用于飛機蒙皮鉆孔的裝置的制作方法

本發明涉及的工業機械手領域，具體涉及一種用于飛機蒙皮鉆孔的裝置。

背景技術：

機械手是能夠代替人完成各種操作功能的裝置，隨著科技的發展，機械手被應用于各個領域，尤其是在飛機蒙皮鉆孔方面；傳統的制孔方式為手工風鉆，人為因素不可避免的造成孔的精度不高，使用機械手代替手工后大大提高了孔的質量。

現有技術中飛機蒙皮鉆孔裝置均采用，工業機械手加載末端執行器鉆孔，工業機械手本身的剛度較差，且這種狀態下工作空間比較小，迫切需要一種剛度更大，運動更加靈活，工作范圍更大的飛機蒙皮鉆孔裝置。

技術實現要素：

為解決現有技術中的問題，本發明提供一種用于飛機蒙皮鉆孔的裝置。

第一方面，本發明提供一種用于飛機蒙皮鉆孔的裝置，包括：

具有多個自由度的大臂部分、支撐連接座、多個自由度的小臂部分和吸盤部分；

大臂部分的末端固定在支撐連接座的第一側面，所述小臂部分和所述吸盤部分獨立地安裝在支撐連接座的第二側面；

所述大臂部分能夠帶動所述支撐連接座移動到飛機蒙皮的工作區域，所述支撐連接座借助于所述吸盤部分的吸盤相對于所述蒙皮固定，所述小臂部分在所述工作區域的多個位置進行鉆孔。

可選地，所述吸盤部分包括：至少一組吸盤組件；

每一吸盤組件包括：吸盤旋轉驅動裝置和吸盤；

所述吸盤旋轉驅動裝置通過伸縮軸與吸盤的背面連接，以及所述吸盤旋轉驅動裝置驅動所述伸縮軸連接的吸盤在所述支撐連接座的第二側面樞轉，所述伸縮軸控制所述吸盤在伸縮軸的軸向方向伸縮。

可選地，所述吸盤部分包括兩組結構相同的吸盤組件，所述兩個吸盤組件對稱分布在所述支撐連接座的第二側面，且所述兩個吸盤組件在所述支撐連接座上的對稱軸為所述小臂部分在所述支撐連接座上的軸承固定件。

可選地，所述小臂部分包括：鉆孔部分、一號驅動軸、驅動一和桿一；

所述鉆孔部分與一號驅動軸相連，驅動一安裝于桿一上，并與一號驅動軸相連，鉆孔部分相對桿一旋轉形成第一自由度。

可選地，所述小臂部分還包括：

十字軸一、驅動二、驅動三和桿二；

其中，驅動二安裝于桿一，并與十字軸一的縱軸相連；

驅動三安裝于桿二與十字軸一的橫軸相連；

桿一與桿二的轉動復合形成第二、第三自由度。

可選地，所述小臂部分還包括：

驅動四、十字軸二、驅動五、桿三；

驅動四安裝于桿二與十字軸二橫軸相連；

驅動五安裝于桿三與十字軸二縱軸相連；

桿二與桿三的轉動復合形成第四、第五自由度。

可選地，所述小臂部分還包括：驅動六和六號驅動軸；

所述驅動六安裝于桿三與六號驅動軸相連，桿三相對于支撐連接座轉動形成第六自由度。

可選地，所述驅動一與一號驅動軸、所述驅動二與十字軸一的縱軸、所述驅動三與十字軸一的橫軸、所述驅動四與十字軸二的橫軸、所述驅動五與十字軸二的縱軸、所述驅動六與六號驅動軸之間通過鍵相連；

