后側夾具 安裝板；24前側右翼縱向運動固定支座；251號夾具連接板；26前側左翼縱向絲桿；27左 翼縱向滑軌固定板；28前側裝配平臺固定板；29前側左翼縱向從動滑軌滑塊；30前側左翼 縱向運動支座；31前側左翼縱向絲桿外套；32前側左翼縱向絲桿滑塊；33前側左翼縱向主 動運動滑塊；34后側左翼縱向絲桿外套；35后側左翼縱向絲桿滑塊；36后側左翼縱向主動 滑軌滑塊；37底座；38后側左翼縱向絲桿；39后側裝配平臺固定板；40前側右翼連接桿；
41前側右翼縱向滑軌滑塊；42右翼縱向滑軌；43右翼縱向滑軌固定板；44前側右翼球形軸 承；45左翼縱向滑軌；46前側左翼球形軸承；47前側左翼連接桿；48 1號夾具平移小絲桿 固定板；49偏心輪；50 1號夾具平移小絲桿；51 1號夾具固定板；52后側左翼縱向運動支座；53后側左翼縱向機構小滑軌；54后側右翼縱向運動固定支座；55后側右翼縱向絲桿；56后側右翼縱向主動滑軌滑塊；57前側右翼縱向主動滑軌滑塊；58前側右翼縱向絲桿；59前側左翼縱向機構小滑軌；60高度方向升降臺；61旋轉平臺；62傾斜臺；63小圓柱套筒；64大圓柱套筒；65方形固定塊；66圓形轉動盤；67轉動中心軸；68凹形圓弧件；69凸形圓弧件。
具體實施例方式
本發明一種用于飛機機翼對接的多自由度可調整裝配平臺，它是由夾具部分，橫向運動機構，縱向運動機構及轉動機構三個部分構成 夾具部分安裝在橫向運動機構中的夾具固定板上。橫向運動機構中的夾具安裝板下方是縱向及轉動機構。縱向及轉動機構的縱向運動支座、縱向固定支座與橫向運動機構中的夾具安裝板連接。轉動機構的裝配平臺固定板以螺紋孔和螺釘的配合形式緊固在底座37上。 夾具部分安裝在橫向運動機構中的夾具固定板上。橫向運動機構中的夾具安裝板下方是縱向及轉動機構。縱向及轉動機構的縱向運動支座、縱向固定支座與橫向運動機構中的夾具安裝板連接。轉動機構的裝配平臺固定板以螺紋孔和螺釘的配合形式緊固在底座37上。 所述夾具部分是根據飛機機翼的具體形狀而特別制作的，其上自帶多自由度的調整機構；裝配平臺具有良好的柔性，能實現各類機翼的工裝，由于機翼的多樣性，所以柔性裝配平臺能按照不同型號的機翼來調整夾具的姿態。夾持手根據飛機具體形狀根據飛機定制，不屬于裝配平臺的設計范圍內。該調整機構由高度方向升降臺60，旋轉平臺61，以及傾斜臺62組成。高度方向升降臺60在最下方，旋轉平臺61安裝于高度升降臺的上方，傾斜臺62在旋轉平臺的上方。該高度方向升降臺60是由兩個空心圓柱套筒即小圓柱套筒63以及大圓柱套筒64組成，小圓柱套筒63的外壁與大圓柱套筒64的內壁相接觸，小圓柱套63筒底部固定在夾具固定板上。當外載電機給予大圓柱套筒64動力時，大圓柱套筒64可以沿著軸向方向運動；該旋轉平臺61是由方形固定塊65，圓形轉動盤66以及轉動中心軸67構成，方形固定塊65緊固在高度方向升降臺60上，轉動中心軸67則緊固在方形固定塊65中，圓形轉動盤66套在轉動中心軸67外側，且位于方形固定塊65上方。外載電機驅動圓形轉動盤66繞著轉動中心軸67旋轉；該傾斜臺62是凸形圓弧件69和凹形圓弧件68構成，凹形圓弧件68的平面緊固在旋轉平臺61的選型轉動盤上。通過外載電機對凸形圓弧件69施加動力，使其沿著凹形圓弧件68內側運動進而可以實現平面的傾斜；由三個平臺的綜合運動可以保證夾持機翼的夾具實現多自由度的調整。 