CN105730714B - 一种飞机舱门安装调姿装备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞机舱门安装调姿装备。在大型运输飞机货舱大门装配中采用多次转换和数字化装配的技术方法，设计新型机械结构，解决了飞机舱门的安装和调姿难题，安装质量稳定性高，劳动强度低，工作效率高，有利于提高飞机的技战水平。
Description
技术领域
本发明属于航空制造技术领域，涉及一种飞机舱门安装调姿技术方法以及与之相配的工艺技术装备，特别涉及大型、中型运输机的货舱大门的安装调姿工艺。
背景技术
国内在研的某型号运输机，其飞机舱门安装基本还是使用吊车、人力拉抬的形式进行安装，存在难以定位，或者定位不准确，有和机身内其他零部件发生碰撞的风险，安装质量不稳定，操作者劳动强度大、工作效率低，需要的操作人员多，安装调试难度大，直接制约着飞机技战水平的提高。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种多次转换姿态和数字化装配的技术方法，并设计了铰链和翻转升降特殊机构。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：提供一种飞机舱门安装调姿装备，其特征在于：包括车架、翻转升降机构、升降操作台、操作控制***；
所述车架1为一个大型焊接件，车架1底部四角有突出的框架平台，用于安装气垫组件(6)；上端平台用于安装其他组件；
所述翻转升降机构2包括法兰盘(2-01)、回转电机2-02、支撑座2-03、支撑架2-04、立座2-05、平板2-06、连接板2-07、丝杠2-08、支撑柱2-09、导套2-10、滑块2-11、直线导轨2-12、方板(2-13)、手轮组件2-14、升降电机2-15、支耳2-16；
法兰盘2-01与回转电机2-02的定子部分以及支撑座2-03固定连接；支撑架2-04三个角上的叉耳与飞机舱门上的三个支耳对应；支撑架2-04具有回转轴，所述回转轴与回转电机的电机轴联接，且回转轴可转动的支撑在立座2-05上，回转电机2-02驱动回转轴转动，使得支撑架在0～45°范围内转动；立座2-05和支撑座2-03底部固定在平板2-06的上表面；平板2-06的下表面通过支耳2-16与支撑柱2-09上端可转动地连接；导套2-10套装在支撑柱2-09上，支撑柱能够在导套中滑动；升降电机2-15固定在支撑板上，并通过丝杆(2-08)驱动支撑板上下运动；方板2-13下表面和导套2-10固定连接，方板2-13上表面上固定连接滑块2-11；滑块2-11与直线导轨2-12配合，直线导轨2-12总共有两层，上层直线导轨固定在平板2-07下端，下层直线导轨固定在车架1上；手轮组件安装在支撑板与平板之间，手轮通过丝杆机构使得支撑板与平板相互平行移动；
所述升降操作台安装在车架上，通过升降机构相对于车架上下运动，且升降操作台具有操作员工作位，用于承载操作人员；升降操作台3包括操作台(3-01)、伺服电机3-02、立柱3-03、导套3-04、丝杠3-05；操作台3-01为一个长方形的平台垫板，四个导柱3-03位于操作台四角；两台伺服电机3-02安装在操作台3-01的两端；导套3-04在导柱3-03上下滑动；导套3-04固定在车架1上；丝杠3-05和伺服电机3-02连接，带动升降操作台在垂直方向运动；直线导轨3-06通过螺钉3-07固定在操作台3-01。
有益效果：本发明采用了数字化装配和可视化控制技术，多次转换姿态的方法，有效解决了气密舱门无法正常进入，安装空间狭小，操作不便，安装效率低，质量稳定性差的缺点。设备的使用符合安装调试的工艺流程，工作效率高，工人劳动强度低，运动初始定位精度高，安装协调过程简单有效，达到了较高的可控制性。总体结构设计合理，操作方便，移动灵活，使用省时省力；机构设计科学合理，复杂程度适当，满足一般工艺制造水平；运动构件运行安全、精准，各运动部件的运行操作数据可视化；调整结构使用方便、有效，调节方式有触屏、手动、遥控等三种方式，完全可以满足装配现场的需要；移动行走方式先进，一个人即可轻松推动整个设备，移动方向和位置的可控性良好；操作考虑了人性化，劳动强度低，工作效率高，安装质量稳定，有利于进一步提高飞机的技战水平；设备运行条件符合大部分工作场合环境条件，对动力无特殊要求；各个运动机构运行时相互自锁，防止了误操作带来的风险，保证了设备运行的安全。
