一种六自由度约束的柔性装配工装制造技术

本实用新型专利技术公开了一种六自由度约束的柔性装配工装，包括柔性支撑机构

【技术实现步骤摘要】
一种六自由度约束的柔性装配工装


[0001]本技术涉及一种装配结构，具体涉及一种柔性装配工装，尤其是涉及一种六自由度约束的柔性装配工装
。

技术介绍

[0002]航天领域光学模块产品具有高精度
、
高稳定性
、
耐高低温
、
抗冲击等多方面的技术要求
。
在地面验证阶段，需要对其进行模拟发射条件下的力学振动条件，例如冲击工况激励
、
正弦振动激励和随机振动激励等
。
为了防止产品损坏，产品与振动试验台之间需要通过工装进行机械连接
。
产品上一般有多个机械接口，可供工装对其进行与试验台的转接，其中三个接口较为常见，可通过三点支撑实现对模块六自由度的约束
。
针对航天领域产品的高精度
、
复杂性等，试验时对于工装的要求也较为严苛
。
工装结构应具备如下特性：（1）工装结构能够克服航天产品因自身重力引起的结构微小变形
。
（2）工装结构能够适应高低温变化引起的变形，保证产品性能不受影响
。
（3）工装结构能够弥补装配过程中产生的装配应力，避免产品试验中因局部应力集中而损坏
。
柔性结构具有良好的动态适应性，它能够释放一定的应力，更好地承受试验中所加载动态载荷的冲击和振动条件，从而减少试验中夹具对产品的影响，使试验结果更加可靠
。
[0003]现有技术申请号为：
CN115789452A<br/>的专利技术公开了一种空间相机碳纤维
Bipod
支撑装置及空间相机装置（下述称为：现有技术1），包括上基座
、
下基座
、
碳纤维杆，所述下基座为两个，每个所述下基座上铰接有一根所述碳纤维杆，所述碳纤维杆的上端铰接在所述上基座上；所述碳纤维杆呈筒状，所述碳纤维杆的侧壁包括多组复合铺层，每组复合铺层包括复合层叠粘接的阻尼铺层和碳纤维铺层
[0004]现有技术中的
Bipod
支撑装置，能够实现对空间相机的支撑和减振，并对空间相机的六个自由度进行约束；但是现有技术中的
Bipod
支撑装置在用于重量大
、
要求刚度大
、
支撑点接口形式不一致的产品，该类支撑装置的支撑刚度和装配形式并不能达到产品试验的要求
。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种六自由度约束的柔性装配工装，其在实际的使用中能够解决现有技术中，刚性工装不能补偿装配过程中产生的应力，振动试验中会对产品造成损坏；而柔性工装存在刚度不足
、
模态基频低，不能满足技术要求的问题
。
同时，在需要对柔性装配工装所约束的产品进行高低温试验时，该柔性工装对于热膨胀系数较大的材料产生的应力和变形也具有一定的补偿效果
。
[0006]为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：
[0007]一种六自由度约束的柔性装配工装，包括柔性支撑机构
、
升降机构和驱动装置；
[0008]柔性支撑机构安装在升降机构上，驱动装置用于驱动升降机构升降，使安装在升降机构上的柔性支撑机构上下直线移动；
[0009]柔性支撑机构包括安装在升降机构上的套筒，套筒的内部安装有柔性杆锥套，柔性杆锥套的内部安装有柔性杆，柔性杆靠近产品的端面与产品连接，远离产品的一面与柔性杆锥套连接；套筒上设置有螺纹孔，螺纹孔内安装有限位螺钉，柔性杆锥套上设置有第二螺纹孔，限位螺钉与第二螺纹孔间隙配合，并对柔性杆锥套进行限位
。
[0010]其中，升降机构包括底板
、
竖直移动部和水平移动部，竖直移动部与水平升降部均安装在底板上，驱动装置与水平移动部连接
。
[0011]进一步优化，水平移动部包括压板
、
轴套和试验架，试验架安装在轴套上，压板安装在底板的左右两端；底板与压板之间形成第一限位区域，第一限位区域内滑动安装有斜坡滑块，斜坡滑块顶面具有一个斜面；驱动装置与斜坡滑块连接，并用于驱动斜坡滑块在第一限位区域内滑动；斜坡滑块的左右两侧安装有导引板，导引板上设置有导槽，两块导引板之间安装有连接轴，连接轴的左右两端滑动安装在导槽中；连接轴上安装有轴承，轴套安装在连接轴上，试验架与竖直移动部的移动端连接，柔性支撑机构安装在试验架上
。
[0012]其中，连接轴的左右两端设置有第一轴肩，安装在两块导引板之间的连接轴在导槽中滑动时，第一轴肩对连接轴起到限位的作用
。
[0013]进一步优化，连接轴相对于斜坡滑块的中线对称设置有第二轴肩，连接轴上设置有挡圈，挡圈与第二轴肩间形成第二限位区域；轴承安装在第二限位区域内
