一种用于飞机装配的并联机构定位平台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于飞机壁板、梁、肋、长桁等零部件的位姿精确调整和定位，尤其涉及一种用于飞机装配的并联机构定位平台。本实用新型专利技术包括动平台组件、定平台组件、运动支链组件、动平台位姿调整组件、杆长调整组件。本实用新型专利技术可实现舵面类部件的精确定位和多自由度位置、姿态调整。可与自动制孔系统组合，实现舵面类部件位姿调整和制孔的协调操作，可最大限度地发挥各自的优势，进而大大提高装配效率和装配质量，实现飞机壁板、梁、肋、长桁组件等零部件的自动化和高精度装配；本平台能够方便地切换工作状态。运动支链的调节螺钉打开时，可进行平台的位姿调整；调节螺钉锁紧时，平台处于固定状态，具有较大的刚度以及承载能力。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于飞机壁板、梁、肋、长桁等零部件的位姿精确调整和定位，尤其涉及一种用于飞机装配的并联机构定位平台。
技术介绍
飞机制造过程中，装配和安装工作的劳动量占飞机制造总劳动量的50°/Γ60%。装配时，采用柔性定位技术，可适应一定程度的零件结构变化，同时可减少传统刚性定位方式中不可避免的定位应力。目前，在飞机制造过程中，大多采用以固定工装型架、手工装配为主的方法，极大地限制了工装成本的降低以及装配效率的提高。一些航空制造企业已采用数控柔性多点型架，该平台适合用于飞机部件的单坐标调姿定位，很难实现飞机部件的多坐标调姿态和定位。为适应长寿命，高隐身的需求，目前的飞机多采用复杂型面、异形框架等复杂结构，这就需要在装配工装的设计和制造中最大限度地适应复杂曲面的定位需求。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种能够多坐标调姿和定位的用于飞机装配的并联机构定位平台。本技术的技术解决方案是，定位平台包动平台组件、定平台组件、运动支链组件、动平台位姿调整组件、杆长调整组件；动平台组件21由动平台轴承座1、动平台定位销钉2以及动平台台基3构成,动平台定位销钉2，动平台台基3上均匀开有定位销孔，动平台台基3的一个平面上设有动平台轴承座1，动平台轴承座I与动平台台基3之间有定位销钉2固定；`定平台组件22由定平台轴承座4、定平台定位销钉5以及定平台台基6构成，定平台台基6上均匀开有定位销孔，定平台台基6的一个平面上设有定平台轴承座4，定平台定位销钉5将定平台轴承座4与定平台台基6固定；运动支链组件23由定平台主动叉7、动平台主动叉19、套筒8、弹性锁紧夹套9、圆柱推杆10组成，圆柱推杆10的一端与动平台主动叉19连接，圆柱推杆10的另一端通过弹性锁紧夹套9与套筒8的一端连接，套筒8的另一端与定平台主动叉7，动平台主动叉19与动平台轴承座I相接，定平台主动叉7与定平台轴承座4相接；杆长调整组件25包括2个U形弹性夹头11、2个螺柱12、2个关节轴承13、2个螺母14、微分筒15、固定套筒16、2个锁紧肘夹17、2个中心轴18，若一个U形弹性夹头11夹紧运动支链组件套筒8的外表面，另一个U形弹性夹头11夹紧圆柱推杆10端部，每个U形弹性夹头11上安装一个中心轴18，每个中心轴18上各装一个锁紧肘夹17，固定套筒16与活动套筒20通过微分筒15连接，活动套筒20的端头安装一个关节轴承13，螺柱12的一端安装在其中一个U形弹性夹头11上，螺柱12的另一端穿过关节轴承13用螺母14固定；固定套筒16端头一个安装关节轴承13，螺柱12的一端安装在其中一个U形弹性夹头11上，螺柱12的另一端穿过关节轴承13用螺母14固定。所述的定平台主动叉7为虎克铰或球铰，定平台轴承座4的结构与所用的虎克铰或球铰相适应。所述的动平台主动叉19为虎克铰或球铰，动平台轴承座I的结构与所用的虎克铰或球铰相适应。本技术具有的优点和有益效果，本技术可实现舵面类部件的精确定位和多自由度位置、姿态调整。