CN108284959B - 一种六自由度安装平台 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种六自由度安装平台，由底盘、Z向柱、转接架、调姿架等组成；底盘为平面框架结构，Z向柱设置有可丝杆传动的升降支撑结构；Z向柱固定在底盘的四角，转接架的四角的支撑球头分别与四个Z向柱上的支撑结构形成球铰结构，转接架通过滑座固定在调姿架上方；安装时，转接架沿着Z向柱做上下平移、翻转运动，调姿架沿转接架上表面做XY平面内的平移、旋转运动。
Description
技术领域
本申请涉及飞机大部件的装配技术，特别是一种用于发动机的下举升安装的六自由度安装平台。
背景技术
飞机制造过程中，发动机安装是其中重要环节，发动机从几百公斤到几吨大小不一，而发动机的安装方式大致分为上部吊装、下部举装两种，吊装分为厂房桁车吊装和架内吊车安装两种，吊装空间自由度完全释放，操作简单，操作过程时间短，但是受限于自由度过于自由，如果吊车操作步过大，很容易造成产品磕撞；下部举升安装主要以下部支点为主进行托举以安装发动机，下部举升相对吊装准备时间更多、装备更复杂，但是举装精度控制更加精确，安装更加安全。
举装又分为可控举装和自由举装，自由举装与吊装类似，但步距调整更容易，可控举装则对工艺装备要求极高。可控举装方法安装发动机时，由于发动机的与短舱安装在XYZ各平移旋转方向均需要精密调整，所以各个方向必须进行准确的伺服控制，同时在安装时在XY平面方向又需要按照安装阻滞力释放固定定位，所以，对于工作平台的结构要求及其严格。
随着工装定位技术的发展和自动化技术应用的深入，可控的精密的举装安装方式进行安装发动机成为一种必然趋势，研制相应的工艺装备成为必然。
发明内容
本申请的目的是提供一种六自由度安装平台，可以实施对飞机发动机的精密举升安装。
为达到以上目的，本申请采取如下技术方案予以实现：
一种六自由度安装平台，包括底盘、四个Z向柱、转接架、调姿架，底盘为四边形平面框架结构，Z向柱由立柱及其内侧带丝杆传动的升降支撑结构组成，转接架包括转接骨架、支撑球头、Y向释放滑轨、XY双向释放滑轨、滑移座、平面单点调整机构，调姿架为平面支撑框架结构；底盘上表面为整个六自由度安装平台的放置台面，四个Z向柱的固定在底盘的四角，转接架的四角的支撑球头分别与四个Z向柱上的升降支撑结构形成球铰结构，调姿架通过转接架上的滑移座固定在转接架上方；Z向柱上的升降支撑结构带动转接架沿着Z向柱做上下平移、翻转运动，同时平面单点调整机构带动调姿架沿转接架上表面做XY平面内的平移、旋转运动。
在六自由度安装平台的主要结构中，转接架的主体结构为转接骨架，转接骨架为方管桁架组成的长方体结构；滑移座由滑移安装座、保持架、钢球、滑座组成，保持架安放钢球固定在滑移安装座上，滑座在滑移安装座内支撑在钢球上；平面单点调整机构由伺服电机、减速器、齿轮箱、驱动齿轮、主动齿轮、安装角座、传动轴、推动轴、拉压力传感器、竖销、竖销接头、竖销安装座、联轴器等组成，齿轮箱为“凡”字结构，推动轴由光杆的导向轴和带螺纹的啮合轴组成，竖销接头为表面带长圆孔和侧面带连接螺纹孔的平面块，竖销安装座为“回”形结构；齿轮箱翼面安装在安装角座侧面，传动轴带主动齿轮与推动轴带驱动齿轮平行安装在齿轮箱内，传动轴一端通过联轴器与减速器、伺服电机连接，传动轴中间部位与主动齿轮键连接，推动轴一端通过两头带螺杆的拉压力传感器与竖销接头连接，推