大型部段数控调姿对接装配系统技术方案

本发明专利技术的大型部段数控调姿对接装配系统包括至少一套平尾对接系统；所述平尾对接系统包括三个数控定位器和平尾支撑固定机构；所述三个数控定位器呈三角形排布，所述平尾支撑固定机构分别通过球铰链与所述三个数控定位器连接。

Numerical control posture alignment and assembly system for large parts

The invention of the large section of CNC adjusting assembly system includes at least a tail docking system; the tail docking system includes three NC positioner and tail support fixing mechanism; the three NC positioner in triangular arrangement, the horizontal support fixing mechanism are respectively connected by a ball hinge and the three NC locator.

【技术实现步骤摘要】
大型部段数控调姿对接装配系统
本专利技术涉及大型装备装配
，具体涉及一种大型部段数控调姿对接装配系统。
技术介绍
目前，在飞机、火箭装配工装行业还没有固定品牌和型号的通用产品，相关装配设备的设计开发，只能在没有成品参照的情况下，根据客户提供的技术参数和具体要求，进行全新的设计研发。现有技术中，飞机大部件装配往往采用一种12驱动、6驱动冗余的定位器式调姿机构。12驱动定位器式调姿机构弥补了传统串并混联机构工作空间小的不足，但该调姿机构驱动电机数过多，整个调姿机构需要安装12个伺服电机，联动控制要求高，控制系统复杂，造成安装维护成本高。实际工程应用时，机身位姿往往离其目标位姿较近，位姿调整量很小，调姿过程中，调姿机构不存在奇异点；而且调姿过程缓慢，动力学曲线不存在突变。因此，12驱动定位器式调姿机构存在较多的驱动浪费，没有很好的利用冗余驱动机构的优点。中国专利申请201510928666.8记载了“一种六自由度无冗余驱动的机身自动调姿机构”，用于承载飞机大部件的连接托架下设置4个定位器，这些定位器中布置了6个主动驱动轴，驱动方式为“3-2-1-0”，前三个定位器中不加装伺服电机和减速机的轴为自由运动轴，第四个定位器的三个轴全为自由运动轴，从4个定位器及托架组成的并联机构原理上来看，这个定位器是冗余的，不起作用，结构冗余容易导致托架四个支撑点之间产生过多的协调内力，该专利方案不太适合机翼大部件调姿对接装配场合。。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大型部段数控调姿对接装配系统，旨在解决大型部段装配过程中位姿调整机构冗余驱动过多，联动控制要求高，控制系统复杂的问题。为了达到上述的目的，本专利技术提供一种大型部段数控调姿对接装配系统，其特征在于，包括至少一套平尾对接系统；所述平尾对接系统包括三个数控定位器和平尾支撑固定机构；所述三个数控定位器呈三角形排布，所述平尾支撑固定机构分别通过球铰链与所述三个数控定位器连接。上述大型部段数控调姿对接装配系统，其中，所述三个数控定位器均采用三直角坐标轴串联构型的POGO柱，且所述三个数控定位器的主动轴布局方式为“3-2-1”，即一个数控定位器的三个轴全部为驱动轴，另一个数控定位器有两个轴为驱动轴，第三个数控定位器只有一个轴为驱动轴。上述大型部段数控调姿对接装配系统，其中，平尾支撑固定机构包括托举装置、柔性夹持装置和和伺服电机，所述柔性夹持装置通过铰链与所述托举装置连接；所述伺服电机与所述柔性夹持装置连接，用于驱动所述柔性夹持装置运动。上述大型部段数控调姿对接装配系统，其中，所述柔性夹持装置包括平行四边形机构和柔性夹持头；所述平行四边形机构与铰链连接，所述柔性夹持头与所述平行四边形机构连接；所述伺服电机与所述平行四边形机构连接。上述大型部段数控调姿对接装配系统，其中，所述柔性夹持头的顶部安装有弹性柔顺装置和压力传感器。上述大型部段数控调姿对接装配系统，其中，所述托举装置包括托举板和横梁，所述托举板的两端各设有一所述横梁，所述横梁固定在所述托举板上；所述横梁的两端各设有一所述柔性夹持装置。上述大型部段数控调姿对接装配系统，其中，所述托举板为梯形平面板，在梯形平面板两条平行边边缘上各设置一所述横梁。与现有技术相比，本专利技术的技术有益效果是：1、三个定位器与所述平尾支撑固定机构共同组成的并联机构，具备6个主动主动轴，3个自由从动轴，从机构原理上分析可知，该并联机构系统为恰驱动系统，即6个主动驱动实现平尾的6个空间刚体位置和姿态自由度的调整，恰驱动系统机构运动学解算与运动控制编程均简单可行；2、三个定位器是最简单可行的组合方式，因为多一个定位器或者会增加结构冗余、或者会驱动冗余，前者结构冗余容易导致托架四个支撑点之间产生过多的协调内力，后者驱动冗余就会带来联动控制要求高的问题；少一个定位器则一方面两点无法支撑大型部段，另一方面两个定位器无法实现平尾六自由度调姿。