CN114800562B - 一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人及其工作方法。现有装配机器人难以在空间狭小的飞机翼盒中进行紧固件安装。该装配机器人包括基座、高度调节组件、横梁和机械臂。横梁的内端与基座构成沿竖直方向滑动的滑动副。横梁由高度调节组件驱动进行升降。机械臂包括大回转轴、第一驱动组件、大回转连杆、第二驱动组件、上臂连杆、第三驱动组件、下臂连杆、第四驱动组件、手部连杆、第五驱动组件和末端装配工具。本发明通过在机械臂的首端设置能够绕水平轴周转的大回转轴,使得机械臂既能够向下伸入工艺孔,又能够向上伸入工艺孔,且保持末端装配工具工作部位的朝向不变;进而在机器人位置不变的情况下实现工艺孔上方和下方的紧固件安装。
Description
技术领域
本发明属于飞机翼盒生产设备技术领域,具体涉及一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人。
背景技术
对于飞机翼盒部件,为了表面保持光滑平整,需要将螺母等紧固件安装在内部。沿翼展方向,通常在翼盒侧面每隔一段距离开设有工艺孔,便于工人的手臂伸入内部进行操作。由于翼盒内部空间狭小,此种装配作业目前主要采用人工方式完成。但是,飞机翼盒内紧固件装配作业工作量大,工作重复枯燥,人工消耗量大,效率不高,经济效益低,迫切需要实现自动化。采用机器人进行紧固装配无疑是一种优选方案,然而目前市场上的SCARA和6R串联工业机器人等,大臂小臂长度大,主要适用于外部装配操作作业,不适合狭窄的内部装配。正基于此,急需设计一种可伸入翼盒内部装配机器人及其方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人。
本发明一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人,包括基座、高度调节组件、横梁和机械臂。横梁的内端与基座构成沿竖直方向滑动的滑动副。横梁由高度调节组件驱动进行升降。
所述的机械臂包括大回转轴、大回转连杆、第一驱动组件、上臂连杆、第二驱动组件、下臂连杆、第三驱动组件、手部连杆、第四驱动组件和末端装配工具。能够360°周转的大回转轴支承在横梁的外端。大回转轴的轴线水平设置。大回转轴的外端与大回转连杆固定。上臂连杆的内端与大回转连杆的外端构成第一转动副。下臂连杆的内端与上臂连杆的外端构成第二转动副。手部连杆的内端与下臂连杆的外端构成第三转动副。第一转动副、第二转动副和第三转动副的公共轴线相互平行,且垂直于大回转轴的轴线。末端装配工具安装在手部连杆上,用于进行紧固件的安装作业。大回转轴、大回转连杆、上臂连杆、下臂连杆、手部连杆均能够在动力元件的驱动下旋转,使得末端装配工具24能够通过工艺孔伸入到飞机翼盒的内部进行工作。上臂连杆、下臂连杆的转动半径均为100~150mm;工作状态下,大回转轴的轴线与飞机翼盒的工艺孔对齐,上臂连杆、下臂连杆和手部连杆均通过工艺孔伸入飞机翼盒内;在上臂连杆、下臂连杆与手部连杆朝向相反的状态下,大回转轴能够带动手部连杆在飞机翼盒内周转。
作为优选,所述的上臂连杆和下臂连杆的结构相同,包括一体成型的内端部块、中间倾斜部、外端部块。内端部块、外端部块的内端与中间倾斜部的两端分别连接。中间倾斜部使得内端部块与外端部块相互错开。中间倾斜部的一侧开设有电机安装槽,用于安装电机。中间倾斜部的另一侧开设有带传动组件安装槽,用于安装带传动组件。电机安装槽的两侧形成两块第一肋板。带传动组件安装槽的两侧形成两块第二肋板。上臂连杆上的外端部块位于内端部块靠近大回转连杆的那一侧。下臂连杆上的外端部块位于内端部块靠近上臂连杆的那一侧。