所述縱向及轉動機構是包括前側裝配平臺固定板28，前側左翼縱向絲桿26，前側右翼縱向運動固定支座24，左翼縱向滑軌45，前側右翼縱向機構小滑軌14，前側左翼縱向絲桿滑塊32，前側左翼縱向絲桿外套31，前側左翼縱向主動運動滑塊33，前側左翼縱向運動支座30，前側左翼球形軸承46，前側左翼連接桿47，左翼縱向滑軌45，前側右翼縱向滑軌滑塊41，前側右翼縱向運動支座16，前側右翼連接桿40，前側右翼球形軸承44，后側左翼縱向絲桿滑塊35，右翼縱向滑軌42，右翼縱向滑軌固定板43，后側左翼縱向運動支座52，后側左翼縱向機構小滑軌53等零件組成。它們之間的位置連接關系是前側左翼縱向絲桿26嵌入前側裝配平臺固定板28中。前側左翼縱向絲桿26外圍套著前側左翼縱向絲桿外套31，前側左翼縱向絲桿外套31與前側左翼縱向絲桿滑塊32相連，前側左翼縱向絲桿滑塊32與前側左翼縱向主動運動滑塊33相連。同樣的后側左翼縱向絲桿滑塊35也按照上述方式與后側左翼縱向絲桿38相連。而前側左翼縱向主動運動滑塊33安裝于左翼縱向滑軌45上，左翼縱向滑軌45以螺栓配合安裝于左翼縱向滑軌固定板27，左翼縱向滑軌固定板27以螺栓配合形勢安裝在底座37上。同樣右翼縱向滑軌42安裝于右翼縱向滑軌固定板43上，右翼縱向滑軌固定板43也以上述方式安裝于底座37上。前側右翼縱向運動固定支座24的下方是前側左側連接桿47，前側左翼連接桿47—端伸入前側右翼縱向運動固定支座24中，另一端伸入前側左翼球形軸承46中。前側左翼球形軸承46則嵌入到前側左翼縱向從動滑軌滑塊29內。上述3個零件構成了縱向及轉動機構的一種運動副，這種運動副在此機構中有兩個。另一個是后側左翼縱向運動支座52與后側左翼縱向主動滑軌滑塊36之間也是這種連接方式。另外前側右翼縱向運動支座16下方是前側右翼連接桿40，前側右翼連接桿40一端嵌入到前側右翼縱向運動支座16，另一端嵌入前側右翼球形軸承44中，而前側右翼球形軸承44則固定在前側右翼縱向滑軌滑塊41內。上述三個零件構成了另外一種運動副，此運動副在縱向及轉動機構中共有六個。四根縱向絲桿即前側左翼縱向絲桿26，后側左翼縱向絲桿38，后側右翼縱向絲桿55，前側右翼縱向絲桿58。四根縱向絲桿都與外載電機相連于預定位置。例如，與前側左翼縱向絲桿26的與相連的電機置前側裝配平臺固定板28，其余的與三根縱向絲桿的相連的外載電機也安裝在相應的地方。外載電機驅動縱向絲桿轉動，通過縱向絲桿的轉動，帶動縱向絲桿滑塊的移動，進而帶動固定在運動支座和固定支座上的夾具固定板做縱向方向的運動。另外轉動的實現方式，以后側夾具安裝板23為例，當后側左翼縱向絲桿38上的外載電機提供動力，而后側右翼縱向絲桿55上的外載電機沒有提供動力，那么后側左翼縱向絲桿38的后側左翼縱向主動滑軌滑塊36具有運動的趨勢。而后側右翼縱向絲桿55上的后側右翼縱向主動滑軌滑塊56沒有運動的趨勢，另外后側左翼縱向主動滑軌滑塊36與后側右翼縱向主動滑軌滑塊56的上方是后側夾具安裝板23.所以兩者必須同時運動，導致的結果就是后側夾具安裝板23以后側右翼縱向運動固定支座54為軸做旋轉運動，后側右翼縱向運動固定支座54的下方是球形軸承。所以后側夾具安裝板23可以旋轉一定的角度。該機構位于橫向運動機構的下方，裝配平臺底座的上方。用于實現機翼的整體轉動，要求裝配平臺不動的條件下，機翼能整體在一定角度內轉動。在機翼自身裝配完畢后，可以方便的實現機翼與機身的整體對接。容易實現后續的工裝。