附图说明本专利技术的大型部段数控调姿对接装配系统由以下的实施例及附图给出。图1是本专利技术较佳实施例的大型部段数控调姿对接装配系统的结构示意图。图2是本专利技术较佳实施例中平尾支撑固定机构的结构示意图。图3是本专利技术较佳实施例中托举装置的结构示意图。图4是本专利技术较佳实施例中柔性夹持装置的结构示意图。具体实施方式以下将结合图1～图4对本专利技术的大型部段数控调姿对接装配系统作进一步的详细描述。图1所示为本专利技术较佳实施例的大型部段数控调姿对接装配系统的结构示意图。所述大型部段数控调姿对接装配系统包括至少一套平尾对接系统1。参见图1，所述平尾对接系统1包括三个数控定位器2和平尾支撑固定机构3；所述三个数控定位器2呈三角形排布，所述平尾支撑固定机构3分别通过球铰链4与所述三个数控定位器2连接。本实施例中，所述大型部段数控调姿对接装配系统用于为飞机对接机翼，在飞机两侧各设置一套平尾对接系统1，即本实施例的大型部段数控调姿对接装配系统包括两套平尾对接系统1，对称分布在飞机两侧。三个数控定位器2分布在同一三角形的三个顶点位置。所述平尾支撑固定机构3通过三个球铰链4分别与所述三个数控定位器2的末端铰连接。所述三个数控定位器2均采用三直角坐标轴串联构型的POGO柱，且所述三个数控定位器2的主动轴布局方式为“3-2-1”，即一个数控定位器的三个轴全部为驱动轴，另一个数控定位器有两个轴（Y向和Z向）为驱动轴，第三个数控定位器只有一个轴（Z向）为驱动轴，该“3-2-1”主动轴布局方式可恰好实现大型部段的六自由度位姿调整，控制简单可行。坐标系定义如图1所示。图2所示为本专利技术较佳实施例中平尾支撑固定机构的结构示意图。所述平尾支撑固定机构包括托举装置5、柔性夹持装置6和伺服电机10，所述柔性夹持装置6通过铰链7与所述托举装置5连接；所述伺服电机10与所述柔性夹持装置6连接，用于驱动所述柔性夹持装置6运动。所述托举装置5通过三个球铰链4分别与所述三个数控定位器2的末端铰连接。本实施例中，所述柔性夹持装置6为四个，四个所述柔性夹持装置6均通过一铰链7与所述托举装置5连接。图3所示为本专利技术较佳实施例中托举装置的结构示意图。参见图3，所述托举装置5包括托举板51和横梁52，所述托举板51的两端各设有一所述横梁52，所述横梁52固定在所述托举板51上；所述横梁52的两端各设有一所述柔性夹持装置6，所述柔性夹持装置6通过铰链7与所述横梁52连接；所述托举板51通过三个球铰链4分别与所述三个数控定位器2的末端铰连接。本实施例中，所述托举板51为梯形平面板，在梯形平面板两条平行边边缘上各设置一所述横梁52。由于本实施例的大型部段数控调姿对接装配系统用于为飞机对接机翼，根据机翼外形轮廓特点，所述托举板51的形状设计为梯形平面板，所述托举装置5与机翼外形轮廓相匹配。若所述大型部段数控调姿对接装配系统用于对接其他大型部段，所述托举板51可设计为其他形状，与对接的大型部段的外形轮廓相匹配。所述横梁52的上表面设有弓形曲面53，与支撑于其上的机翼的外形相匹配，可更稳固地支撑对接大型部段。图4所示为本专利技术较佳实施例中柔性夹持装置的结构示意图。参见图4，所述柔性夹持装置包括平行四边形机构8和柔性夹持头9；所述平行四边形机构8与铰链7连接，所述柔性夹持头9与所述平行四边形机构8连接；所述伺服电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
大型部段数控调姿对接装配系统，其特征在于，包括至少一套平尾对接系统；所述平尾对接系统包括三个数控定位器和平尾支撑固定机构；所述三个数控定位器呈三角形排布，所述平尾支撑固定机构分别通过球铰链与所述三个数控定位器连接。

【技术特征摘要】
1.大型部段数控调姿对接装配系统，其特征在于，包括至少一套平尾对接系统；所述平尾对接系统包括三个数控定位器和平尾支撑固定机构；所述三个数控定位器呈三角形排布，所述平尾支撑固定机构分别通过球铰链与所述三个数控定位器连接。2.如权利要求1所述的大型部段数控调姿对接装配系统，其特征在于，所述三个数控定位器均采用三直角坐标轴串联构型的POGO柱，且所述三个数控定位器的主动轴布局方式为“3-2-1”，即一个数控定位器的三个轴全部为驱动轴，另一个数控定位器有两个轴为驱动轴，第三个数控定位器只有一个轴为驱动轴。3.如权利要求1所述的大型部段数控调姿对接装配系统，其特征在于，平尾支撑固定机构包括托举装置、柔性夹持装置和和伺服电机，所述柔性夹持装置通过铰链与所述托举装置连接；所述伺服电机与所述柔性夹持装置连...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄顺舟，王力，赵维刚，郭立杰，苏达，
申请(专利权)人：上海航天设备制造总厂，
类型：发明
国别省市：上海,31