作为优选,所述的大回转轴由第一驱动组件驱动旋转。第一驱动组件包括第二带传动组件和第二电机。第二带传动组件包括第二带轮和第二同步带。其中一个第二带轮固定在大回转轴上,另一个第二带轮支承在横梁的外端并由第二电机驱动。两个第二带轮通过第二同步带连接。上臂连杆由第二驱动组件驱动旋转。第二驱动组件包括第三带传动组件和第三电机。第三带传动组件包括第三带轮和第三同步带。其中一个第三带轮固定在上臂连杆的内端,另一个第三带轮支承在大回转连杆上并由第三电机驱动。两个第三带轮通过第三同步带连接。第三电机固定在大回转连杆上。下臂连杆由第三驱动组件驱动旋转。第三驱动组件包括第四带传动组件和第四电机。第四带传动组件包括第四带轮和第四同步带。其中一个第四带轮固定在下臂连杆的内端,另一个第四带轮支承在上臂连杆上并由第四电机驱动。两个第四带轮通过第四同步带连接。第四电机固定在上臂连杆上。手部连杆由第四驱动组件驱动旋转。第四驱动组件包括第五带传动组件和第五电机。第五带传动组件包括第五带轮和第五同步带。其中一个第五带轮固定在手部连杆的内端,另一个第五带轮支承在下臂连杆上并由第五电机驱动。两个第五带轮通过第五同步带连接。第五电机固定在上臂连杆上。
作为优选,所述的基座包括脚轮、底盘、立框、加强框和导轨。底盘的底部安装有多个脚轮。脚轮中的一个或多个为万向轮。竖直设置的立框的底端与底盘顶部的尾端固定。两个加强框分别安装在底盘顶部的两侧。加强框的两端与底盘、立框分别固定。立框的内侧固定有竖直设置的两根导轨。横梁的内端通过两个滑块与两根导轨分别滑动连接。
作为优选,所述的高度调节组件包括第一电机和第一带传动组件。第一带传动组件包括第一带轮和第一同步带。两个第一带轮分别支承在立框的顶部、底部,并通过第一同步带连接。下方的第一带轮由第一电机驱动旋转。第一同步带与横梁的内端固定。
作为优选,所述横梁的外端与底盘的头端对齐。横梁包括内梁板、第一侧梁板、第二侧梁板、中间隔板、端面板、第一耳块和第二耳块。间隔设置且相互平行的第一侧梁板和第二侧梁板均与内梁板的外侧面焊接固定。中间隔板的两侧均一体成型有第一耳块。两个第一耳块分别嵌入第一侧梁板、第二侧梁板上的第一卡接槽。端面板的两侧均一体成型有第二耳块。两个第二耳块分别嵌入第一侧梁板、第二侧梁板上的第二卡接槽。中间隔板位于内梁板与端面板之间。滑块安装在内梁板上。大回转轴安装在中间隔板与端面板之间。第一驱动组件安装在中间隔板上。
作为优选,一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人还包括测量模块。所述的测量模块包括测量支架、超声波传感器和相机。测量支架固定在横梁的外端,且与大回转连杆并排设置。相机和多个超声波传感器均安装在测量支架的外端。
该可伸入翼盒内的自动化装配机器人的工作方法,包括以下步骤:
步骤一、大回转轴、上臂连杆、下臂连杆和手部连杆转动,使得手部连杆呈现竖直或倾斜朝向下方的姿态,且末端装配工具的工作部位朝向靠近横梁的一侧;
步骤二、高度调节组件带动横梁升降,使得末端装配工具的外端与飞机翼盒上的工艺孔对齐;之后,通过上臂连杆、下臂连杆和手部连杆的转动,使得末端装配工具斜向穿过工艺孔,伸入飞机翼盒的内部;
步骤三、通过横梁的升降,大回转轴、上臂连杆、下臂连杆和手部连杆的转动,使得末端装配工具的工作部位由下至上依次移动到工艺孔下方的各个需要安装的紧固件位置,并装上紧固件;
步骤四、通过上臂连杆、下臂连杆和手部连杆的转动,使得上臂连杆、下臂连杆的外端均倾斜或竖直朝上,而手部连杆的外端倾斜或竖直朝下;
步骤五、大回转轴转动,使得手部连杆的外端由朝向下方变化为朝向上方。
步骤六、通过横梁的升降,大回转轴、上臂连杆、下臂连杆和手部连杆的转动,使得末端装配工具的工作部位由下至上依次移动到工艺孔上方的各个需要安装的紧固件位置,并装上紧固件。
步骤七、通过横梁升降运动、上臂连杆、下臂连杆和手部连杆的转动,机械臂从工艺孔退出到飞机翼盒的外部。