所述橫向運動機構是包括絲桿固定板l，銷釘2，前側夾具安裝板3，橫向運動大滑軌4，電機皮帶輪5，皮帶輪固定板6，橫向運動大絲桿15， 1號夾具連接板25， 1號夾具平移小絲桿固定板48，偏心輪49， 1號夾具平移小絲桿50， 1號夾具固定板51，夾具橫向平移滑塊ll，滑塊皮帶輪IO，橫向絲桿外套12，2號夾具皮帶輪固定板17，2號夾具皮帶輪18 ;2號夾具連接板19， 2號夾具固定板20， 2號夾具平移小絲桿21， 2號夾具平移小絲桿固定板22等零件組成。它們之間的位置連接關系是橫向運動大絲桿15用銷釘2固定在絲桿固定板1上，保證橫向運動大絲桿15在軸上橫向方向上不會發生位移，同時絲桿固定板1也固定了前側夾具安裝板3。前側夾具安裝板3上安裝有兩根橫向運動大滑軌4，橫向運動大滑軌4上安裝1號夾具連接板25， 1號夾具連接板25上方安裝1號夾具平移小絲桿固定板48， 1號夾具平移小絲桿固定板48內部嵌入1號夾具平移小絲桿50。另外1號夾具平移小絲桿
1050外端連接偏心輪49，同時1號夾具連接板25的一端安裝電機皮帶輪5和皮帶輪固定板6，電機皮帶輪5與滑塊皮帶輪10以皮帶的形式配合安裝。滑塊皮帶輪10與夾具橫向平移滑塊11和橫向絲桿外套12相連接。其中電機皮帶輪5，皮帶輪固定板6，1號夾具平移小絲桿固定板48，偏心輪49， 1號夾具平移小絲桿50， 1號夾具固定板51，夾具橫向平移滑塊11，滑塊皮帶輪IO，橫向絲桿外套12構成了夾具獨立運動的機構，這個夾具獨立的機構在此裝配平臺共有四個，其中三個安裝在前側夾具安裝板3上，另外一個安裝在后側夾具安裝板23上，即2號夾具皮帶輪固定板17 ;2號夾具的皮帶輪18 ;2號夾具連接板19 ;2號夾具固定板20 ;2號夾具平移小絲桿21 ;2號夾具平移小絲桿固定板22 ;，在前側夾具安裝板上3和后側夾具安裝23上均有兩根和橫向運動大滑軌4 一樣的滑軌。另外在后側夾具安裝板23外側有一根與橫向運動大絲桿15—樣的絲桿。橫向運動機構中主要的運動形式是滾珠絲桿運動以及滑軌滑塊運動，滾珠絲桿裝置用于提供運動的驅動力以及限定運動方向，而滑軌裝置主要是限定運動方向以及減小運動阻力的作用，本設備中的滾珠絲桿裝置不同于其他的以往的滾珠絲桿裝置，本裝配平臺中所采用的絲桿固定不動，而將獨立的外載電機安裝在電機皮帶輪5的后方，經由外載電機提供的動力使電機皮帶輪5產生旋轉運動通過皮帶的傳遞使滑塊皮帶輪10也產生相應的旋轉，滑塊皮帶輪10帶動了橫向絲桿外套12的旋轉，由于橫向運動大絲桿15固定不動，所以在橫向絲桿外套12與橫向運動大絲桿15之間便產生了相對運動，導致了橫向絲桿外套12帶動夾具橫向平移滑塊11沿著橫向運動大絲桿15做直線運動。另外通過手動調節偏心輪49，使與其相連的夾具平移小絲桿50產生旋轉進而使1號夾具固定板51在夾具平移小絲桿50和1號夾具平移小絲桿固定板48中滑軌的共同作用下，使夾具沿著縱向方向做直線運動。進而實現每個夾具的獨立縱向移動。橫向運動機構位于縱向及轉動機構的上方，保證了在不同的旋轉角度下，平移運動依然可以實現。總之，該機構用于實現各夾具整體的移動，每個夾具都有獨立的運動驅動裝置，都可以獨立的運動。 下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明
