CN102285458B - 多型号部件通用运输车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种多型号部件通用运输车，主要包括安装于车身上，由四个自驱动全向轮组成的全向移动机构，它还包括，一个安装在车身上，呈多边形分布于车身平台上的柔性支撑系统和位于所述四个全向轮之间，用于接收外部操作指令并转换成控制信号输出至执行机构，对所述自驱动全向移动机构和柔性支撑系统进行调节的控制装置，且上述柔性支撑系统的柔性支撑装置是由十字移动平台和带有柔性工艺接头的升降机构组成的。本发明结构简单、运动灵活平稳、运动精度高、承载能力强。解决了现有飞机部件运输架车工作空间大，支撑工装缺乏通用性，“专车专用”的不足。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性运输架车，尤其是一种可以实现全向运动、适用于多种机型部件运输的柔性运输架车。
技术背景
目前飞机制造过程中部件的运输广泛采用普通运输架车，这种普通轮式运输架车不具备原地零半径转弯、侧向移动等功能，因而需要更大的工作空间。此外，普通运输架车对飞机部件的支撑方式是刚性的，无通用性，因而普通运输架车多采用“一车一用，专车专用”的工作模式。当研制新机型时，原有运输架车或须经过大工作量的改造，或因不能再用，不得不设计制造新的运输架车，如果新型飞机部件比之前的部件尺寸大，则有可能因原有运输通道显得狭窄而不得不对现有厂房进行改造，甚至建造新厂房。这样，不仅延长了飞机研制周期，而且还加大了研制的投入和飞机的制造成本。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，提供一种结构简单、运动灵活平稳、承载能力强，具备原地零半径转弯、侧向移动，并满足多种型号飞机部件运输的多型号部件通用运输车，以解决现有飞机部件运输架车工作空间大，支撑工装缺乏通用性，“专车专用”的弊端。
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种多型号部件通用运输车，主要包括安装于车身上，由四个自驱动全向轮组成的全向移动机构、其特征在于：它还包括，一个安装在车身上，呈多边形分布于车身平台上的柔性支撑系统和位于所述四个全向轮之间，用于接收外部操作指令并转换成控制信号输出至执行机构，对所述自驱动全向移动机构和柔性支撑系统进行调节的控制装置，且上述柔性支撑系统的柔性支撑装置是由十字移动平台和带有柔性工艺接头的升降机构组成的。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果。
结构简单、运动灵活平稳、运动精度高、承载能力强。由于自驱动全向轮具有前后、左右、斜向移动及原地零半径转弯等多种功能，因此该柔性运输架车能在保持姿态不变的前提下，实现前后、左右、斜向运动及原地零半径转弯，并能按任意指定路径连续运动，使其可以在狭窄的工作空间灵活运动。
由3～8个呈多边形安装在车身上的柔性工艺接头组成的柔性支撑系统，由于是一个可以根据多种型号飞机部件进行组合装配的支撑装置，通过调节该柔性支撑装置x、y、z三个方向的位置，及其调节柔性工艺接头支撑点的位置，能够满足不同飞机部件的支撑要求和多种型号飞机部件的运输，进而解决了现有飞机部件运输架车工作空间大，支撑工装缺乏通用性，“专车专用”的不足之处。使得在研制新型号飞机时，无需改造现有生产车间，无需设计制造新的运输架车。这样，不仅大大缩短了飞机研制的周期，而且大大降低了飞机研制的费用。
上述柔性支撑装置通过十字移动平台和升降机构可以调节柔性工艺接头x、y、z三向的位置。柔性工艺接头可以在35°范围内全方位调节，可以适应不同飞机部件的支撑要求。
附图说明
图1是本发明一种多型号部件通用运输车的结构示意图
图2是图1中全向移动机构的结构示意图
图3是图2自驱动全向轮的结构示意图
图4是图1飞机部件柔性支撑装置的结构示意图
图5是本发明控制系统的电路原理框图。
图中：1全向移动机构，2柔性支撑系统，3控制装置，11车身，12自驱动全向轮，13减震机构，121全向轮体， 122传动轴，123联轴器，124减速机，125电机，21十字移动平台，22升降机构，23柔性工艺接头。
具体实施方式
下面结合说明书附图，描述本发明多型号部件通用运输车的一个较佳的实施例。
参阅图1。本发明提出的一种多型号部件通用运输车，主要包括全向移动机构1，柔性支撑系统2和控制装置3。全向移动机构1由车身11和四个安装于车身11上的自驱动全向轮12组成。呈矩形分布的全向轮12其矩形的长短边尺寸比例按黄金分割原则布置。柔性支撑装置2呈多边形分布于车身平台上，并由十字移动平台21和带有柔性工艺接头23的升降机构22组成的。安装在车身上的柔性支撑装置2可以呈三角形分布、四边形、五边形、六边形等多边形分布。控制装置3位于四个自驱动全向轮12之间，是用于接收外部操作指令并转换成控制信号输出至执行机构，对所述全向移动机构1和柔性支撑系统2进行调节的控制机构。这里所描述的执行机构主要是自驱动全向轮12。柔性支撑系统包括三个呈三角形安装在车身上的柔性支撑装置。柔性支撑装置由固联在车身平台上的十字移动平台、与十字移动平台相连的升降机构和位于升降机构头部的柔性工艺接头组成。图中描述的柔性支撑系统实施例是由3个柔性支撑装置组成的，该柔性支撑系统2可以是3个呈等腰三角形安装在车身11上的柔性支撑装置组成。