本发明具有的有益效果是:
1、本发明通过在机械臂的首端设置能够绕水平轴周转的大回转轴,使得机械臂既能够向下伸入工艺孔,又能够向上伸入工艺孔,且保持末端装配工具工作部位的朝向不变;进而在机器人位置不变的情况下就依次实现工艺孔上方和下方的内部紧固件安装。同时,上臂连杆和下臂连杆的长度设置为100mm~150mm,使其能够在机翼盒内任意转动,通过将上臂连杆、下臂连杆与手部连杆转动至重叠状态,使得手部连杆随大回转轴转动的范围减小,从而使得手部连杆能够在机翼盒内完成上下翻转,省去了机械臂重复多次进出机翼盒的过程,提高了紧固件的安装效率。
2、本发明通过使用呈S形的上臂连杆和下臂连杆,使得机械臂上动力元件的安装更加紧凑,在保证结构强度的同时减小了机械臂的横向尺寸,使得机械臂在翼盒内部更加紧凑。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明中机械臂的部分结构示意图;
图3a为本发明的侧面工作状态示意图;
图3b为本发明的正面工作状态示意图;
图4为本发明中横梁的结构示意图;
图5为本发明中第一驱动组件和大回转轴的结构示意图;
图6a为本发明中上臂连杆或第二驱动组件其中一侧的立体示意图;
图6b为本发明中上臂连杆或第二驱动组件另一侧的立体示意图;
图7为本发明进行紧固件安装的过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、2、3a和3b所示,一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人,包括基座、高度调节组件、横梁8、测量模块和机械臂。高度调节组件用于调节横梁8的高度。测量模块和机械臂安装在横梁8上,进行飞机翼盒内部紧固件的安装。
基座包括脚轮1、底盘2、立框3、加强框4和导轨。底盘2的底部不同位置安装有三个以上的脚轮1。脚轮1中的一个或多个为万向轮。竖直设置的立框3的底端与底盘2顶部的尾端固定。两个加强框4分别安装在底盘2顶部的两侧。加强框4的两端与底盘2、立框3分别固定。立框3的内侧固定有竖直设置的两根导轨。横梁8的内端通过两个滑块7与两根导轨分别滑动连接。高度调节组件包括第一电机5和第一带传动组件6。第一带传动组件6包括第一带轮和第一同步带。两个第一带轮分别支承在立框3的顶部、底部,并通过第一同步带连接。下方的第一带轮由第一电机5驱动旋转。第一同步带与横梁8的内端固定。
如图1、2、4和5所示,机械臂包括大回转轴11、大回转连杆14、第一驱动组件、上臂连杆17、第二驱动组件、下臂连杆20、第三驱动组件、手部连杆23、第四驱动组件和末端装配工具24。大回转轴11支承在横梁8的外端。大回转轴11的轴线水平,且垂直于横梁8的宽度方向。大回转轴11的外端固定有安装板111。大回转连杆14的内端与安装板111固定。上臂连杆17的内端与大回转连杆14的外端构成第一转动副。下臂连杆20的内端与上臂连杆17的外端构成第二转动副。手部连杆23的内端与下臂连杆20的外端构成第三转动副。第一转动副、第二转动副和第三转动副的公共轴线相互平行,且垂直于大回转轴11的轴线。
末端装配工具24安装在手部连杆23上。末端装配工具24末端设置有电动螺母安装器,用于进行紧固件的安装作业。大回转轴11、大回转连杆14、上臂连杆17、下臂连杆20、手部连杆23均能够在动力元件的驱动下旋转,使得末端装配工具24能够灵活地伸入到飞机翼盒25内部的装配位置进行工作。由于大回转轴11能够360°旋转,故机械臂能够绕水平轴线任意旋转,使得末端装配工具24既能够向下伸入到机翼盒25内,又能向上伸入到机翼盒25内,还能够在将上臂连杆17、下臂连杆20的外端朝向与手部连杆23的外端朝向调整至相反状态后,在机翼盒25内直接完成手部连杆23上下朝向的切换,便于机械臂在一次伸入机翼盒之后直接完成检修孔上下两侧的紧固件安装。