見圖1和圖2和圖4，圖1為用于飛機機翼對接的多自由度可調整柔性裝配平臺的結構示意圖；圖2是圖1的左視圖；圖4是裝配平臺的橫向運動機構示意圖。
首先根據機翼的形狀，安裝專用的機翼夾具。然后根據機翼自身的安裝特點，l號夾具7， 3號夾具9， 4號夾具13移動到指定的安裝地點。每個夾具都可以獨立的運動，并且可以沿著裝配平臺的寬度和長度方向進行自由移動。比如1號夾具7固定在1號夾具固定板51上，而1號夾具固定板51和1號夾具平移小絲桿50屬于滾珠絲杠機構。在其外部有個小型偏心輪49，當轉動偏心輪49的時候，1號夾具平移小絲桿50絲桿產生旋轉，推動1號夾具固定板51沿著1號夾具平移小絲桿50方向平移。從而調整夾具在縱向方向的位置。當需要1號夾具7沿著橫向方向進行移動的時候，與電機皮帶輪5相連的外載電機提供動力驅動。使電機皮帶輪5產生轉動，同時電機皮帶輪5上的皮帶開始進行運動傳遞，使滑塊皮帶輪10開始運動。滑塊皮帶輪10帶動橫向絲桿外套12發生旋轉，從而在其與橫向運動大絲桿15產生了相對運動，由于橫向運動大絲桿15被絲桿固定板1和銷釘2緊固，不會產生任何方向的運動，所以橫向絲桿外套12帶動夾具橫向平移滑塊11可以沿著橫向運動大絲桿15做平移。夾具橫向平移滑塊11通過1號夾具連接板25與1號夾具固定板51相連。從而帶動了 l號夾具7的橫向的移動。由于橫向運動大絲桿15的固定不動，并不會導致其他3號夾具9和4號夾具13的運動，實現了各個多個夾具的獨立運動，同時1號夾具7， 3號夾具9，4號夾具13又共同安裝于橫向運動大絲桿15上，節省了運動空間，同時由于采用滾珠絲桿軸承動而絲桿不動的設計原理，可以方便的進行擴展，比如根據實際情況可以進行滑臺的增減，只需要安裝或拆卸滑臺及其動力裝置，就可以實現。另外由于采用了皮帶傳送機構，皮帶不僅作為動力傳送機構，而且由于皮帶的繃緊，提供給滑塊皮帶輪10，夾具橫向平移滑塊11和橫向絲桿外套12向上的拉力，這樣還可以減少這個機構對橫向平移大絲桿15的壓力，保證了橫向平移大絲桿15不會產生彎曲變形的現象。也降低了橫向平移大絲桿15的強度和剛度要求。 當1號夾具7，3號夾具9，4號夾具13及安裝的夾具夾緊已經裝備好的工件后。2號夾具8夾持待安裝的工件，在安裝于2號夾具皮帶輪固定板17的2號夾具皮帶輪18的帶動下，按照上述的橫向運動方式，運動到安裝位置的指定橫向位置。另外在2號夾具固定板20，2號夾具平移小絲桿21，2號夾具平移小絲桿固定板22的共同作用線實現縱向方向的微調，進而夾持零件。與后側左翼縱向絲桿38相連的外載電機帶動后側左翼縱向絲桿38產生轉動，使后側左翼縱向絲桿外套34產生沿著后側左翼縱向絲桿38方向的平移，通過后側左翼縱向絲桿外套34的運動帶動后側左翼縱向主動滑軌滑塊36的運動，另外后側右翼縱向主動滑軌滑塊56在后側右翼縱向絲桿55的轉動作用下做相同方向的運動。后側左翼縱向主動滑軌滑塊36、后側右翼縱向主動滑軌滑塊56與后側夾具安裝板23相連，進而帶動后側夾具安裝板23產生沿著安裝于右翼縱向滑軌固定板43的右翼縱向滑軌42做縱向方向的前進移動。使待加工的工件能平穩快速的運動到安裝地點，當加工完畢后。