【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直升机数字化制造及装配，更具体地说，涉及一种机身下表面加工设备。
技术介绍
1、目前，飞机自动打磨、喷涂设备已经应用于固定翼飞机的自动打磨和喷涂，由于起落架结构尺寸较大，飞机起落架支撑飞机后，机身下表面与地面之间的空间足以容纳常规的自动打磨、喷涂设备，可以满足自动打磨、喷涂设备的工作需求。以直升机为代表的旋翼式飞机的起落架一般分为滑橇式和轮式两种，起落架的结构尺寸较小，导致直升机机身下表面到地面的距离较短，且直升机机身下表面的面积相对较大，因此在直升机机身下表面和地面之间构成了较大范围的狭窄空间。对于直升机机身下表面和地面之间的狭窄空间而言，现有的工业机器人的结构尺寸较大，无法进入到这个狭窄空间。而且机器人的运动特点决定了需要多个轴(甚至全部6个轴)共同运动才能构成机器人末端的运动，有时机器人末端的小范围运动也需要个别轴做大范围运动，因此，狭窄空间不能满足工业机器人的运动需求。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术要解决的技术问题是如任何在狭窄空间内对直升机机身下表面实现自动打磨和喷涂。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
5、本专利技术提供一种机身下表面加工设备，用于对机身下表面进行打磨或喷涂，包括自动导引车、加工执行器、并联机构以及机械臂；自动导引车能够沿xy平面移动；加工执行器用于对直升机机身下表面进行打磨/喷涂；并联机构连接于所述加工执行器，用于驱动所述加工执
6、优选地，所述机械臂包括第一关节组件、第一连杆组件、第二关节组件、第二连杆组件、第三关节组件以及第三连杆组件，所述第一关节组件连接于所述自动导引车，所述第一连杆组件的一端转动连接于所述第一关节组件，所述第一连杆组件的另一端转动连接于所述第二关节组件，所述第二连杆组件的一端连接于所述第二关节组件，所述第二连杆组件的另一端连接于所述第三关节组件，所述第三连杆组件的一端连接于所述第三关节组件，所述第三连杆组件的另一端连接于所述加工执行器。
7、优选地，所述第一关节组件包括支座、第一电机、第一轴承以及第一压盖，所述第一电机的输出端连接所述第一压盖，所述第一压盖固定连接于所述支座，所述第一轴承的外圈连接于所述支座，所述第一轴承的内圈连接于所述第一电机的外壳，所述支座与所述第一关节组件连接。
8、优选地，所述第二关节组件包括前支座、后支座、第二电机、第二轴承以及第二压盖，所述前支座连接于所述第二电机的外壳，所述第二电机的输出轴固定连接于所述第二压盖，所述第二压盖连接于所述后支座，所述第二轴承的外圈连接于所述后支座，所述第二轴承的内圈连接于所述第二电机的外壳，所述前支座连接于所述第一连杆组件，所述后支座连接于所述第二连杆组件。
9、优选地，所述自动导引车包括车身以及多个麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮设于所述车身的底部。
10、优选地，所述并联机构包括定平台组件、动平台组件、三根连接杆以及三个滑动副，三根连接杆与三个滑动副分别一一对应连接，每根所述连接杆的一端与所述动平台组件铰接，每根所述连接杆的另一端与对应的滑动副转动连接，每个所述滑动副滑动连接于所述定平台组件。
11、优选地，所述滑动副包括丝杆组件以及滑块，所述丝杆组件设于所述定平台组件上，所述滑块与所述丝杆组件螺纹连接，所述丝杆组件能够驱动所述滑块移动。
12、优选地，所述机身下表面加工设备满足以下尺寸约束关系：
13、ab1+ha-hl≥l1 tanα1+l2 tanα2+l3 tanα3+r
14、ab1+ha-l1tanα1-l2 tanα2+h3+h1max+h2d>h
15、ab1+ha-l1 tanα1-l2tanα2+h3+h1min+h2p<h-δd
16、式中，ab1为第一连杆组件的法兰轴线与自动导引车的上平面之间的距离，a为比例系数，ha为自动导引车的上平面与地面之间的距离，hl为机械臂的最低点与地面之间的距离，l1为第一连杆组件的长度，α1为第一连杆组件的轴线与地面之间的夹角，l2为第二连杆组件的长度，α2为第二连杆组件的轴线与地面之间的夹角，l3为第三连杆组件的长度，α3为第三连杆组件的轴线与地面之间的夹角，r为第一连杆组件的半径，h为机身下表面与地面之间的高度，h2d为加工执行器的打磨执行端与地面之间的高度，h1max为并联机构沿z向移动的最大高度，h1min为并联机构沿z向移动的最小高度，δd为加工执行器的喷涂执行端与机身下表面之间的安全距离，h3为第三连杆组件的弯折高度，h2p为加工执行器的喷涂执行端与地面之间的高度。
17、优选地，所述机身下表面加工设备满足以下力矩约束关系：
18、
19、式中，gl1为第一连杆组件所受的重力、gl2为第二连杆组件所受的重力、gl3为第三连杆组件所受的重力，g2为第二关节组件所受的重力、g3为第三关节组件所受的重力，l1为第一关节组件与第二关节组件之间的距离，l2为第二关节组件与第三关节组件之间的距离，l3为第三关节组件与第三关节组件和并联机构连接处中心之间的距离，gb为并联机构所受的重力，gt为加工执行器所受的重力，ga为自动导引车所受的重力，la为自动导引车的质心到第一关节组件的轴线之间的距离，τ为安全系数且0<τ<1。
20、优选地，所述机身下表面加工设备满足以下角度约束关系：
21、0≤θ1≤θr1,0≤θ2≤θr2,0≤θ3≤θr3