克服了传统方式位姿调整功能单一、定位不准确、部件与工装间协调关系复杂等困难；本平台具有模块化、可重构的特点。在激光跟踪仪等外部测量设备的辅助下，定位平台可以精确移动到目标位置。因而，可极大地降低工装成本以及对工装精度的要求；本平台可与自动制孔系统组合，实现舵面类部件位姿调整和制孔的协调操作，可最大限度地发挥各自的优势，进而大大提高装配效率和装配质量，实现飞机壁板、梁、肋、长桁组件等零部件的自动化和高精度装配；该平台的运功支链为U⑶运动支链，但其具有UPS运动支链的运动特性，避免了球副加工、装配的困难以及精度难保持的缺陷。本平台实质上是一种具有高精度、高刚度的6-UPS并联机构定位平台；本平台能够方便地切换工作状态。运动支链的调节螺钉打开时，可进行平台的位姿调整；调节螺钉锁紧时，平台处于固定状态，具有较大的刚度以及承载能力。附图说明图1:是本技术倾斜位置工作状态示意图；图2:是本技术结构示意图；图3:是本技术动平台组件示意图，其中，图(a)为俯视图，图(b)为仰视图；图4:是本技术定平台组件示意图，其中，图(a)为俯视图，图(b)为仰视图；图5:是本技术动平台位姿调整组件示意图；图6:是本技术运动支链组件结构示意图；图7:是本技术杆长调整组件结构示意图。图中:1-动平台轴承座，2-动平台定位销钉，3-动平台台基，4-定平台轴承座，5-定平台定位销钉，6-定平台台基，7-定平台主动叉，8-套筒，9-弹性锁紧夹套，10-圆柱推杆，Il-U形弹性夹头，12-螺柱，13-关节轴承，14-螺母，15-微分筒，16-固定套筒，17-锁紧肘夹，18-中心轴，19-动平台主动叉，20-活动套筒，21-动平台组件，22-定平台组件，23-运动支链组件，24-动平台位姿调整组件，25-杆长调整组件。具体实施方式定位平台包括以下功能组件:动平台组件21、定平台组件22、运动支链组件23、动平台位姿调整组件24、杆长调整组件25。其原理是利用两个万向节和一个圆柱副构成UCU运动支链，其中，由于一个万向节的两个转动自由度与圆柱副中的转动自由度互相垂直，构成了复合铰链形式的球副S，因此每个UCU运动支链具有UPS运动链的功能，6个运动支链以空间多闭环的形式装配，构成具有空间6自由度的并联机构。在并联机构上装配动平台位姿调整组件，在各个运动支链上安装杆长调整组件25，即可构成用于飞机零部件部件位姿精确调整的定位平台。图1为基于6-U⑶并联机构的定位平台工作位置图。以下结合附图对实施过程进行详细介绍。如图3所示，动平台组件21由动平台轴承座1、动平台定位销钉2以及动平台台基3构成。通过动平台定位销钉2，可以确定动平台轴承座I与动平台台基3之间的相对位置，九个动平台轴承座I与动平台台基3装配成动平台组件21，动平台组件21通过动平台轴承座I上安装的胡克铰与6个运动支链组件23连接。在动平台组件21上安装动平台位姿调整组件24，利用动平台位姿调整组件24可以调整动平台组件21的位置和姿态，实现定位平台的位置、姿态粗调。可根据飞机零部件的特征，在动平台组件21上安装不同工艺接头与产品连接。如图4所示，定平台组件22由定平台轴承座4、定平台定位销钉5以及动平台台基6构成。通过定平台定位销钉5,确定定平台轴承座4与定平台台基6之间的相对位置，并将二者连接起来，定平台组件22通过定平台轴承座4上安装的胡克铰与6个运动支链23连接。定平台组件22可以通过工艺接头或十字键与工装固连。如图6所示，运动支链组件23由定平台主动叉7、动平台主动叉19、套筒8、弹性锁紧夹套9组成和圆柱推杆10。运动支链组件23通过动平台主动叉19、定平台主动叉7分别与动平台组件21和定平台组件22上的动平台轴承座I和定平台轴承座4连接，从而构成具有6个自由度的空间多闭环结构。