附图说明
图1是装备总成示意图；
图2和3是翻转升降机构示意图；
图4是翻转升降机构的下部示意图；
图5是升降操作台示意图；
图6是滑台组件示意图；
图7是控制***示意图；
图8是气垫组件示意图；
其中：1车架、2翻转升降机构、3升降操作台、4滑台组件、5控制***、6气垫组件、2-01法兰盘、2-02回转电机、2-03支撑座、2-04支撑架、2-05立座、2-06平板、2-07连接板、2-08丝杠、2-09支撑柱、2-10导套、2-11滑块、2-12直线导轨、2-13方板()、2-14手轮组件、2-15升降电机、2-16支耳、3-01操作台、3-02伺服电机、3-03立柱、3-04导套、3-05丝杠、3-06直线导轨、3-07通过螺钉、4-01滑台、4-02滑块、4-03插销、4-04螺钉、5-01控制柜、5-02变压器、5-03遥控器、5-04电缆、6-01气垫模块、6-02导向轮、6-03气垫控制器。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
提供一种飞机舱门安装调姿装备，其特征在于：包括车架、翻转升降机构、升降操作台、操作控制***；
所述车架1为一个大型焊接件，车架1底部四角有突出的框架平台，用于安装气垫组件6；上端平台用于安装其他组件；
所述翻转升降机构2包括法兰盘2-01、回转电机2-02、支撑座2-03、支撑架2-04、立座2-05、平板2-06、连接板2-07、丝杠2-08、支撑柱2-09、导套2-10、滑块2-11、直线导轨2-12、方板2-13、手轮组件2-14、升降电机2-15、支耳2-16；
法兰盘2-01与回转电机2-02的定子部分以及支撑座2-03固定连接；支撑架2-04三个角上的叉耳与飞机舱门上的三个支耳对应；支撑架2-04具有回转轴，所述回转轴与回转电机的电机轴联接，且回转轴可转动的支撑在立座2-05上，回转电机2-02驱动回转轴转动，使得支撑架在0～45°范围内转动；立座2-05和支撑座2-03底部固定在平板2-06的上表面；平板2-06的下表面通过支耳2-16与支撑柱2-09上端可转动地连接；导套2-10套装在支撑柱2-09上，支撑柱能够在导套中滑动；升降电机2-15固定在支撑板上，并通过丝杆(2-08)驱动支撑板上下运动；方板2-13下表面和导套2-10固定连接，方板2-13上表面上固定连接滑块2-11；滑块2-11与直线导轨2-12配合，直线导轨2-12总共有两层，上层直线导轨固定在平板2-07下端，下层直线导轨固定在车架1上；手轮组件安装在支撑板与平板之间，手轮通过丝杆机构使得支撑板与平板相互平行移动；
所述升降操作台安装在车架上，通过升降机构相对于车架上下运动，且升降操作台具有操作员工作位，用于承载操作人员；升降操作台3包括操作台3-01、伺服电机3-02、立柱3-03、导套3-04、丝杠3-05；操作台3-01为一个长方形的平台垫板，四个导柱3-03位于操作台四角；两台伺服电机3-02安装在操作台3-01的两端；导套3-04在导柱3-03上下滑动；导套3-04固定在车架1上；丝杠3-05和伺服电机3-02连接，带动升降操作台在垂直方向运动；直线导轨3-06通过螺钉3-07固定在操作台3-01。
升降操作台3的功能是提升操作人员到达操作位置。升降操作台主体为一个3400mmX1400mm的平台，左右两端是安装升降丝杠和导柱的部分，前端左右各有一个700mmX400mm的前伸平台，平台上设置有可以拆卸的护栏，保护操作者的安全。
在飞机舱门产品翻转成垂直姿态、上升到达正确安装位置后，该升降操作台将操作人员传送到指定的高度---距离地面4200mm(按照操作者身高1700mm来考虑，可根据身高自由调节高度)。升降操作台通过4根圆形直线导轨以及8个滑块和滑台组件4连接。