和/或，

驅動一、驅動二、驅動三、驅動四、驅動五和驅動六的結構均相同；

和/或，

所述驅動六包括：驅動電機六、減速器六、軸套六、小帶輪六、同步帶六、大帶輪六、蝸桿六，渦輪六，電機支撐六a、電機支撐六b、蝸桿支撐六c、蝸桿支撐六d；

所述驅動電機六連接減速器六，減速器六連接軸套六，軸套六連接小帶輪六，小帶輪六與大帶輪六通過同步帶六傳動，大帶輪六與蝸桿六相連，蝸桿六與渦輪六相互嚙合；

驅動電機六裝有電機支撐六a，軸套六通過軸承裝有電機支撐6b用于固定驅動電機六和小帶輪六；

蝸桿六兩端裝有軸承并安裝于蝸桿支撐六c、蝸桿支撐6d上，用于固定蝸桿六。

可選地，所述吸盤旋轉驅動裝置包括：吸盤驅動軸、吸盤驅動電機、減速器、小帶輪、大帶輪、同步帶、軸套；

其中，吸盤驅動電機與減速器相連，減速器與軸套過盈配合，軸套與小帶輪通過鍵相連，小帶輪與大帶輪間通過同步帶傳動，大帶輪與吸盤驅動軸通過鍵相連，吸盤與吸盤驅動軸相連；

和/或，

所述的大臂部分包括基座、轉動關節一、絲杠驅動一、平行四邊形機構一、轉動關節二、絲杠驅動二、平行四邊形機構二、轉動關節三、連接法蘭；

其中：所述平行四邊形機構一與基座通過轉動關節一相連，以相對轉動形成第一自由度；

所述絲杠驅動一位于平行四邊形機構一對角線處，在所述絲杠驅動一進行拉伸運動時，所述平行四邊形機構一改變形態，形成第二自由度；

所述平行四邊形機構一與平行四邊形機構二通過轉動關節二相連，以相對轉動形成第三自由度；

所述絲杠驅動二位于平行四邊形機構二對角線處，在所述絲杠驅動二進行拉伸運動時，所述平行四邊形機構二改變形態，形成第四自由度；

所述平行四邊形結構二與連接法蘭間通過轉動關節三相連，以相對轉動形成第五自由度。

第二方面，本發明還提供一種機械手，包括：多個自由度的小臂部分、支撐組件、吸盤部分；

所述小臂部分和所述吸盤部分分別安裝在支撐組件上；

所述吸盤部分包括：至少一組吸盤組件；

每一組吸盤組件包括：吸盤旋轉驅動裝置和吸盤；

所述吸盤旋轉驅動裝置通過伸縮軸與吸盤的背面連接，以及所述吸盤旋轉驅動裝置驅動所述伸縮軸連接的吸盤在所述支撐組件上樞轉，所述伸縮軸控制所述吸盤在伸縮軸的軸向方向伸縮；