动轴间部位与驱动齿轮形成内外螺纹配合，竖销通过竖销安装座***竖销接头长圆孔内；支撑球头设置在转接骨架下平面的四个角上，一个支撑球头与转接骨架直连，一个支撑球头通过Y向释放滑轨与转接骨架连接，两个支撑球头通过XY双向释放滑轨与转接骨架连接；根据承载力安放四至八组滑移座在转接骨架上平面；平面单点调整机构依据长方向两组、短方向一组通过竖销安装座安装在各组滑移座侧面，通过安装角座安装在转接架上表面，伺服电机带动传动轴及其主动齿轮旋转，主动齿轮带动驱动齿轮旋转，驱动齿轮带动推动轴前后滑移。
进行发动机或其它结构安装时，可以在调姿架上设置相关物件的支撑点以固定物件。然后，通过Z向柱的升降带动转接架的升降、旋转和平面单点调整机构带动调姿架在XY平面内的平移、旋转，实现了对象在空间的六自由度安装。
本申请利用三二一自由度释放原则和平面滚珠等基本原理，实现了发动机空间的六自由度安装，具有精度高、结构占用空间小、安装时间适中等特点，对飞机发动机等具有精密举升要求的定位装配具有普遍适用性。
以下结合附图及实施例对本申请作进一步的详细描述。
附图说明
图1一种六自由度安装平台结构组成图；
图2转接架结构图；
图3滑移座结构图；
图4平面单点调整机构结构图；
图5平面单点调整机构剖视图；
图6平面单点调整机构零件***图。
图1～图6中：1、底盘；2、Z向柱；3、转接架；4、调姿架；5、立柱；6、升降支撑结构；7、转接骨架；8、支撑球头；9、Y向释放滑轨；10、XY双向释放滑轨；11、滑移座；12、平面单点调整机构；13、滑移安装座；14、保持架；15、钢球；16、滑座；17、伺服电机；18、减速器；19、齿轮箱；20、驱动齿轮；21、主动齿轮；22、安装角座；23、传动轴；24、推动轴；25、拉压力传感器；26、竖销；27、竖销接头；28、竖销安装座；29、联轴器。
具体实施方式
参见图1～图5，在具体应用中，一种六自由度安装平台，包括底盘1、Z向柱2、转接架3、调姿架4；底盘1为四边形平面框架结构，Z向柱2由立柱5及其内侧带丝杆传动的升降支撑结构6组成，转接架3由转接骨架7、支撑球头8、Y向释放滑轨9、XY双向释放滑轨10、滑移座11、平面单点调整机构12等组成，调姿架4为平面支撑框架结构；底盘1作为整个六自由度安装平台的放置台面，Z向柱2的立柱5下端固定在底盘1的四角，转接架3的四角的支撑球头8分别与四个Z向柱2上的升降支撑结构6形成球铰结构，调姿架4通过滑移座11固定在转接架3上方；安装时，转接架3沿着Z向柱2做上下平移、翻转运动，平面单点调整机12构带动调姿架4沿转接架3上表面做XY平面内的平移、旋转运动。
所述的转接骨架7是转接架3的主体结构，为方管桁架组成的长方体结构；所述的滑移座11由滑移安装座13、保持架14、钢球15、滑座16组成，保持架14安放钢球15固定在滑移安装座13上，滑座16在滑移安装座13内支撑在钢球15上；所述的平面单点调整机构12由伺服电机17、减速器18、齿轮箱19、驱动齿轮20、主动齿轮21、安装角座22、传动轴23、推动轴24、拉压力传感器25、竖销26、竖销接头27、竖销安装座28、联轴器29等组成，齿轮箱19为“凡”字结构，推动轴24由光杆的导向轴和带螺纹的啮合轴组成，竖销接头27为表面带长圆孔和侧面带连接螺纹孔的平面块，竖销安装座28为“回”形结构；齿轮箱19翼面安装在安装角座22侧面，传动轴23带主动齿轮21与推动轴24带驱动齿轮20