與后側左翼縱向絲桿38相連的外載電機提供動力，讓后側左翼縱向絲桿38產生反方向旋轉，使后側左翼縱向主動滑軌滑塊36做縱向方向的后退移動。后側右翼縱向主動滑軌滑塊56在后側右翼縱向絲桿55的轉動作用下做相同方向的運動。后側左翼縱向絲桿38與后側右翼縱向絲桿55的反向旋轉，使兩個滑塊即前側左翼縱向主動運動滑塊33和前側右翼縱向主動滑軌滑塊57做反方向的后退平移，這樣就使后側夾具安裝板23返回到初始位置，從而進行下一個工件的安裝。 根據零件的工裝要求，上述過程需多次反復運行，從而裝配完成整個機翼。 由于飛機機翼的不規則性，本裝配平臺具有良好的柔性，所以為了防止在機翼裝
配過程中有不規則的安裝方式，即在安裝的時候某些零件以與平臺傾斜一度角度的方式進
行裝配，所以裝配平臺開發了旋轉功能，以便滿足不同機翼安裝過程的需要。 同時，機翼的裝備完畢后，需要機翼與機身的工作，為了節省工裝時間，減少工裝
步驟，節約勞動力，方便后續工裝的進行，本發明說設計的機翼裝配平臺帶有轉動功能，可
在不移動裝配平臺的基礎上，通過平臺自帶的選擇機構實現機翼的轉動，方便機翼與機身
的對接。從而可以進行任意型號的飛機的機身與機翼的安裝。 結合圖1、圖2和圖3來詳細說明下轉動的實現方法。圖3為裝配平臺的縱向及轉動機構的結構示意圖。 前側右翼縱向運動固定支座24固定安裝在將前側夾具安裝板3上。在前側夾具安裝板3轉動的時候起到旋轉軸的作用。前側右翼縱向運動固定支座24與前側左翼縱向從動滑軌滑塊29通過前側左翼球形軸承46以及前側左側連接桿47相連。當前側夾具安裝板3轉動時，前側右翼縱向運動固定支座24隨著一起轉動，但轉動的時候受到前側左翼球形軸承46的限制，不會產生太大的變形角度，從而限制了轉動的極限位置，保證了裝配平臺在轉動時超過其安全范圍。縱向及轉動機構中在縱向方向有四根絲桿，即前側左翼縱向絲桿26，后側左翼縱向絲桿38，后側右翼縱向絲桿55，前側右翼縱向絲桿58。四根絲桿都與外載電機相連于預定位置。例如，前側左翼縱向絲桿26和后側左翼縱向絲桿38的外載電機分別安裝在前側裝配平臺固定板28和后側裝配平臺固定板39內。以前側夾具安裝板3為例，前側左翼縱向絲桿26和前側右翼縱向絲桿58的外載電機提供互為相反方向的力的作用，前側左翼縱向絲桿26和前側右翼縱向絲桿58產生相反方向的轉動。前側左翼縱向絲桿滑塊32帶動前側左翼縱向主動運動滑塊33平移。同理，前側右翼縱向主動滑軌滑塊57也可以進行平移。但是前側左翼縱向主動運動滑塊33的運動方向與前側右翼縱向主動滑軌滑塊57的運動方向相反，所以前側夾具安裝板3受到扭轉的作用，必然以前側右翼縱向運動固定支座24為軸做轉動運動。實現轉動的運動方式是前側左翼縱向主動運動滑塊33帶動前側左翼縱向運動支座30做沿著左翼縱向滑軌45縱向運動，同時前側左翼縱向運動支座30自身沿著前側左翼縱向機構小滑軌59做橫向移動。前側右翼縱向絲桿58上的前側右翼縱向主動滑軌滑塊57也是按照上述運動方式進行運動，這樣前側夾具安裝板3就以前側右翼縱向運動固定支座24為軸進行旋轉，同樣后側夾具安裝板23也以上述原理可以實現轉動。只不過后側夾具安裝板23以后側右翼縱向運動固定支座54為軸轉動，后側左翼縱向主動滑軌滑塊36帶動后側左翼縱向運動支座52沿著左翼縱向滑軌45做縱向運動，并且沿著后側左翼縱向機構小滑軌53做橫向運動。側右翼縱向主動滑軌滑塊56也是按照上述方式運動，進而后側夾具安裝板23進行轉動、另外通過以上闡述，發現前側夾具安裝板3和后側夾具安裝板23的轉動并沒有聯動，也就是說，前側夾具安裝板3和后側夾具安裝板23可以按照生產的需求，進行自身的旋轉，增大了旋轉的角度范圍。
