CN108098710B - 一种无轨自动转运对接平台 - Google Patents

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Abstract

一种无轨自动转运对接平台，包括转运平台、调姿机构a、调姿机构b、直线导轨a、齿条，齿条与直线导轨a平行安装，而调姿机构a、调姿机构b安装在直线导轨a的滑块上；转运平台采用若干对麦克纳姆轮驱动；调姿机构a包括前后移动机构、升降机构、左右平移机构、消隙滚转机构及直径调整工装；前后移动机构包括电机a、离合器a、减速器a、直齿轮a；调姿机构a电动前后移动时，离合器a闭合，电机a通过离合器a驱动减速器a，使直齿轮a发生转动，直齿轮a与转运平台的齿条啮合，驱动调姿机构a沿直线导轨a前进；而调姿机构a手动前进时，离合器a断开，人工推动调姿机构a前进。

Description

一种无轨自动转运对接平台
技术领域
本发明属于对接平台领域，具体涉及一种无轨自动转运对接平台。
背景技术
在火箭的总装过程中，人工对接精度不高而且效率低下，实现起来也很困难，很难保证装配的效率和质量，因此需要采用自动对接技术，对装配过程进行控制和优化。
根据检索，大型部段的自动化对接系统已有相关专利，其自动对接过程基于铁轨完成，采用伺服电机驱动的方式。关于大型部段的无轨自动转运对接系统，尚未有公开专利。
无轨系统主要受限于其定位精度，难以满足对接精度要求，且无轨系统对接工位变化较大，需要大范围的空间测量系统配合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无轨自动转运对接平台，实现大型部段的无轨转运和自动对接。
本发明的技术方案如下：一种无轨自动转运对接平台，包括转运平台、调姿机构a、调姿机构b、直线导轨a、齿条，齿条与直线导轨a平行安装，而调姿机构a、调姿机构b安装在直线导轨a的滑块上；
转运平台采用若干对麦克纳姆轮驱动；
调姿机构a包括前后移动机构、升降机构、左右平移机构、消隙滚转机构及直径调整工装；
前后移动机构包括电机a、离合器a、减速器a、直齿轮a；调姿机构a电动前后移动时，离合器a闭合，电机a通过离合器a驱动减速器a，使直齿轮a发生转动，直齿轮a与转运平台的齿条啮合，驱动调姿机构a沿直线导轨a前进；而调姿机构a手动前进时，离合器a断开，人工推动调姿机构a前进；
升降机构包括电机b、直角齿轮箱a、传动轴a、联轴器a、升降机a、平移支撑架、直线导轨b、联轴器b、离合器b、手轮a、传动轴b、联轴器c、升降机b、直线导轨c；且直角齿轮箱a、传动轴a、联轴器a、升降机a、联轴器b、离合器b、手轮a、传动轴b、联轴器c、升降机b，均通过前后移动机构的底盘上预留的加工基准，安装在同一条轴线上；调姿机构a电动升降时，离合器b断开，电机b通过直角齿轮箱a、传动轴a和传动轴b、联轴器a和联轴器c，驱动升降机a和升降机b，实现平移支撑架的升降；而调姿机构a手动升降时，离合器b吸合，人工摇动手轮a，带动离合器b、联轴器b、联轴器a和联轴器c，驱动升降机a和升降机b，实现平移支撑架的升降；直齿轮箱、传动轴a、联轴器a、升降机a、联轴器b、离合器b、手轮a、传动轴b、联轴器c、升降机b与与前后移动机构的底盘垂直装配，平移支撑架安装在直线导轨b、直线导轨c的滑块上，以此保证升降的垂直度；平移支撑架中间凹陷，降低调姿机构整体高度；
左右平移机构包括直线导轨d、电机e、联轴器e、升降机c、直角齿轮箱、离合器d、手轮c45；其中滚转支撑架安装在直线导轨d的滑块上，保证平移的直线度和方向；调姿机构a电动平移时，离合器d断开，电机e通过联轴器e驱动升降机c推动滚转支撑架左右平移；而手动平移时，离合器d吸合，人工摇动手轮c带动离合器d、直角齿轮箱，驱动升降机c，实现滚转支撑架沿直线导轨d的左右平移；