所述支撐組件借助于所述吸盤部分的吸盤相對于待操作設備固定，所述小臂部分在待操作設備的工作區域進行多個位置的作業。

本發明具有的有益效果如下：

本發明與現有的蒙皮鉆孔設備相比，更適合飛機蒙皮的復雜表面，具有更大的鉆孔空間和更大的靈活性。

上述的吸盤組件，在鉆孔時吸附固定在蒙皮表面保證了大臂部分的穩定性，降低了大臂部分的剛度要求。

上述的小臂部分，保證了鉆孔的工作空間和靈活性。

大臂部分可以沿下部導軌運動，使裝置可以運動到蒙皮的任意位置。

附圖說明

圖1為本發明的用于飛機蒙皮鉆孔的裝置結構示意圖；

圖2為本發明的吸盤部分的結構示意圖；

圖3為本發明的小臂部分的結構示意圖；

圖4為本發明的驅動六的結構示意圖；

圖5為本發明的小臂部分的部分結構示意圖。

附圖標記說明：

1:導軌，2：基座，3：轉動關節一，

4：絲杠驅動一，5：平行四邊形機構一，6：轉動關節二，

7：絲杠驅動二，8：平行四邊形機構二，9：轉動關節三，

10：連接法蘭，11：工具頭，12：吸盤，

13：吸盤驅動電機，14：減速器，15：吸盤驅動軸，

16：小帶輪，17：同步帶，18：大帶輪，

19：軸套，20：六號驅動軸，21：支撐連接座，

22：驅動六，23：桿三，24：驅動五，

25：十字軸二，26：驅動四，27：桿二，

28：驅動三，29：十字軸一，30：驅動二，

31：桿一，32：一號驅動軸，33：驅動一，

34：鉆孔部分，35：驅動電機六，36：減速器六，

37：軸套六，38：小帶輪六，39：同步帶六，

40：大帶輪六，41：蝸桿六，42：渦輪六，

43：電機支撐六a，44：電機支撐六b，45：蝸桿支撐六c，

46：蝸桿支撐六d。

具體實施方式

為了更好的解釋本發明，以便于理解，下面結合附圖，通過具體實施方式，對本發明作詳細描述。

本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

實施例一

本實施例提供一種用于飛機蒙皮鉆孔的裝置，其包括：

具有多個自由度的大臂部分、支撐連接座、多個自由度的小臂部分和吸盤部分；

大臂部分的末端固定在支撐連接座的第一側面，所述小臂部分和所述吸盤部分獨立地安裝在支撐連接座的第二側面；

所述大臂部分能夠帶動所述支撐連接座移動到飛機蒙皮的工作區域，所述支撐連接座借助于所述吸盤部分的吸盤相對于所述蒙皮固定，所述小臂部分在所述工作區域的多個位置進行鉆孔。

本實施例的支撐連接座可為板狀結構。

舉例來說，所述吸盤部分可包括：至少一組吸盤組件；下述圖1中示出的是兩組吸盤組件。

每一吸盤組件包括：吸盤旋轉驅動裝置和吸盤；

所述吸盤旋轉驅動裝置通過伸縮軸與吸盤的背面連接，以及所述吸盤旋轉驅動裝置驅動所述伸縮軸連接的吸盤在所述支撐連接座的第二側面樞轉，所述伸縮軸控制所述吸盤在伸縮軸的軸向方向伸縮，此時伸縮軸區域還設置有驅動伸縮的驅動裝置，該驅動裝置可為現有的驅動裝置。

優選地，所述吸盤部分包括兩組結構相同的吸盤組件，所述兩個吸盤組件對稱分布在所述支撐連接座的第二側面，且所述兩個吸盤組件在所述支撐連接座上的對稱軸為所述小臂部分在所述支撐連接座上的軸承固定件。

本實施例的裝置更適合飛機蒙皮的復雜表面，具有更大的鉆孔空間和更大的靈活性。本實施例的吸盤組件，在鉆孔時吸附固定在蒙皮表面保證了大臂部分的穩定性，降低了大臂部分的剛度要求。大臂部分可以沿下部導軌運動，使裝置可以運動到蒙皮的任意位置。小臂部分保證了鉆孔的工作空間和靈活性。

實施例二

如圖1所示，本實施例中大臂部分有五個自由度，具體地，大臂部分依次包括基座(2)、轉動關節一(3)、絲杠驅動一(4)、平行四邊形機構一(5)、轉動關節二(6)、絲杠驅動二(7)、平行四邊形機構二(8)、轉動關節三(9)，共有5個自由度，大臂部分可在導軌(1)上移動。

圖1中的平行四邊形機構一(5)與基座(2)通過轉動關節一(3)相連，可以進行相對轉動形成第一自由度；

絲杠驅動一(4)位于平行四邊形機構一(5)對角線處，可以進行拉伸運動使平行四邊形機構一(5)改變形態，形成第二自由度；

平行四邊形機構一(5)與平行四邊形機構二(8)通過轉動關節二(6)相連，可以進行相對轉動形成第三自由度；

絲杠驅動二(7)位于平行四邊形機構二(8)對角線處，可以進行拉伸運動是平行四邊形機構二(8)改變形態，形成第四自由度；

平行四邊形結構二(8)與末端連接法蘭(10)間通過轉動關節三(9)相連，可以進行相對轉動形成第五自由度。

另外，本實施例中的小臂部分和吸盤部分可形成工具頭，該工具頭可具有7個自由度。

如圖2所示，吸盤部分可包括兩組結構相同的吸盤組件，該吸盤組件均位于支撐連接座21的第二側面，第一側面與大臂分布的末端固定連接。如圖2所示，每一組吸盤組件可包括：吸盤旋轉驅動裝置和吸盤(12)。

舉例來說，吸盤驅動裝置可包括：吸盤驅動軸(15)、吸盤驅動電機(13)、減速器(14)、小帶輪(16)、大帶輪(18)、同步帶(17)和軸套(19)；

吸盤驅動電機(13)與減速器(14)相連，減速器(14)與軸套(19)過盈配合，軸套(19)與小帶輪(16)通過鍵相連，小帶輪(16)與大帶輪(18)間通過同步帶(17)傳動，大帶輪(18)與吸盤驅動軸(15)通過鍵相連，吸盤部分(12)與吸盤驅動軸(15)相連。