平行安装在齿轮箱19内，传动轴23一端通过联轴器29与减速器18、伺服电机17连接，传动轴23中间部位与主动齿轮21键连接，推动轴24一端通过两头带螺杆的拉压力传感器25与竖销接头27连接，推动轴24中间部位与驱动齿轮20形成内外螺纹配合，竖销26通过竖销安装座28***竖销接头27长圆孔内；所述的支撑球头8设置在转接骨架7下平面四角，一个支撑球头8与转接骨架7直连，一个支撑球头7通过Y向释放滑轨9与转接骨架7连接，两个支撑球头8通过XY双向释放滑轨10与转接骨架7连接；滑移座11根据承载安放四至八组在转接骨架7上平面；平面单点调整机构12依据长方向两组、短方向一组通过竖销安装座17安装在各组滑移座11侧面，通过安装角座22安装在转接架上表面。伺服电机17带动传动轴23及其主动齿轮21旋转，主动齿轮21带动驱动齿轮20旋转，驱动齿轮20带动推动轴24前后滑移。
进行发动机或其它结构安装时，可以在调姿架4上设置相关物件的支撑点以固定物件。然后，通过Z向柱2的升降支撑结构6带动转接架3的升降、旋转和平面单点调整机构12带动调姿架4在XY平面内的平移、旋转，实现了对象在空间的六自由度安装。
Claims (1)
1.一种六自由度安装平台，包括底盘、四个Z向柱、转接架、调姿架，其特征在于底盘为四边形平面框架结构，Z向柱由立柱及其内侧带丝杆传动的升降支撑结构组成，转接架包括转接骨架、支撑球头、Y向释放滑轨、XY双向释放滑轨、滑移座、平面单点调整机构，调姿架为平面支撑框架结构；底盘上表面为整个六自由度安装平台的放置台面，四个Z向柱固定在底盘的四角，转接架的四角的支撑球头分别与四个Z向柱上的升降支撑结构形成球铰结构，调姿架通过转接架上的滑移座固定在转接架上方；Z向柱上的升降支撑结构带动转接架沿着Z向柱做上下平移、翻转运动，同时平面单点调整机构带动调姿架沿转接架上表面做XY平面内的平移、旋转运动，转接架的主体结构为转接骨架，转接骨架为方管桁架组成的长方体结构；滑移座由滑移安装座、保持架、钢球、滑座组成，保持架安放钢球,并固定在滑移安装座上，滑座在滑移安装座内，并支撑在钢球上；平面单点调整机构由伺服电机、减速器、齿轮箱、驱动齿轮、主动齿轮、安装角座、传动轴、推动轴、拉压力传感器、竖销、竖销接头、竖销安装座、联轴器组成，齿轮箱为“凡”字结构，推动轴由光杆的导向轴和带螺纹的啮合轴组成，竖销接头为表面带长圆孔和侧面带连接螺纹孔的平面块，竖销安装座为“回”形结构；齿轮箱翼面安装在安装角座侧面，传动轴上安装主动齿轮，推动轴上安装驱动齿轮，传动轴与推动轴平行安装在齿轮箱内，传动轴一端通过联轴器与减速器、伺服电机连接，传动轴中间部位与主动齿轮键连接，推动轴一端通过两头带螺杆的拉压力传感器与竖销接头连接，推动轴中间部位与驱动齿轮形成内外螺纹配合，竖销通过竖销安装座***竖销接头长圆孔内；支撑球头设置在转接骨架下平面的四个角上，一个支撑球头与转接骨架直连，一个支撑球头通过Y向释放滑轨与转接骨架连接，两个支撑球头通过XY双向释放滑轨与转接骨架连接；根据承载力安放四至八组滑移座在转接骨架上平面；平面单点调整机构依据长方向两组、短方向一组通过竖销安装座安装在各组滑移座侧面，通过安装角座安装在转接架上表面，伺服电机带动传动轴及其主动齿轮旋转，主动齿轮带动驱动齿轮旋转，驱动齿轮带动推动轴前后滑移。
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