。
[0014]其中，竖直移动部包括竖轨和竖轨滑块，竖轨安装在底板上，竖轨滑块设置在试验架上，竖轨滑块滑动安装在竖轨上
。
[0015]进一步优化，柔性杆与产品连接的端面上设置有开孔，柔性杆远离产品的一面通过螺栓与柔性杆锥套连接
。
[0016]其中，柔性杆锥套上设置有第二螺纹孔
。
[0017]进一步优化，柔性杆上设置有柔性槽
。
[0018]其中，柔性杆的直径从与产品连接的端面到与柔性杆锥套连接的端面呈阶梯式增加
。
[0019]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0020]在本技术中，柔性支撑机构安装在升降机构上，驱动装置用于驱动升降机构升降，使安装在升降机构上的柔性支撑机构上下直线移动；柔性支撑机构包括安装在升降机构上的套筒，套筒的内部安装有柔性杆锥套，柔性杆锥套的内部安装有柔性杆；在对产品进行支撑时，先将套筒用螺栓安装在升降机构上，安装在柔性杆锥套中的柔性杆靠近产品的端面与产品连接，远离产品的一面与柔性杆锥套连接；套筒上设置有螺纹孔，在本技术中，螺纹孔的数量有三个，螺纹孔内安装有限位螺钉；柔性杆锥套上设置有第二螺纹孔，第二螺纹孔与限位螺钉间隙配合，并对柔性杆锥套进行限位
。
在产品和柔性工装装配的过程中，限位螺钉并未紧固，柔性杆锥套在套筒内沿着轴向方向旋转的自由度和沿着轴向方向的移动自由度可以通过设置在柔性杆锥套上并与限位螺钉间隙配合的第二螺纹孔释放，并补偿与柔性杆连接的产品在装配过程中产生的误差
。
故一个柔性杆仅约束两个方向的位移自由度，释放了三个旋转自由度和一个位移自由度
。
所述柔性支撑机构需要三组共同使用，三个柔性杆分别支撑在产品三个侧面，第一个柔性杆限制产品两个位移方向的自由度，第二个柔性杆安装后限制产品两个旋转自由度，最后一个柔性杆安装后限制产品一个位移自由度和一个旋转自由度，实现六自由度约束
。
在补偿过装配过程中产品六个自由度方向
上的装配误差后，将三个限位螺钉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种六自由度约束的柔性装配工装，其特征在于：包括柔性支撑机构
(101)、
升降机构
(102)
和驱动装置
(103)
；柔性支撑机构
(101)
安装在升降机构
(102)
上，驱动装置
(103)
用于驱动升降机构
(102)
升降，使安装在升降机构
(102)
上的柔性支撑机构
(101)
上下直线移动；柔性支撑机构
(101)
包括安装在升降机构
(102)
上的套筒
(104)
，套筒
(104)
的内部安装有柔性杆锥套
(105)
，柔性杆锥套
(105)
的内部安装有柔性杆
(106)
，柔性杆
(106)
靠近产品的端面用于与产品连接，远离产品的一面与柔性杆锥套
(105)
连接；套筒
(104)
上设置有螺纹孔，螺纹孔内安装有限位螺钉
(107)
，柔性杆锥套
(105)
上设置有第二螺纹孔
(117)
，限位螺钉
(107)
与第二螺纹孔
(117)
间隙配合，并对柔性杆锥套
(105)
进行限位
。2.
根据权利要求1所述的一种六自由度约束的柔性装配工装，其特征在于：升降机构
(102)
包括底板
(108)、
竖直移动部和水平移动部，竖直移动部与水平升降部均安装在底板
(108)
上；竖直移动部的移动端与水平移动部连接，驱动装置
(103)
与水平移动部连接
。3.
根据权利要求2所述的一种六自由度约束的柔性装配工装，其特征在于：水平移动部包括压板
(109)、
轴套
(110)
和试验架
(111)
，试验架
(111)
安装在轴套
(110)
上，压板
(109)
安装在底板
(108)
的左右两端；底板
(108)
与压板
(109)
之间形成第一限位区域，第一限位区域内滑动安装有斜坡滑块
(112)
，斜坡滑块
(112)
顶面具有一个斜面；驱动装置
(103)
与斜坡滑块
(112)
连接，并用于驱动斜坡滑块
(112)
在第一限位区域内滑动；斜坡滑块
(112)
的左右两侧安装有导引板
(113)
，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳明，
申请(专利权)人：四川中科成光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：