消隙滚转机构包括滚转托架、滚转支撑架、手轮b、离合器c、电机c、联轴器d、直角齿轮箱b、逆止器、减速器b、电机d、直角齿轮箱c、圆弧导轨、直齿轮b和直齿轮c、辅助支撑轮、圆弧齿条，辅助支撑轮安装在滚转支撑架上，辅助支撑滚转托架；离合器c断开，电机c通过联轴器d、直角齿轮箱b、逆止器、减速器b，驱动直齿轮c旋转；电机d通过直角齿轮箱c驱动直齿轮b旋转；直齿轮b和直齿轮c与圆弧齿条啮合，带动齿条旋转；齿条安装在滚转托架上，带动滚转托架旋转；滚转托架与滚转支撑架侧面安装圆弧导轨，保证滚转运动弧度和方向；而手动滚转时，滚转离合器闭合，人工摇动手轮b带动离合器c、直角齿轮箱b、逆止器、减速器b，驱动直齿轮c旋转；进而驱动齿条、滚转托架，完成滚转自由度运动。
直径调整工装固定在滚转托架上，通过更换直径调整工装，可以适应不同直径对象的姿态调整。
调姿机构a和调姿机构b结构完全相同，均可实现前进、升降、平移、滚转四个自由度的运动，因此二者共同支撑调整对象时可以完成六个自由的调整。
所述全部电机均采用多圈绝对式码盘。
所述电机a带有抱闸。
6所述调姿机构a电动滚转时，采用双电机消隙驱动。
本发明的显著效果在于：自动转运对接平台具有全向移动能力，可以实现任意方向的平移旋转，可以实现对接部段在厂房内的自动转运功能。自动转运对接平台具有六个自由度的调姿能力，可以高精度地调整支撑部段的位置姿态。姿态调整机构具有电动和手动两种操作模式，可以自主切换，适应停电环境。姿态调整机构具有反向自锁能力，只能由驱动端输入力矩带动被调对象，可以防止被调对象自由运动。
附图说明
图1为本发明所述的无轨自动转运对接平台整体示意图
图2为本发明所述的无轨自动转运对接平台单个姿态调整机构示意图
图3为本发明所述的无轨自动转运对接平台前后移动机构和上下升降机构示意图
图4为本发明所述的无轨自动转运对接平台左右平移机构和消隙滚转机构示意图
图中：1转运平台、2调姿机构a、3调姿机构b、4直线导轨a、5齿条、6电机a(带抱闸)、7离合器a、8减速器a、9直齿轮a、10电机b、11直角齿轮箱a、12传动轴a、13联轴器a、14升降机a、15平移支撑架、16直线导轨b、17联轴器b、18离合器b、19手轮a、20传动轴b、21联轴器c、22升降机b、23直线导轨c、24前后移动机构、25升降机构、26左右平移机构、27消隙滚转机构、28滚转托架、29手轮b、30离合器c、31电机c(无抱闸)、32联轴器d、33直角齿轮箱b、34逆止器、35减速器b、36电机d(无抱闸)、37直角齿轮箱c、38滚转支撑架、39直线导轨d、40电机e、41联轴器e、42升降机c、43直角齿轮箱d、44离合器d、45手轮c、46圆弧导轨、47直齿轮b、48辅助支撑轮、49直齿轮c、50圆弧齿条、51直径调整工装
具体实施方式
一种无轨自动转运对接平台，包括转运平台1、调姿机构a2、调姿机构b3、直线导轨a4、齿条5，齿条5与直线导轨a4平行安装，而调姿机构a2、调姿机构b3安装在直线导轨a4的滑块上；
转运平台1采用若干对麦克纳姆轮驱动，可以实现水平面内的全向移动，通过地磁导航等控制方式实现部段的自动转运。
调姿机构a2包括前后移动机构24、升降机构25、左右平移机构26、消隙滚转机构27及直径调整工装51。
机构24、升降机构25如图3所示，前后移动机构24包括电机a(带抱闸)6、离合器a7、减速器a8、直齿轮a9；调姿机构a2电动前后移动时，离合器a7闭合，电机a(带抱闸)6通过离合器a7驱动减速器a8，使直齿轮a9发生转动，直齿轮a9与转运平台1的齿条5啮合，驱动调姿机构a2沿直线导轨a4前进。而调姿机构a2手动前进时，离合器a7断开，人工推动调姿机构a2前进。