如圖3所示，本實施例的小臂部分具有六個自由度。圖3所示的小臂部分包括鉆孔部分(34)、一號驅動軸(32)、驅動一(33)、桿一(31)、驅動二(30)、十字軸一(29)、驅動三(28)、桿二(27)、驅動四(26)、十字軸二(25)、驅動五(24)、桿三(23)、驅動六(22)；鉆孔部分(34)與一號驅動軸(32)相連，驅動一(33)安裝于桿一(31)與一號驅動軸(32)相連。

如圖5所示，驅動二(30)安裝于桿一(31)與十字軸一(29)縱軸相連，驅動三(28)安裝于桿二(27)與十字軸一(29)橫軸相連；

驅動四(26)安裝于桿二(27)與十字軸二(25)橫軸相連，驅動五(24)安裝于桿三(23)與十字軸二(25)縱軸相連，驅動六(22)安裝于桿三(23)與六號驅動軸(20)相連。

另外，上述的驅動與軸之間通過鍵相連，通過固定板和軸承安裝在桿件上；以及，十字軸通過軸承安裝在桿件之上。

上述結構中驅動一到驅動六結構相同。舉例來說，如圖4所示，驅動六包含：驅動電機六(35)、減速器六(36)、軸套六(37)、小帶輪六(38)、同步帶六(39)、大帶輪六(40)、蝸桿六(41)，渦輪六(42)，電機支撐六a(43)、電機支撐六b(44)、蝸桿支撐六c(45)、蝸桿支撐六d(46)；所述驅動電機六(35)連接減速器六(36)，減速器六(36)連接軸套六(37)，軸套六(37)連接小帶輪六(38)，小帶輪六(38)與大帶輪六(40)通過同步帶六(39)傳動，大帶輪六(40)安裝在蝸桿六(41)上，蝸桿六(41)與渦輪六(42)相互嚙合；其中驅動電機六(35)裝有電機支撐六a(41)，軸套六(35)通過軸承裝有電機支撐六b(42)用于固定驅動電機六(35)和小帶輪六(38)；蝸桿六(41)兩端裝有軸承并安裝于蝸桿支撐六c(45)、蝸桿支撐六d(46)上，用于固定蝸桿六(39)。

本實施例的裝置與現有的蒙皮鉆孔設備相比，更適合飛機蒙皮的復雜表面，具有更大的鉆孔空間和更大的靈活性。

優選地，上述吸盤組件中的吸盤在鉆孔時吸附固定在蒙皮表面保證了大臂部分的穩定性，降低了大臂部分的剛度要求。

在使用時，大臂部分可以沿下部導軌運動，使裝置可以運動到蒙皮的任意位置，進而小臂部分可保證鉆孔的工作空間和靈活性。

為更好的理解本發明實施例的結構，本發明舉例說明使用過程。

首先：通過大臂將支撐連接座對應的工具頭結構移動到工作區域；

例如，轉動關節一、二、三可在水平面擺動，絲杠驅動一、絲杠驅動二完成伸所運動將工具頭結構移動到工作區域的所需位置；

其次，吸盤組件中的吸盤吸附在蒙皮表面用于固定，此時小臂部分可在多個位置進行移動并完成鉆孔。

例如，吸盤吸附在飛機蒙皮表面完成吸附固定，起支撐作用；小臂部分各旋轉關節開始運動完成孔定位和鉆孔運動。

另外，上述結構中的工具頭可以安裝在其他機械手上進行鉆孔工作，通過置換主軸可以完成其他工作。

例如，本發明實施例還可提供一種機械手，該機械手包括：多個自由度的小臂部分、支撐組件、吸盤部分；

所述小臂部分和所述吸盤部分分別安裝在支撐組件上；

所述吸盤部分包括：至少一組吸盤組件；

每一組吸盤組件包括：吸盤旋轉驅動裝置和吸盤；

所述吸盤旋轉驅動裝置通過伸縮軸與吸盤的背面連接，以及所述吸盤旋轉驅動裝置驅動所述伸縮軸連接的吸盤在所述支撐組件上樞轉，所述伸縮軸控制所述吸盤在伸縮軸的軸向方向伸縮；

所述支撐組件借助于所述吸盤部分的吸盤相對于待操作設備固定，所述小臂部分在待操作設備的工作區域進行多個位置的作業。

最后應說明的是：以上所述的各實施例僅用于說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。