直升机升力系统的地面自动化装配系统及方法技术方案

本申请特别涉及一种直升机升力系统的地面自动化装配系统及方法，包括：工作平台，调姿模块，用于调整直升机升力系统的待装配部件；检测模块，检测待装配部件的特征数据并确定实际位姿；集控模块，控制工作平台处于打开状态时，将主减速器吊装至调姿工装位置，工作平台处于合拢状态时，将自动倾斜器吊装至主减速器上方的第一目标安装位置，基于第一位姿将自动倾斜器与主减速器的安装位置对齐，将主桨毂吊装至主减速器上方的第二目标安装位置，基于第二位姿将主桨毂与主减速器的安装位置对齐，控制工作平台处于打开状态，利用龙门吊车吊装直升机升力系统离开当前装配站位。由此，解决了升力系统的地面装配效率低、精度低，无法满足装配需求等问题。装配需求等问题。装配需求等问题。

【技术实现步骤摘要】
直升机升力系统的地面自动化装配系统及方法


[0001]本申请涉及自动化装配领域，特别涉及一种直升机升力系统的地面自动化装配系统及方法。

技术介绍

[0002]升力系统是直升机的核心组件，用于改变传动方向、传递发动机功率和产生升力，主要由主减速器、自动倾斜器和主桨毂(已安装旋翼)三个核心部件组成。其中，主桨毂和自动倾斜器安装在主减速器上，自动倾斜器的球铰中心孔与主减速器的输出轴精加工配合面以套合的方式连接，主桨毂与主减速器通过精密齿型花键进行连接，自动倾斜器和主桨毂与主减速器的配合公差一般为H8/f7，装配精度要求较高。
[0003]相关技术中，在地面装配过程中，升力系统的主减速器、自动倾斜器和主桨毂通常在装配站内完成组装，然后将装配完成的升力系统转运至直升机总装站。
[0004]然而，当前升力系统的地面装配还存在以下问题：
[0005](1)自动倾斜器和主桨毂重量大，通过人工与位置控制吊车配合的方式难以准确调整其位置和姿态，从而导致自动倾斜器与主减速器的对齐困难；
[0006](2)自动倾斜器和主桨毂部件形状不规则，与主减速器存在多个连接点，在人工与位置控制吊车的配合方式中，由于最小调整量过大，容易导致自动倾斜器和主桨毂与主减速器发生碰撞，从而导致装配损伤；
[0007](3)装配过程主要依赖人工观察、多次调整和试装才能完成，缺乏有效的测量辅助装配手段，并且依赖模拟量传递的反复比试和调试，从而导致装配效率低且装配周期长。