升降机构25包括电机b(无抱闸)10、直角齿轮箱a11、传动轴a12、联轴器a13、升降机a14、平移支撑架15、直线导轨b16、联轴器b17、离合器b18、手轮a19、传动轴b20、联轴器c21、升降机b22、直线导轨c23。且直角齿轮箱a11、传动轴a12、联轴器a13、升降机a14、联轴器b17、离合器b18、手轮a19、传动轴b20、联轴器c21、升降机b22，均通过前后移动机构24的底盘上预留的加工基准，安装在同一条轴线上。调姿机构a2电动升降时，离合器b18断开，电机b(无抱闸)10通过直角齿轮箱a11、传动轴a12和传动轴b20、联轴器a13和联轴器c21，驱动升降机a14和升降机b22，实现平移支撑架15的升降。而调姿机构a2手动升降时，离合器b18吸合，人工摇动手轮a19，带动离合器b18、联轴器b17、联轴器a3和联轴器c21，驱动升降机a14和升降机b22，实现平移支撑架15的升降。直角齿轮箱a11、传动轴a12、联轴器a13、升降机a14、联轴器b17、离合器b18、手轮a19、传动轴b20、联轴器c21、升降机b22与与前后移动机构24的底盘垂直装配，平移支撑架15安装在直线导轨b16、直线导轨c23的滑块上，以此保证升降的垂直度。平移支撑架15中间凹陷，降低调姿机构整体高度。
左右平移机构26、消隙滚转机构27如图4所示，左右平移机构26包括直线导轨d39、电机e40、联轴器e41、升降机c42、直角齿轮箱43、离合器d44、手轮c45；其中滚转支撑架38安装在直线导轨d39的滑块上，保证平移的直线度和方向。调姿机构a2电动平移时，离合器d44断开，电机e40通过联轴器e41驱动升降机c42推动滚转支撑架38左右平移。而手动平移时，离合器d44吸合，人工摇动手轮c45带动离合器d44、直角齿轮箱43，驱动升降机c42，实现滚转支撑架38沿直线导轨d39的左右平移。
消隙滚转机构27包括滚转托架28、滚转支撑架38、手轮b29、离合器c30、电机c(无抱闸)31、联轴器d32、直角齿轮箱b33、逆止器34、减速器b35、电机d(无抱闸)36、直角齿轮箱c37、圆弧导轨46、直齿轮b47和直齿轮c49、辅助支撑轮48、圆弧齿条50，辅助支撑轮48安装在滚转支撑架38上，辅助支撑滚转托架28；调姿机构a2电动滚转时，采用双电机消隙驱动。离合器c30断开，电机c(无抱闸)31通过联轴器d32、直角齿轮箱b33、逆止器34、减速器b35，驱动直齿轮c49旋转。电机d(无抱闸)36通过直角齿轮箱c37驱动直齿轮b47旋转。直齿轮b47和直齿轮c49与圆弧齿条50啮合，带动圆弧齿条50旋转。圆弧齿条50安装在滚转托架28上，带动滚转托架28旋转。滚转托架28与滚转支撑架38侧面安装圆弧导轨46，保证滚转运动弧度和方向。而手动滚转时，滚转离合器31闭合，人工摇动手轮b29带动离合器c30、直角齿轮箱b33、逆止器34、减速器b35，驱动直齿轮c49旋转。进而驱动圆弧齿条50、滚转托架28，完成滚转自由度运动。
直径调整工装51固定在滚转托架28上，通过更换直径调整工装51，可以适应不同直径对象的姿态调整。
调姿机构a2和调姿机构b3结构完全相同，均可以实现前进、升降、平移、滚转四个自由度的运动，因此二者共同支撑调整对象时可以完成六个自由的调整。
所有电机均采用多圈绝对式码盘，保证运动精度和固定零位。

Claims (6)

1.一种无轨自动转运对接平台，包括转运平台(1)、调姿机构a(2)、调姿机构b(3)、直线导轨a(4)、齿条(5)，齿条(5)与直线导轨a(4)平行安装，而调姿机构a(2)、调姿机构b(3)安装在直线导轨a(4)的滑块上；
转运平台(1)采用若干对麦克纳姆轮驱动；
调姿机构a(2)包括前后移动机构(24)、升降机构(25)、左右平移机构(26)、消隙滚转机构(27)及直径调整工装(51)；
前后移动机构(24)包括电机a(6)、离合器a(7)、减速器a(8)、直齿轮a(9)；调姿机构a(2)电动前后移动时，离合器a(7)闭合，电机a(6)通过离合器a(7)驱动减速器a(8)，使直齿轮a(9)发生转动，直齿轮a(9)与转运平台(1)的齿条(5)啮合，驱动调姿机构a(2)沿直线导轨a(4)前进；而调姿机构a(2)手动前进时，离合器a(7)断开，人工推动调姿机构a(2)前进；