工作时，通过改变弹性锁紧夹套9和圆柱推杆10之间的连接状态切换运动支链的工作模式:松开弹性锁紧夹套9时，套筒8和圆柱推杆10构成了圆柱副，圆柱推杆10可以在套筒8内部移动和转动，从而改变运动支链23的长度，进而通过改变6个运动支链23的长度，实现动平台21的位置、姿态的调整；旋紧弹性锁紧夹套9时，圆柱推杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞机装配的并联机构定位平台，其特征是，定位平台包括动平台组件、定平台组件、运动支链组件、动平台位姿调整组件、杆长调整组件；动平台组件（21）由动平台轴承座（1）、动平台定位销钉（2）以及动平台台基（3）构成，定位销钉（2），动平台台基（3）上均匀开有定位销孔，动平台台基（3）的一个平面上设有动平台轴承座（1），动平台轴承座（1）与动平台台基（3）之间有定位销钉（2）固定；定平台组件（22）由定平台轴承座（4）、定平台定位销钉（5）以及定平台台基（6）构成，定平台台基（6）上均匀开有定位销孔，定平台台基（6）的一个平面上设有定平台轴承座（4），定平台定位销钉（5）将定平台轴承座（4）与定平台台基6固定；运动支链组件（23）由定平台主动叉（7）、动平台主动叉（19）、套筒（8）、弹性锁紧夹套（9）、圆柱推杆（10）组成，圆柱推杆（10）的一端与动平台主动叉（19）连接，圆柱推杆（10）的另一端通过弹性锁紧夹套（9）与套筒（8）的一端连接，套筒（8）的另一端与定平台主动叉（7），动平台主动叉（19）与动平台轴承座（1）相接，定平台主动叉（7）与定平台轴承座（4）相接；杆长调整组件（25）包括2个U形弹性夹头（11）、2个螺柱（12）、2个关节轴承（13）、2个螺母（14）、微分筒（15）、固定套筒（16）、2个锁紧肘夹（17）、2个中心轴（18），若一个U形弹性夹头（11）夹紧运动支链组件套筒（8）的外表面，另一个U形弹性夹头（11）夹紧圆柱推杆（10）端部，每个U形弹性夹头（11）上安装一个中心轴（18），每个中心轴（18）上各装一个锁紧肘夹（17），固定套筒（16）与活动套筒（20）通过微分筒（15）连接，活动套筒（20）的端头安装一个关节轴承（13），螺柱（12）的一端安装在其中一个U形弹性夹头（11）上，螺柱（12）的另一端穿过关节轴承（13）用螺母（14）固定；固定套筒（16）端头一个安装关节轴承（13），螺柱（12）的一端安装在其中一个U形弹性夹头（11）上，螺柱（12）的另一端穿过关节轴承（13）用螺母（14）固定。...

【技术特征摘要】
1.种用于飞机装配的并联机构定位平台，其特征是，定位平台包括动平台组件、定平台组件、运动支链组件、动平台位姿调整组件、杆长调整组件； 动平台组件(21)由动平台轴承座(I)、动平台定位销钉(2)以及动平台台基(3)构成，定位销钉(2)，动平台台基(3)上均匀开有定位销孔，动平台台基(3)的一个平面上设有动平台轴承座(1)，动平台轴承座(I)与动平台台基(3)之间有定位销钉(2)固定； 定平台组件(22)由定平台轴承座(4)、定平台定位销钉(5)以及定平台台基(6)构成，定平台台基(6)上均匀开有定位销孔，定平台台基(6)的一个平面上设有定平台轴承座(4)，定平台定位销钉(5)将定平台轴承座(4)与定平台台基6固定； 运动支链组件(23)由定平台主动叉(7)、动平台主动叉(19)、套筒(8)、弹性锁紧夹套(9)、圆柱推杆(10)组成，圆柱推杆(10)的一端与动平台主动叉(19)连接，圆柱推杆(10)的另一端通过弹性锁紧夹套(9)与套筒(8)的一端连接，套筒(8)的另一端与定平台主动叉(7 )，动平台主动叉(19 )与动平台轴承座(I)相接，定平台主动叉(7 )与定平台轴承座(4)相接； 杆长调整组件(25)包括2个U形弹性夹头(11 )、2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜兆才，邹方，李文刚，张书生，姚艳彬，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所，
类型：实用新型
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