權利要求
一種用于飛機機翼對接的多自由度可調整裝配平臺，其特征在于它是由夾具部分，橫向運動機構，縱向及轉動機構三個部分構成；這三部分之間的位置、連接關系是夾具部分安裝在橫向運動機構中的夾具固定板上，橫向運動機構中的夾具安裝板下方是縱向及轉動機構，縱向及轉動機構的縱向運動支座、縱向固定支座與橫向運動機構中的夾具安裝板連接，轉動機構的裝配平臺固定板以螺紋孔和螺釘的配合形式緊固在底座(37)上；所述夾具部分是根據飛機機翼的具體形狀而特制，其上自帶多自由度的調整機構，該調整機構由高度方向升降臺(60)、旋轉平臺(61)以及傾斜臺(62)組成；該高度方向升降臺(60)在最下方，旋轉平臺(61)安裝于高度升降臺的上方，傾斜臺(62)在旋轉平臺的上方；該高度方向升降臺(60)是由兩個空心圓柱套筒即小圓柱套筒(63)以及大圓柱套筒(64)組成，小圓柱套筒(63)的外壁與大圓柱套筒(64)的內壁相接觸，小圓柱套(63)筒底部固定在夾具固定板上；當外載電機給予大圓柱套筒(64)動力時，大圓柱套筒(64)可以沿著軸向方向運動；該旋轉平臺(61)是由方形固定塊(65)、圓形轉動盤(66)以及轉動中心軸(67)構成，方形固定塊(65)緊固在高度方向升降臺(60)上，轉動中心軸(67)則緊固在方形固定塊(65)中，圓形轉動盤(66)套在轉動中心軸(67)外側，且位于方形固定塊(65)上方；外載電機驅動圓形轉動盤(66)繞著轉動中心軸(67)旋轉；該傾斜臺(62)是凸形圓弧件(69)和凹形圓弧件(68)構成，凹形圓弧件(68)的平面緊固在旋轉平臺(61)的選型轉動盤上；通過外載電機對凸形圓弧件(69)施加動力，使其沿著凹形圓弧件(68)內側運動進而可以實現平面的傾斜；由上述三個平臺的綜合運動保證夾持機翼的夾具實現多自由度的調整；所述縱向及轉動機構是由前側裝配平臺固定板(28)、前側左翼縱向絲桿(26)、前側右翼縱向運動固定支座(24)、左翼縱向滑軌(45)、前側右翼縱向機構小滑軌(14)、前側左翼縱向絲桿滑塊(32)、前側左翼縱向絲桿外套(31)、前側左翼縱向主動運動滑塊(33)、前側左翼縱向運動支座(30)、前側左翼球形軸承(46)、前側左翼連接桿(47)、左翼縱向滑軌(45)、前側右翼縱向滑軌滑塊(41)、前側右翼縱向運動支座(16)、前側右翼連接桿40)、前側右翼球形軸承(44)、后側左翼縱向絲桿滑塊(35)、右翼縱向滑軌(42)、右翼縱向滑軌固定板(43)、后側左翼縱向運動支座(52)和后側左翼縱向機構小滑軌(53)組成；它們之間的位置連接關系是前側左翼縱向絲桿(26)嵌入前側裝配平臺固定板(28)中，前側左翼縱向絲桿(26)外套著前側左翼縱向絲桿外套(31)，前側左翼縱向絲桿外套(31)與前側左翼縱向絲桿滑塊(32)相連，前側左翼縱向絲桿滑塊(32)與前側左翼縱向主動運動滑塊(33)相連；同樣的后側左翼縱向絲桿滑塊35也按照上述方式與后側左翼縱向絲桿38相連，而前側左翼縱向主動運動滑塊(33)安裝于左翼縱向滑軌(45)上，左翼縱向滑軌(45)以螺栓配合安裝于左翼縱向