升降机构(25)包括电机b(10)、直角齿轮箱a(1b)、传动轴a(12)、联轴器a(13)、升降机a(14)、平移支撑架(15)、直线导轨b(16)、联轴器b(17)、离合器b(18)、手轮a(19)、传动轴b(20)、联轴器c(21)、升降机b(22)、直线导轨c(23)；且直角齿轮箱a(11)、传动轴a(12)、联轴器a(13)、升降机a(14)、联轴器b(17)、离合器b(18)、手轮a(19)、传动轴b(20)、联轴器c(21)、升降机b(22)，均通过前后移动机构(24)的底盘上预留的加工基准，安装在同一条轴线上；调姿机构a(2)电动升降时，离合器b(18)断开，电机b(10)通过直角齿轮箱a(11)、传动轴a(12)和传动轴b(20)、联轴器a(13)和联轴器c(21)，驱动升降机a(14)和升降机b(22)，实现平移支撑架(15)的升降；而调姿机构a(2)手动升降时，离合器b(18)吸合，人工摇动手轮a(19)，带动离合器b(18)、联轴器b(17)、联轴器a(3)和联轴器c(21)，驱动升降机a(14)和升降机b(22)，实现平移支撑架(15)的升降；直角齿轮箱a(11)、传动轴a(12)、联轴器a(13)、升降机a(14)、联轴器b(17)、离合器b(18)、手轮a(19)、传动轴b(20)、联轴器c(21)、升降机b(22)与与前后移动机构(24)的底盘垂直装配，平移支撑架(15)安装在直线导轨b(16)、直线导轨c(23)的滑块上，以此保证升降的垂直度；平移支撑架(15)中间凹陷，降低调姿机构整体高度；
左右平移机构(26)包括直线导轨d(39)、电机e(40)、联轴器e(41)、升降机c(42)、直角齿轮箱(43)、离合器d(44)、手轮c(45)；其中滚转支撑架(38)安装在直线导轨d(39)的滑块上，保证平移的直线度和方向；调姿机构a(2)电动平移时，离合器d(44)断开，电机e(40)通过联轴器e(41)驱动升降机c(42)推动滚转支撑架(38)左右平移；而手动平移时，离合器d(44)吸合，人工摇动手轮c(45)带动离合器d(44)、直角齿轮箱(43)，驱动升降机c(42)，实现滚转支撑架(38)沿直线导轨d(39)的左右平移；
消隙滚转机构(27)包括滚转托架(28)、滚转支撑架(38)、手轮b(29)、离合器c30、电机c(31)、联轴器d(32)、直角齿轮箱b(33)、逆止器(34)、减速器b(35)、电机d(36)、直角齿轮箱c(37)、圆弧导轨(46)、直齿轮b(47)和直齿轮c(49)、辅助支撑轮(48)、圆弧齿条(50)，辅助支撑轮(48)安装在滚转支撑架(38)上，辅助支撑滚转托架28；离合器c(30)断开，电机c(31)通过联轴器d(32)、直角齿轮箱b(33)、逆止器(34)、减速器b(35)，驱动直齿轮c(49)旋转；电机d(36)通过直角齿轮箱c(37)驱动直齿轮b(47)旋转；直齿轮b(47)和直齿轮c(49)与圆弧齿条(50)啮合，带动圆弧齿条(50)旋转；圆弧齿条(50)安装在滚转托架(28)上，带动滚转托架(28)旋转；滚转托架(28)与滚转支撑架(38)侧面安装圆弧导轨(46)，保证滚转运动弧度和方向；而手动滚转时，离合器c(30)闭合，人工摇动手轮b(29)带动离合器c(30)、直角齿轮箱b(33)、逆止器(34)、减速器b(35)，驱动直齿轮c(49)旋转；进而驱动圆弧齿条(50)、滚转托架(28)，完成滚转自由度运动。
2.根据权利要求1所述的一种无轨自动转运对接平台，其特征在于：直径调整工装(51)固定在滚转托架(28)上，通过更换直径调整工装(51)，可以适应不同直径对象的姿态调整。
3.根据权利要求1所述的一种无轨自动转运对接平台，其特征在于：调姿机构a(2)和调姿机构b(3)结构完全相同，均可实现前进、升降、平移、滚转四个自由度的运动，因此二者共同支撑调整对象时可以完成六个自由的调整。
4.根据权利要求1所述的一种无轨自动转运对接平台，其特征在于：所述全部电机均采用多圈绝对式码盘。
5.根据权利要求1所述的一种无轨自动转运对接平台，其特征在于：所述电机a(6)带有抱闸。
6.根据权利要求1所述的一种无轨自动转运对接平台，其特征在于：所述调姿机构a(2)电动滚转时，采用双电机消隙驱动。
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