上臂连杆17、下臂连杆20的转动半径(两端的转动轴线之间的距离)均为100~150mm;手部连杆23的长度为300mm~450mm;将上臂连杆17、下臂连杆20设置为较小长度,使得便上臂连杆17、下臂连杆20在机翼盒内能够通过自身转动直接调整上下朝向,使得大回转轴11的轴线与手部连杆23的中部位置对齐,从而减小大回转轴11转动时手部连杆23覆盖的范围,实现手部连杆23在机翼盒内完成朝向的180°调整。
如图6a和6b所示,上臂连杆和下臂连杆的结构相同,均呈S形结构,包括一体成型的内端部块171、中间倾斜部、外端部块174。内端部块171、外端部块174的内端与中间倾斜部的两端分别连接。中间倾斜部使得内端部块171与外端部块174相互错开。中间倾斜部的一侧开设有电机安装槽173,用于安装电机。中间倾斜部的另一侧开设有带传动组件安装槽176,用于安装带传动组件。电机安装槽173的两侧形成两块第一肋板172。带传动组件安装槽176的两侧形成两块第二肋板175。上臂连杆上的外端部块174位于内端部块171靠近大回转连杆14的那一侧。下臂连杆上的外端部块174位于内端部块171靠近上臂连杆的那一侧。呈S形的上臂连杆和下臂连杆,分别将电机和带传动组件安装在中间倾斜部的两侧,整体结构十分紧凑,使得上臂连杆、下臂连杆和手部连杆在横向上有效叠加组合,节省横向空间,使得机械臂在飞机翼盒25内部紧凑的空间中更加灵活。第一肋板172和第二肋板175在各自形成安装空间的同时能够提高结构的刚度。
上臂连杆17与下臂连杆20的相背侧面最远位置之间在转动轴线方向上的距离小于100mm;现有机翼盒的内部结构设计能够满足人的手臂伸入机翼盒内进行紧固件安装;而安装工人的手臂最宽处大多在肘部位置(宽度大多为100mm~150mm);因此。将机械臂的最大宽度设置为小于100mm,能够确保机械臂完成机翼盒内所有位置的紧固件安装。
大回转轴11由第一驱动组件驱动旋转。第一驱动组件包括第二带传动组件9和第二电机10。第二带传动组件包括第二带轮和第二同步带。其中一个第二带轮固定在大回转轴11上,另一个第二带轮支承在横梁8的外端并由第二电机10驱动。两个第二带轮通过第二同步带连接。
上臂连杆17由第二驱动组件驱动旋转。第二驱动组件包括第三带传动组件16和第三电机15。第三带传动组件包括第三带轮和第三同步带。其中一个第三带轮固定在上臂连杆17的内端,另一个第三带轮支承在大回转连杆14上并由第三电机15驱动。两个第三带轮通过第三同步带连接。第三电机15固定在大回转连杆14上。
下臂连杆20由第三驱动组件驱动旋转。第三驱动组件包括第四带传动组件19和第四电机18。第四带传动组件包括第四带轮和第四同步带。其中一个第四带轮固定在下臂连杆20的内端,另一个第四带轮支承在上臂连杆17上并由第四电机18驱动。两个第四带轮通过第四同步带连接。第四电机18固定在上臂连杆17上。
手部连杆23由第四驱动组件驱动旋转。第四驱动组件包括第五带传动组件22和第五电机21。第五带传动组件包括第五带轮和第五同步带。其中一个第五带轮固定在手部连杆23的内端,另一个第五带轮支承在下臂连杆20上并由第五电机21驱动。两个第五带轮通过第五同步带连接。第五电机21固定在上臂连杆17上。
如图4所示,横梁8的外端与底盘2的头端对齐。底盘2的头端正下方设置有脚轮1;立框后置安装(重量G1),通过横梁连接前端手臂模块,有效地平衡前端重量(G2)。将底盘2的头端正下方的脚轮1称为前脚轮;以前脚轮为支撑点或约束点;前脚轮后方的重力G1对前脚轮所在位置的转矩M1大于机械臂的重力G2对前脚轮所在位置的转矩M2;使得自动化装配机器人在工作过程中保持稳定。安装紧固件产生的紧固扭矩载荷(T)(3N·m),通过底盘2宽度方向的重量进行平衡。