滑軌固定板(27)，左翼縱向滑軌固定板(27)以螺栓配合形勢安裝在底座(37)上；同樣右翼縱向滑軌(42)安裝于右翼縱向滑軌固定板(43)上，右翼縱向滑軌固定板(43)也以上述方式安裝于底座(37)上；前側右翼縱向運動固定支座(24)的下方是前側左側連接桿(47)，前側左翼連接桿(47)一端伸入前側右翼縱向運動固定支座(24)中，另一端伸入前側左翼球形軸承(46)中；前側左翼球形軸承(46)則嵌入到前側左翼縱向從動滑軌滑塊(29)內；上述的零件構成了縱向及轉動機構的一種運動副，這種運動副在此機構中有兩個；另一個是后側左翼縱向運動支座(52)與后側左翼縱向主動滑軌滑塊(36)之間也是這種連接方式；前側右翼縱向運動支座(16)下方是前側右翼連接桿(40)，前側右翼連接桿(40)一端嵌入到前側右翼縱向運動支座(16)，另一端嵌入前側右翼球形軸承(44)中，而前側右翼球形軸承(44)則固定在前側右翼縱向滑軌滑塊(41)內；上述的零件構成了另外一種運動副，此運動副在縱向及轉動機構中共有六個；四根縱向絲桿即前側左翼縱向絲桿(26)，后側左翼縱向絲桿(38)，后側右翼縱向絲桿(55)，前側右翼縱向絲桿(58)；四根縱向絲桿都與外載電機相連于預定位置；與前側左翼縱向絲桿(26)相連的電機置于前側裝配平臺固定板(28)上，其余的與三根縱向絲桿相連的外載電機也安裝在相應的地方；外載電機驅動縱向絲桿轉動，通過縱向絲桿的轉動，帶動縱向絲桿滑塊的移動，進而帶動固定在運動支座和固定支座上的夾具固定板做縱向方向的運動；轉動的實現方式是當后側左翼縱向絲桿(38)上的外載電機提供動力，而后側右翼縱向絲桿(55)上的外載電機沒有提供動力，那么后側左翼縱向絲桿(38)的后側左翼縱向主動滑軌滑塊(36)具有運動的趨勢；而后側右翼縱向絲桿(55)上的后側右翼縱向主動滑軌滑塊(56)沒有運動的趨勢，而后側左翼縱向主動滑軌滑塊(36)與后側右翼縱向主動滑軌滑塊(56)的上方是后側夾具安裝板(23)，所以兩者必須同時運動，其結果就是后側夾具安裝板(23)以后側右翼縱向運動固定支座(54)為軸做旋轉運動，后側右翼縱向運動固定支座(54)的下方是球形軸承，所以后側夾具安裝板(23)可以旋轉一定的角度；該機構位于橫向運動機構的下方，裝配平臺底座的上方；它要求裝配平臺不動的條件下，機翼能整體在一定角度內轉動并便于實現機翼的整體轉動；所述橫向運動機構是由絲桿固定板(1)、銷釘(2)、前側夾具安裝板(3)、橫向運動大滑軌(4)、電機皮帶輪(5)、皮帶輪固定板(6)、橫向運動大絲桿(15)、1號夾具連接板(25)、1號夾具平移小絲桿固定板(48)、偏心輪(49)、1號夾具平移小絲桿(50)、1號夾具固定板(51)、夾具橫向平移滑塊(11)、滑塊皮帶輪(10)、橫向絲桿外套(12)、2號夾具皮帶輪固定板(17)、2號夾具皮帶輪(18)、2號夾具聯接板(19)、2號夾具固定板(20)、2號夾具平移小絲桿(21)和2號夾具平移小絲桿固定板(22)組成；它們之間的位置連接關系是橫向運動大絲桿(15)用銷釘(2)固定在絲桿固定板(1)上，保證橫向運動大絲桿(15)在軸上橫向方向上不會發生位移，同時絲桿固定板(1)也固定了前側夾具安裝板(3)；前側夾具安裝板(3)上安裝有兩根橫向運動大滑軌(4)，橫向運動大滑軌(4)上安裝1號夾具連接板(25)