参阅图2图3。全向移动机构1包括由矩形体组成的车身11和安装固定在车身11呈矩形分布的全向轮自驱动全向轮12。自驱动全向轮包括伺服电机、减速机和全向轮体121。四个自驱动全向轮12通过安装在车身11上的减震机构13相连于伺服电机主轴的传动轴122。以解决运输平台在较差的地面工作时，出现全向轮悬空而使运输平台不能正常工作。
全向轮体121的圆周上均匀分布有6-16个鼓形小辊子，小辊子轴线与全向轮体轴线空间成30°-60°夹角，该小辊子轴线与全向轮体轴线空间最佳角度为45°夹角。所有小辊子的外廓包络面是一个圆柱面，该圆柱面应与车轮的理论轮廓面重合。组成自驱动全向轮12的全向轮体121通过中心传动轴122，传动轴122相连联轴器123，并通过传动轴122相连减速机124和电机125。换句话说，全向轮体121通过键与传动轴122相连，传动轴122通过联轴器123与减速机124的输出轴相连，减速机124与电机125直接相连。四个自驱动全向轮12运动的组合可以实现多型号部件通用运输车的全向运动。控制系统只需用程序控制系统（PLC）通过D/A转换功能，对电机125输入0-10V的直流电压，便可对应获得0-1500r/min的转速。利用PLC的计时器功能，控制电压信号的时间，从而实现对自驱动全向轮12转速的调整。
参阅图4，柔性支撑系统包括3～8个呈多边形安装在车身上的柔性支撑装置，柔性支撑装置由十字移动平台、升降机构和柔性工艺接头组成。
柔性支撑装置包括安装在车身11上的十字移动平台21和安装在十字移动平台21上的升降机构22，在升降机构22的顶部设有柔性工艺接头23。其中十字移动平台21实现纵横移动，由控制器发送信号到伺服电机，然后伺服电机作出相应的动作，带动滚珠丝杠转动使X(Y)向移动到相应的目标位置。当工作台移动到极限位置时触碰到限位开关，这时候将会断开伺服电机的电源，起到安全保护作用。升降机构22由控制器发送信号到伺服电机，然后伺服电机带动蜗轮蜗杆、滑动丝杠传递动力，时伸缩筒在Z向的移动。而柔性工艺接头23是将球铰原理应用到接头上，可以在35°范围内任意转动，进一步满足架车对不同飞机部件具有较高紧持力和适应性强的特点。
本发明的工作过程如下：首先按照运输要求，控制多型号部件通用运输车的全向移动机构沿着指定的轨迹运动到目标位置，其次，通过控制十字移动平台21的电机调整支撑点x和y向位置，控制升降机构22的电机调整支撑点z向位置，完成对支撑点的x、y、z三向调整，柔性工艺接头23还可在35°范围内全方位调节以适应飞机部件的支撑要求，并利用自身的变形达到与飞机部件表面的良好贴合。
参阅图5，控制装置3主要包括人机界面、控制面板、控制器、电机驱动器、电机以及其他辅助元件和器材，形成以控制器为控制中心，控制面板为输入设备，人机界面为显示设备，步进电机为执行元件的控制系统。其中控制器包括一个多点控制器和一个PLC，多点控制器主要用于控制柔性支撑系统的所有电机，实现支撑点x、y、z三向的位置调整，PLC主要用于控制自驱动全向轮的电机，以实现运输架车的全向运动。控制装置3的工作原理是通过人机界面或控制面板接收包括飞机部件选择、运行速度、行程限制等信息在内的外部操作指令，由编译模块将这些外部操作指令转换成控制信号，通过RS232接口输出至PLC，PLC发出脉冲信号通过现场总线1传输至各个电机驱动器，各电机驱动器驱动对应电机实现架车的行走。多点控制器通过网络协议（TCP/IP）接受到经编译的外部指令后，通过现场总线2传输至各个电机驱动器，各电机驱动器驱动对应电机实现架车支撑系统的调节。
Claims (7)
1.一种多型号部件通用运输车，主要包括安装于车身上，由四个自驱动全向轮组成的全向移动机构、其特征在于：它还包括，一个安装在车身上，呈多边形分布于车身平台上的柔性支撑系统和位于四个全向轮之间，用于接收外部操作指令并转换成控制信号输出至执行机构，对自驱动的全向移动机构和柔性支撑系统进行调节的控制装置，且上述柔性支撑系统的柔性支撑装置是由十字移动平台和带有柔性工艺接头的升降机构组成的。
2.如权利要求1所述的多型号部件通用运输车，其特征在于，所述的柔性支撑系统包括三个呈三角形安装在车身上的柔性支撑装置。
3.如权利要求1或2所述的多型号部件通用运输车，其特征在于，所述的柔性支撑装置由固联在车身平台上的十字移动平台、与十字移动平台相连的升降机构和位于升降机构头部的柔性工艺接头组成。
4.如权利要求1所述的多型号部件通用运输车，其特征在于，全向移动机构（1）包括由矩形体组成的车身（11）和安装固定在车身（11）呈矩形分布的全向轮（12）。
5.如权利要求1所述的多型号部件通用运输车，其特征在于，自驱动全向轮包括伺服电机、减速机和全向轮体（121），四个自驱动全向轮（12）通过安装在车身（11）上的减震机构（13）相连于伺服电机主轴的传动轴（122）。
6.如权利要求1所述的多型号部件通用运输车，其特征在于，组成自驱动全向轮（12）的全向轮体（121）通过传动轴（122），传动轴（122）相连联轴器123，并通过传动轴（122）相连减速机（124）和电机（125）。
7.如权利要求1所述的多型号部件通用运输车，其特征在于，所述升降机构（22）由控制装置发送信号到伺服电机，伺服电机带动蜗轮蜗杆、滑动丝杠传递动力，使伸缩筒在Z向的移动。
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