22、式中，θ1为第一关节组件的关节角，θ2为第二关节组件的关节角，θ3为第三关节组件的关节角，θr1为第一关节组件的关节角的旋转范围的最大取值，θr2为第二关节组件的关节角的旋转范围的最大取值，θr3为第三关节组件的关节角的旋转范围的最大取值。
23、(三)有益效果
24、本专利技术的上述技术方案至少具有如下优点：
25、本专利技术通过具有冗余自由度的机械臂和并联机构联动，解决了狭窄空间限制下加工执行器的大范围移动、全范围覆盖、姿态调整等问题，实现了直升机机身下表面自动打磨、喷涂。避免人工作业潜在的危险和产品损伤的风险，提高了打磨喷涂的质量和效率。
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1.一种机身下表面加工设备，用于对机身下表面进行打磨或喷涂，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述机械臂包括第一关节组件、第一连杆组件、第二关节组件、第二连杆组件、第三关节组件以及第三连杆组件，所述第一关节组件连接于所述自动导引车，所述第一连杆组件的一端转动连接于所述第一关节组件，所述第一连杆组件的另一端转动连接于所述第二关节组件，所述第二连杆组件的一端连接于所述第二关节组件，所述第二连杆组件的另一端连接于所述第三关节组件，所述第三连杆组件的一端连接于所述第三关节组件，所述第三连杆组件的另一端连接于所述加工执行器。
3.如权利要求2所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述第一关节组件包括支座、第一电机、第一轴承以及第一压盖，所述第一电机的输出端连接所述第一压盖，所述第一压盖固定连接于所述支座，所述第一轴承的外圈连接于所述支座，所述第一轴承的内圈连接于所述第一电机的外壳，所述支座与所述第一关节组件连接。
4.如权利要求2所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述第二关节组件包括前支座、后支座、第二电机、第
5.如权利要求1所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述自动导引车包括车身以及多个麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮设于所述车身的底部。
6.如权利要求1所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述并联机构包括定平台组件、动平台组件、三根连接杆以及三个滑动副，三根连接杆与三个滑动副分别一一对应连接，每根所述连接杆的一端与所述动平台组件铰接，每根所述连接杆的另一端与对应的滑动副转动连接，每个所述滑动副滑动连接于所述定平台组件。
7.如权利要求6所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述滑动副包括丝杆组件以及滑块，所述丝杆组件设于所述定平台组件上，所述滑块与所述丝杆组件螺纹连接，所述丝杆组件能够驱动所述滑块移动。
8.如权利要求2所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述机身下表面加工设备满足以下尺寸约束关系：
9.如权利要求2所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述机身下表面加工设备满足以下力矩约束关系：
10.如权利要求2所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述机身下表面加工设备满足以下角度约束关系：
...【技术特征摘要】
1.一种机身下表面加工设备，用于对机身下表面进行打磨或喷涂，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述机械臂包括第一关节组件、第一连杆组件、第二关节组件、第二连杆组件、第三关节组件以及第三连杆组件，所述第一关节组件连接于所述自动导引车，所述第一连杆组件的一端转动连接于所述第一关节组件，所述第一连杆组件的另一端转动连接于所述第二关节组件，所述第二连杆组件的一端连接于所述第二关节组件，所述第二连杆组件的另一端连接于所述第三关节组件，所述第三连杆组件的一端连接于所述第三关节组件，所述第三连杆组件的另一端连接于所述加工执行器。
3.如权利要求2所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述第一关节组件包括支座、第一电机、第一轴承以及第一压盖，所述第一电机的输出端连接所述第一压盖，所述第一压盖固定连接于所述支座，所述第一轴承的外圈连接于所述支座，所述第一轴承的内圈连接于所述第一电机的外壳，所述支座与所述第一关节组件连接。
4.如权利要求2所述的机身下表面加工设备，其特征在于，所述第二关节组件包括前支座、后支座、第二电机、第二轴承以及第二压盖，所述前支座连接于所述第二电机的外壳，所述第二电机的输出轴固定连接于所述第二压盖，所述第二压盖连接于所述后支座，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜兆才，石峰，孙年俊，姚艳彬，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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