所述的升降操作台还包括滑台组件；滑台组件4包括滑台4-01、滑块4-02、插销4-03、螺钉4-04；所述的升降操作台具有滑轨，滑台4-01的底部具有滑块，共同构成滑动机构；
滑台组件4沿对称轴分为左右两个独立的部分，整体形成一个2550mmX1290mm的平台，在滑出后，与升降操作台3的一部分共同形成一个供操作者站立的安装平台。在升降操作台3将操作人员传送到指定的高度后，滑台组件4沿航向滑出，形成一个悬臂结构，将操作者传送到正确的操作位置。滑台和升降操作台3以滑轨和滑块连接在一起，随升降操作台3一起上升和下降。
操作控制***5包括控制柜5-01、变压器5-02、遥控器5-03、电缆5-04；控制柜5-01安装在车架1楼梯的中间，与车架1台面等高。变压器5-02安装在车架1，位置在控制柜5-01后面。
控制***5采用了PLC模块，用于控制各个电机的工作姿态，以实现翻转机构2、升降操作台3等机构的运动。
控制***可以分为三个独立的模式：触屏控制、手轮微调、遥控器遥控等。控制***5通过安置在控制柜上的一块触屏面板来进行控制。启动控制***5之后，所有的控制数据都在触屏面板上显示出来，触屏左边部分是升降操作台3部分的数据；中间部分为翻转升降机构2升降部分的数据；右边部分是翻转升降机构2翻转部分的数据。
在液晶面板上分别可以观察到翻转升降机构2左右两根丝杠的上升高度，并可以操作微调按钮，按照1mm\0.1mm\0.01mm三个单位级分别对两根丝杠的上升高度进行微调。同时可以显示升降操作台3的运动数据以及翻转升降机构2翻转部分的运动数据。当使用按钮(或者使用遥控器调节)时，装备的运动数据在触屏面板上即时显示。
此外还有用遥控器遥控操作的方式。遥控器的功能主要是用于升降翻转机构2，其功能按钮与触屏上按钮设置完全相同。
所述气垫组件6用于整个装备的移动和定位；气垫组件6由四个气垫模块6-01和导向轮6-02、气垫控制器6-03；气垫模块6-01安装在车架1的底部四角，导向轮6-02安装在车架1的中部。接通气源，打开控制开关，气垫进入工作状态，在人力推动下向各个方向移动；气垫组件6上的导向轮可以保证装备沿直线行走。
工作时，滑套2-10固定在方板2-13上，方板2-13与滑块2-11相连，直线导轨2-12和滑块2-11配合，滑块2-11固定在车架2上，可以在水平范围内滑动；位于平板2-06一端的手轮组件2-14分别与平板2-06和连接板2-07连接，转动手轮组件2-14的手轮，在丝杠螺母的作用下带动平板2-06依靠滑块2-11、直线导轨2-12沿对称方向水平运动；升降电机2-15通过连接板2-07以及丝杠2-08带动整个翻转升降机构2在垂直方向升降运动；连接在滑套2-10上的滑块2-11和直线导轨2-12、方板2-13共同来消除丝杠2-08升降不同步带来的机构干涉现象。
1、产品从吊挂上取下，正确安装到安装设备的翻转升降机构2上(使用产品上的3个挂点)，此时翻转升降机构2沿顺航向旋转90°,飞机舱门为垂直姿态。
2、将翻转升降机构2沿逆航向旋转90°，带动飞机舱门旋转90°，翻转成水平状态(旋转轴的位置根据飞机舱门所能进入机身后段的最大高度和后续步骤中需要提升的高度决定)。
3、整个安装设备在气垫组件6的驱动下，顺航向进入机身后段，到达预定安装位置(垂直目视尺寸)。
4、使用翻转升降机构2将飞机舱门沿顺航向旋转90°，由水平姿态翻转成垂直状态(即步骤2的逆向操作)。姿态翻转成垂直状态(即步骤2的逆向操作)。
5、使用翻转升降机构2将飞机舱门提升1.3米至安装位置附近，安装位置距离地面5.9米左右。
6、操作人员进入升降操作台3，启动升降操作台3上升到便于操作的高度，将滑台组件4推出，使得操作位置接近操作位置。测量安装位置，使用控制***5进行微量调节；调节到位，进行产品安装。
7、舱门安装完成后，翻转升降机构2与飞机舱门脱离；滑台组件4回到初始位置，并锁定；升降操作台3下降到初始位置，操作者退出；翻转升降机构2先降低高度到初始位置，然后翻转升降机构2上的翻转支架沿逆航向旋转90°成水平状态。此时整个安装设备逆航向退出机身后段，整个安装过程完成。