包括内梁板81、第一侧梁板82、第二侧梁板83、中间隔板84、端面板85、第一耳块841和第二耳块851。间隔设置且相互平行的第一侧梁板82和第二侧梁板83均与内梁板81的外侧面焊接固定。中间隔板84的两侧均一体成型有第一耳块841。两个第一耳块841分别嵌入第一侧梁板82、第二侧梁板83上的第一卡接槽,实现固定中间隔板84与第一侧梁板82、第二侧梁板83的固定。端面板85的两侧均一体成型有第二耳块851。两个第二耳块851分别嵌入第一侧梁板82、第二侧梁板83上的第二卡接槽,实现固定端面板85与第一侧梁板82、第二侧梁板83的固定。中间隔板84位于内梁板81与端面板85之间。滑块7安装在内梁板81上。大回转轴11安装在中间隔板84与端面板85之间。第一驱动组件安装在中间隔板84上。第一侧梁板和第二侧梁板上均镂空处理,从而在保证刚度的前提下减少了30%重量。
测量模块包括测量支架、超声波传感器12和相机13。测量支架固定在横梁8的外端,且与大回转连杆14并排设置。相机13和四个超声波传感器12均安装在测量支架的外端。四个超声波传感器12两两一组;两组超声波传感器12分别设置在相机13的左右两侧。测量模块用于确定装配机器人与装配对象(飞机翼盒25)的初始相对位置。
如图7所示,该可伸入翼盒内的自动化装配机器人的工作方法如下:
步骤一、测量模块中的相机和超声波传感器检测飞机翼盒及翼盒上的工艺孔位置。
步骤二、大回转轴11、上臂连杆17、下臂连杆20和手部连杆23转动,使得手部连杆23呈现竖直或倾斜朝向下方的姿态,且末端装配工具24的工作部位朝向靠近横梁的一侧。
步骤三、高度调节组件带动横梁8升降,使得末端装配工具24的外端与飞机翼盒上的工艺孔对齐。之后,通过上臂连杆17、下臂连杆20和手部连杆23的转动,使得末端装配工具24斜向穿过工艺孔,伸入飞机翼盒的内部。
步骤四、通过横梁8的升降,大回转轴11、上臂连杆17、下臂连杆20和手部连杆23的转动,使得末端装配工具24的工作部位由下至上依次移动到工艺孔下方的各个需要安装的紧固件位置,并装上紧固件。
步骤五、上臂连杆17与下臂连杆20反向等速转动,使得上臂连杆17由倾斜向下的姿态调整为倾斜向上的姿态,而下臂连杆20和手部连杆23保持朝向不变;之后,下臂连杆20与手部连杆23反向等速转动,使得下臂连杆20由向下的姿态调整为向上的姿态,而手部连杆23保持朝向不变,使得手部连杆23与上臂连杆17、下臂连杆20呈现重叠的状态,减小大回转轴11带动机械臂转动时覆盖的范围。
步骤六、大回转轴11转动180°,使得手部连杆23由朝向下方变化为朝向上方。
步骤七、通过横梁8的升降,大回转轴11、上臂连杆17、下臂连杆20和手部连杆23的转动,使得末端装配工具24的工作部位由下至上依次移动到工艺孔上方的各个需要安装的紧固件位置,并装上紧固件。
步骤八、完成工艺孔上方的各个紧固件安装后,通过横梁8升降运动、上臂连杆17、下臂连杆20和手部连杆23的转动,机械臂从工艺孔退出到飞机翼盒的外部。
Claims (6)
1.一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人,包括基座、高度调节组件、横梁(8)和机械臂;其特征在于:所述横梁(8)的内端与基座构成沿竖直方向滑动的滑动副;横梁(8)由高度调节组件驱动进行升降;