技术实现思路

[0008]本申请提供一种直升机升力系统的地面自动化装配系统及方法，以解决相关技术中的直升机升力系统的地面装配效率低、精度低，无法满足生产效率及直升机的装配需求等问题。
[0009]本申请第一方面实施例提供一种直升机升力系统的地面自动化装配系统，包括：
[0010]工作平台，所述工作平台包括打开状态和合拢状态；
[0011]调姿模块，用于调整直升机升力系统的待装配部件，所述待装配部件包括主减速器、自动倾斜器、主桨毂；
[0012]检测模块，检测所述待装配部件的特征数据，并根据所述特征数据确定所述待装配部件的实际位姿；以及
[0013]集控模块，用于控制所述工作平台处于所述打开状态，并通过所述调姿模块将所述主减速器吊装至调姿工装位置，并控制所述工作平台处于所述合拢状态，并通过所述调姿模块将所述自动倾斜器吊装至所述主减速器上方的第一目标安装位置，并基于所述检测组件检测到的第一位姿将所述自动倾斜器与所述主减速器的安装位置对齐，通过所述调姿模块将所述主桨毂吊装至所述主减速器上方的第二目标安装位置，并基于所述检测组件检
测到的第二位姿将所述主桨毂与所述主减速器的安装位置对齐，并控制所述工作平台处于所述打开状态，利用所述调姿模块装所述直升机升力系统离开当前装配站位。
[0014]根据本申请的一个实施例，所述调姿模块，包括：
[0015]龙门吊车，所述龙门吊车具有位置控制模式与力矩控制模式，在所述位置控制模式将所述主减速器吊装至调姿工装位置，或者将所述自动倾斜器和所述主桨毂吊装至所述主减速器，在所述力矩控制模式用于将所述自动倾斜器与所述主减速器的安装位置对齐，或者将所述主桨毂与所述主减速器的安装位置对齐；
[0016]调姿定位器，用于调整所述主减速器的初始位姿，所述调姿定位器通过主减速器固定工装与所述主减速器固定。
[0017]根据本申请的一个实施例，所述龙门吊车通过柔性吊装工装与所述自动倾斜器或所述主桨毂连接固定。
[0018]根据本申请的一个实施例，柔性吊装工装具有多个吊点。
[0019]根据本申请的一个实施例，所述检测模块，包括激光跟踪仪和数据处理单元，其中，
[0020]所述激光跟踪仪用于检测所述主减速器输出轴外轮廓多点的空间坐标，并利用所述数据处理单元拟合所述主减速器输出轴外轮廓多点的空间坐标得到所述主减速器的输出轴轴线。
[0021]根据本申请的一个实施例，所述激光跟踪仪用于检测所述自动倾斜器连接端面上多点的空间坐标，并通过所述数据处理单元拟合所述自动倾斜器连接端面上多点的空间坐标得到所述自动倾斜器的连接面法向重合。
[0022]根据本申请的一个实施例，所述激光跟踪仪用于检测所述主桨毂连接端面上多点的空间坐标，并通过所述数据处理单元拟合主桨毂连接端面上多点的空间坐标得到所述主桨毂的连接面法向重合。
[0023]根据本申请实施例的直升机升力系统的地面自动化装配系统，包括工作平台，调姿模块，用于调整直升机升力系统的待装配部件；检测模块，检测待装配部件的特征数据并确定实际位姿；集控模块，控制工作平台处于打开状态时，将主减速器吊装至调姿工装位置，工作平台处于合拢状态时，将自动倾斜器吊装至主减速器上方的第一目标安装位置，基于第一位姿将自动倾斜器与主减速器的安装位置对齐，将主桨毂吊装至主减速器上方的第二目标安装位置，基于第二位姿将主桨毂与主减速器的安装位置对齐，控制工作平台处于打开状态，利用龙门吊车吊装直升机升力系统离开当前装配站位。由此，解决了直升机升力系统的地面装配效率低、精度低，无法满足装配需求等问题，基于具有位置控制与力矩控制两种工作模式的龙门吊车和数控定位器，并结合高精度的自动倾斜器、主桨毂断面法线与主减速器的输出轴轴线的测量能力，提升了直升机升力系统的高灵敏性、高精度的位姿调整能力以及自动化装配精度。
[0024]本申请第二方面实施例提供一种直升机升力系统的地面自动化装配方法，其特征在于，采用如上述实施例中任一项所述的直升机升力系统的地面自动化装配系统，其中，所述方法包括以下步骤：
[0025]控制所述工作平台处于开启状态，并控制龙门吊车切换至位置控制工作模式，并利用所述龙门吊车吊装所述主减速器至调姿工装位置，并将所述主减速器通过主减速器固
定工装与调姿定位器连接；
[0026]控制所述工作平台处于合拢状态，并利用所述龙门吊车吊装自动倾斜器至所述主减速器上方的第一目标安装位置，并检测悬吊状态下所述自动倾斜器的连接面法向姿态，并基于所述自动倾斜器的连接面法向姿态，通过调姿定位器调整所述主减速器的输出轴轴线与所述自动倾斜器的连接面法向重合；
[0027]将所述龙门吊车切换至力矩控制工作模式，将所述自动倾斜器与所述主减速器的安装位置对齐，并将所述龙门吊车切换至所述位置控制工作模式，利用所述龙门吊车吊装主桨毂至主减速器上方的第二目标安装位置，并检测所述悬吊状态下所述主桨毂的连接面法向姿态，并基于所述主桨毂的连接面法向姿态，通过所述调姿定位器调整所述主减速器的输出轴轴线与所述主桨毂的连接面法向重合；以及
[0028]将所述龙门吊车切换至所述力矩控制工作模式，将所述主桨毂与所述主减速器的安装位置对齐，得到直升机升力系统，并控制所述工作平台处于打开状态，利用所述龙门吊车吊装所述直升机升力系统离开当前装配站位。
[0029]根据本申请的一个实施例，所述检测所述待装配部件的特征数据，并根据所述特征数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直升机升力系统的地面自动化装配系统，其特征在于，包括：工作平台，所述工作平台包括打开状态和合拢状态；调姿模块，用于调整直升机升力系统的待装配部件，所述待装配部件包括主减速器、自动倾斜器、主桨毂；检测模块，检测所述待装配部件的特征数据，并根据所述特征数据确定所述待装配部件的实际位姿；以及集控模块，用于控制所述工作平台处于所述打开状态，并通过所述调姿模块将所述主减速器吊装至调姿工装位置，并控制所述工作平台处于所述合拢状态，并通过所述调姿模块将所述自动倾斜器吊装至所述主减速器上方的第一目标安装位置，并基于所述检测组件检测到的第一位姿将所述自动倾斜器与所述主减速器的安装位置对齐，通过所述调姿模块将所述主桨毂吊装至所述主减速器上方的第二目标安装位置，并基于所述检测组件检测到的第二位姿将所述主桨毂与所述主减速器的安装位置对齐，并控制所述工作平台处于所述打开状态，利用所述调姿模块吊装所述直升机升力系统离开当前装配站位。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调姿模块，包括：龙门吊车，所述龙门吊车具有位置控制模式与力矩控制模式，在所述位置控制模式将所述主减速器吊装至调姿工装位置，或者将所述自动倾斜器和所述主桨毂吊装至所述主减速器，在所述力矩控制模式用于将所述自动倾斜器与所述主减速器的安装位置对齐，或者将所述主桨毂与所述主减速器的安装位置对齐；调姿定位器，用于调整所述主减速器的初始位姿，所述调姿定位器通过主减速器固定工装与所述主减速器固定。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述龙门吊车通过柔性吊装工装与所述自动倾斜器或所述主桨毂连接固定。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，柔性吊装工装具有多个吊点。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测模块，包括激光跟踪仪和数据处理单元，其中，所述激光跟踪仪用于检测所述主减速器输出轴外轮廓多点的空间坐标，并利用所述数据处理单元拟合所述主减速器输出轴外轮廓多点的空间坐标得到所述主减速器的输出轴轴线。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述激光跟踪仪用于检测所述自动倾斜器连接端面上多点的空间坐标，并通过所述数据处理单元拟合所述自动倾斜器连接端面上多点的空间坐标得到所述自动倾斜器的连接面法向重合。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述激光跟踪仪用于检测所述主桨毂连接端面...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴丹，吴雷，蒋潇，胡文骐，张继文，黄剑阁，万荣根，
申请(专利权)人：昌河飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：