Claims (3)
1.一种飞机舱门安装调姿装备，其特征在于：包括车架、翻转升降机构、升降操作台、操作控制***；
所述车架(1)为一个大型焊接件，车架(1)底部四角有突出的框架平台，用于安装气垫组件(6)；上端平台用于安装其他组件；
所述翻转升降机构(2)包括法兰盘(2-01)、回转电机(2-02)、支撑座(2-03)、支撑架(2-04)、立座(2-05)、平板(2-06)、连接板(2-07)、丝杠(2-08)、支撑柱(2-09)、导套(2-10)、滑块(2-11)、直线导轨(2-12)、方板(2-13)、手轮组件(2-14)、升降电机(2-15)、支耳(2-16)；
法兰盘(2-01)与回转电机(2-02)的定子部分以及支撑座(2-03)固定连接；支撑架(2-04)三个角上的叉耳与飞机舱门上的三个支耳对应；支撑架(2-04)具有回转轴，所述回转轴与回转电机的电机轴联接，且回转轴可转动的支撑在立座(2-05)上，回转电机(2-02)驱动回转轴转动，使得支撑架在0～45°范围内转动；立座(2-05)和支撑座(2-03)底部固定在平板(2-06)的上表面；平板(2-06)的下表面通过支耳(2-16)与支撑柱(2-09)上端可转动地连接；导套(2-10)套装在支撑柱(2-09)上，支撑柱能够在导套中滑动；升降电机(2-15)固定在支撑板上，并通过丝杆(2-08)驱动支撑板上下运动；方板(2-13)下表面和导套(2-10)固定连接，方板(2-13)上表面上固定连接滑块(2-11)；滑块(2-11)与直线导轨(2-12)配合，直线导轨(2-12)总共有两层，上层直线导轨固定在平板(2-07)下端，下层直线导轨固定在车架(1)上；手轮组件安装在支撑板与平板之间，手轮通过丝杆机构使得支撑板与平板相互平行移动；
所述升降操作台安装在车架上，通过升降机构相对于车架上下运动，且升降操作台具有操作员工作区域，用于承载操作人员；升降操作台(3)包括操作台(3-01)、伺服电机(3-02)、立柱(3-03)、导套(3-04)、丝杠(3-05)；操作台(3-01)为一个长方形的平台垫板，四个导柱(3-03)位于操作台四角；两台伺服电机(3-02)安装在操作台(3-01)的两端；导套(3-04)在导柱(3-03)上下滑动；导套(3-04)固定在车架(1)上；丝杠(3-05)和伺服电机(3-02)连接，带动升降操作台在垂直方向运动；直线导轨(3-06)通过螺钉(3-07)固定在操作台(3-01)。
2.根据权利要求1所述的一种飞机舱门安装调姿装备，其特征在于：所述的升降操作台还包括滑台组件；滑台组件(4)包括滑台(4-01)、滑块(4-02)、插销(4-03)、螺钉(4-04)；所述的升降操作台具有滑轨，滑台(4-01)的底部具有滑块，共同构成滑动机构；
滑台组件(4)沿对称轴分为左右两个独立的部分，整体形成一个2550mmX1290mm的平台，在滑出后，与升降操作台(3)的一部分共同形成一个供操作者站立的安装平台。
3.根据权利要求1所述的一种飞机舱门安装调姿装备，其特征在于：所述操作控制***(5)包括控制柜(5-01)、变压器(5-02)、遥控器(5-03)、电缆(5-04)；控制柜(5-01)安装在车架(1)楼梯的中间，与车架(1)台面等高；变压器(5-02)安装在车架(1)，位置在控制柜(5-01)后面。
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Address after: 723213 Liulin Town, Chenggu County, Hanzhong City, Shaanxi Province Patentee after: Shaanxi Aircraft Industry Co.,Ltd. Address before: Box 34, Hanzhong City, Shaanxi Province, 723213 Patentee before: Shaanxi Aircraft INDUSTRY(GROUP) Co.,Ltd. |