所述的机械臂包括大回转轴(11)、大回转连杆(14)、上臂连杆(17)、下臂连杆(20)、手部连杆(23)和末端装配工具(24);能够360°周转的大回转轴(11)支承在横梁(8)的外端;大回转轴(11)的轴线水平设置;大回转轴(11)的外端与大回转连杆(14)固定;上臂连杆(17)的内端与大回转连杆(14)的外端构成第一转动副;下臂连杆(20)的内端与上臂连杆(17)的外端构成第二转动副;手部连杆(23)的内端与下臂连杆(20)的外端构成第三转动副;第一转动副、第二转动副和第三转动副的公共轴线相互平行,且垂直于大回转轴(11)的轴线;末端装配工具(24)安装在手部连杆(23)上,用于进行紧固件的安装作业;大回转轴(11)、上臂连杆(17)、下臂连杆(20)、手部连杆(23)均能够在动力元件的驱动下旋转,使得末端装配工具(24)能够通过工艺孔伸入到飞机翼盒(25)的内部进行工作;上臂连杆(17)、下臂连杆(20)的转动半径均为100~150mm;工作状态下,大回转轴(11)的轴线与飞机翼盒(25)的工艺孔对齐,上臂连杆(17)、下臂连杆(20)和手部连杆(23)均通过工艺孔伸入飞机翼盒(25)内;在上臂连杆(17)、下臂连杆(20)与手部连杆(23)朝向相反的状态下,大回转轴(11)能够带动手部连杆(23)在飞机翼盒(25)内周转;
所述的上臂连杆和下臂连杆的结构相同,包括一体成型的内端部块(171)、中间倾斜部、外端部块(174);内端部块(171)、外端部块(174)的内端与中间倾斜部的两端分别连接;中间倾斜部使得内端部块(171)与外端部块(174)相互错开;中间倾斜部的一侧开设有电机安装槽(173),用于安装电机;中间倾斜部的另一侧开设有带传动组件安装槽(176),用于安装带传动组件;电机安装槽(173)的两侧形成两块第一肋板(172);带传动组件安装槽(176)的两侧形成两块第二肋板(175);上臂连杆上的外端部块(174)位于内端部块(171)靠近大回转连杆(14)的那一侧;下臂连杆上的外端部块(174)位于内端部块(171)靠近上臂连杆的那一侧;
所述的大回转轴(11)由第一驱动组件驱动旋转;第一驱动组件包括第二带传动组件(9)和第二电机(10);第二带传动组件包括第二带轮和第二同步带;其中一个第二带轮固定在大回转轴(11)上,另一个第二带轮支承在横梁(8)的外端并由第二电机(10)驱动;两个第二带轮通过第二同步带连接;上臂连杆(17)由第二驱动组件驱动旋转;第二驱动组件包括第三带传动组件(16)和第三电机(15);第三带传动组件包括第三带轮和第三同步带;其中一个第三带轮固定在上臂连杆(17)的内端,另一个第三带轮支承在大回转连杆(14)上并由第三电机(15)驱动;两个第三带轮通过第三同步带连接;第三电机(15)固定在大回转连杆(14)上;下臂连杆(20)由第三驱动组件驱动旋转;第三驱动组件包括第四带传动组件(19)和第四电机(18);第四带传动组件包括第四带轮和第四同步带;其中一个第四带轮固定在下臂连杆(20)的内端,另一个第四带轮支承在上臂连杆(17)上并由第四电机(18)驱动;两个第四带轮通过第四同步带连接;第四电机(18)固定在上臂连杆(17)上;手部连杆(23)由第四驱动组件驱动旋转;第四驱动组件包括第五带传动组件(22)和第五电机(21);第五带传动组件包括第五带轮和第五同步带;其中一个第五带轮固定在手部连杆(23)的内端,另一个第五带轮支承在下臂连杆(20)上并由第五电机(21)驱动;两个第五带轮通过第五同步带连接;第五电机(21)固定在上臂连杆(17)上。
2.根据权利要求1所述的一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人,其特征在于:所述的基座包括脚轮(1)、底盘(2)、立框(3)、加强框(4)和导轨;底盘(2)的底部安装有多个脚轮(1);脚轮(1)中的一个或多个为万向轮;竖直设置的立框(3)的底端与底盘(2)顶部的尾端固定;两个加强框(4)分别安装在底盘(2)顶部的两侧;加强框(4)的两端与底盘(2)、立框(3)分别固定;立框(3)的内侧固定有竖直设置的两根导轨;横梁(8)的内端通过两个滑块(7)与两根导轨分别滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人,其特征在于:所述的高度调节组件包括第一电机(5)和第一带传动组件(6);第一带传动组件(6)包括第一带轮和第一同步带;两个第一带轮分别支承在立框(3)的顶部、底部,并通过第一同步带连接;下方的第一带轮由第一电机(5)驱动旋转;第一同步带与横梁(8)的内端固定。