，1號夾具連接板(25)上方安裝1號夾具平移小絲桿固定板(48)，1號夾具平移小絲桿固定板(48)內部嵌入1號夾具平移小絲桿(50)；另外1號夾具平移小絲桿(50)外端連接偏心輪(49)，同時1號夾具連接板(25)的一端安裝電機皮帶輪(5)和皮帶輪固定板(6)，電機皮帶輪(5)與滑塊皮帶輪(10)以皮帶的形式配合安裝；滑塊皮帶輪(10)與夾具橫向平移滑塊(11)和橫向絲桿外套(12)相連接；其中電機皮帶輪(5)，皮帶輪固定板(6)，1號夾具平移小絲桿固定板(48)，偏心輪(49)，1號夾具平移小絲桿(50)，1號夾具固定板(51)，夾具橫向平移滑塊(11)，滑塊皮帶輪(10)，橫向絲桿外套(12)構成了夾具獨立運動的機構，這個夾具獨立的機構在此裝配平臺共有四個，其中三個安裝在前側夾具安裝板(3)上，另外一個即2號夾具皮帶輪固定板(17)、2號夾具的皮帶輪(18)、2號夾具連接板(19)、2號夾具固定板(20)、2號夾具平移小絲桿(21)、2號夾具平移小絲桿固定板(22)安裝在后側夾具安裝板(23)上；在前側夾具安裝板上(3)和后側夾具安裝(23)上均有兩根和橫向運動大滑軌(4)一樣的滑軌，另外在后側夾具安裝板(23)外側有一根與橫向運動大絲桿(15)一樣的絲桿，橫向運動機構中的運動形式是滾珠絲桿運動以及滑軌滑塊運動，滾珠絲桿裝置用于提供運動的驅動力以及限定運動方向，而滑軌裝置主要是限定運動方向以及減小運動阻力的作用，本裝配平臺中所采用的絲桿固定不動，而將獨立的外載電機安裝在電機皮帶輪(5)的后方，經由外載電機提供的動力使電機皮帶輪(5)產生旋轉運動通過皮帶的傳遞使滑塊皮帶輪(10)也產生相應的旋轉，滑塊皮帶輪(10)帶動了橫向絲桿外套(12)的旋轉，由于橫向運動大絲桿(15)固定不動，所以在橫向絲桿外套(12)與橫向運動大絲桿(15)之間便產生了相對運動，導致了橫向絲桿外套(12)帶動夾具橫向平移滑塊(11)沿著橫向運動大絲桿(15)做直線運動；另外，通過手動調節偏心輪(49)，使與其相連的夾具平移小絲桿(50)產生旋轉進而使1號夾具固定板(51)在夾具平移小絲桿(50)和1號夾具平移小絲桿固定板(48)中滑軌的共同作用下，使夾具沿著縱向方向做直線運動；橫向運動機構位于縱向及轉動機構的上方，保證了在不同的旋轉角度下，平移運動依然可以實現。
全文摘要
本發明一種用于飛機機翼對接的多自由度可調整裝配平臺，它是由夾具部分，橫向運動機構，縱向及轉動機構三個部分構成。這三部分之間的位置連接關系是夾具部分安裝在橫向運動機構中的夾具固定板上；橫向運動機構中的夾具安裝板下方是縱向及轉動機構；縱向及轉動機構的縱向運動支座、縱向固定支座與橫向運動機構中的夾具安裝板連接；轉動機構的裝配平臺固定板以螺紋孔和螺釘的配合形式緊固在底座上。本發明是一種結構簡單，占地面積小，設計安裝周期短的柔性裝配平臺，它能夠快速安全、精度和效率都較好的實現飛機機翼的對接和柔性裝配，它在飛機裝配技術領域內具有實用價值和廣闊的應用前景。
文檔編號B25H1/00GK101745905SQ20101911401
公開日2010年6月23日 申請日期2010年2月3日 優先權日2010年2月3日
發明者張俐, 懷其武, 楊原, 段素爽, 汪蘇, 沈忠睿, 焦茂強, 苗新剛, 蔡玲玲, 郭倩, 韓凌攀 申請人:北京航空航天大學