4.根据权利要求1所述的一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人,其特征在于:所述横梁(8)的外端与底盘(2)的头端对齐;横梁(8)包括内梁板(81)、第一侧梁板(82)、第二侧梁板(83)、中间隔板(84)、端面板(85)、第一耳块(841)和第二耳块(851);间隔设置且相互平行的第一侧梁板(82)和第二侧梁板(83)均与内梁板(81)的外侧面焊接固定;中间隔板(84)的两侧均一体成型有第一耳块(841);两个第一耳块(841)分别嵌入第一侧梁板(82)、第二侧梁板(83)上的第一卡接槽;端面板(85)的两侧均一体成型有第二耳块(851);两个第二耳块(851)分别嵌入第一侧梁板(82)、第二侧梁板(83)上的第二卡接槽;中间隔板(84)位于内梁板(81)与端面板(85)之间;滑块(7)安装在内梁板(81)上;大回转轴(11)安装在中间隔板(84)与端面板(85)之间;第一驱动组件安装在中间隔板(84)上。
5.根据权利要求1所述的一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人,其特征在于:一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人还包括测量模块;所述的测量模块包括测量支架、超声波传感器(12)和相机(13);测量支架固定在横梁(8)的外端,且与大回转连杆(14)并排设置;相机(13)和多个超声波传感器(12)均安装在测量支架的外端。
6.如权利要求1所述的一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人的工作方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、大回转轴(11)、上臂连杆(17)、下臂连杆(20)和手部连杆(23)转动,使得手部连杆(23)呈现竖直或倾斜朝向下方的姿态,且末端装配工具(24)的工作部位朝向靠近横梁的一侧;
步骤二、高度调节组件带动横梁(8)升降,使得末端装配工具(24)的外端与飞机翼盒上的工艺孔对齐;之后,通过上臂连杆(17)、下臂连杆(20)和手部连杆(23)的转动,使得末端装配工具(24)斜向穿过工艺孔,伸入飞机翼盒的内部;
步骤三、通过横梁(8)的升降,大回转轴(11)、上臂连杆(17)、下臂连杆(20)和手部连杆(23)的转动,使得末端装配工具(24)的工作部位由下至上依次移动到工艺孔下方的各个需要安装的紧固件位置,并装上紧固件;
步骤四、通过上臂连杆(17)、下臂连杆(20)和手部连杆(23)的转动,使得上臂连杆(17)、下臂连杆(20)的外端均倾斜或竖直朝上,而手部连杆(23)的外端倾斜或竖直朝下;
步骤五、大回转轴(11)转动,使得手部连杆(23)的外端由朝向下方变化为朝向上方;
步骤六、通过横梁(8)的升降,大回转轴(11)、上臂连杆(17)、下臂连杆(20)和手部连杆(23)的转动,使得末端装配工具(24)的工作部位由下至上依次移动到工艺孔上方的各个需要安装的紧固件位置,并装上紧固件;
步骤七、通过横梁(8)升降运动、上臂连杆(17)、下臂连杆(20)和手部连杆(23)的转动,机械臂从工艺孔退出到飞机翼盒的外部。
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