CN109607411A - 一种六自由度联动收展的装配架车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种六自由度联动收展的装配架车,其特征在于:包括底座、升降机架和调姿机构;底座包括依次能够滑动配合的上平台、下平台和底盘,且上平台相对下平台滑动的方向与下平台相对底盘滑动的方向垂直;底盘上设置有驱动电机,驱动电机能够驱动齿轮及设置在底盘上的第一丝杠转动,齿轮与固设在底盘上的齿条啮合;与第一丝杠螺纹配合的螺母与上平台固连,升降机架的底端与上平台固连,升降机架能够驱动调姿机构进行竖直方向上的升降;调姿机构设置于升降机架的顶端并能够进行3R调姿。本发明六自由度联动收展的装配架车实现了在复杂工况下卫星服务舱中各种仪器的快速、稳定地装配。
Description
技术领域
本发明涉及装配设备技术领域,特别是涉及一种六自由度联动收展的装配架车。
背景技术
在卫星服务舱蓄电池板和外板的总装、运转以及电测过程中,需在舱板水平状态下将各种仪器安装在服务舱上,仪器与卫星服务舱连接后再进行电测等试验,再将舱板与其上的仪器一同翻转,之后将舱板与舱体对正后装配。目前,多采用升降平台来辅助进行上述过程,这些升降平台分为曲臂式升降平台和剪叉式升降平台。曲臂式升降平台采用折叠式工作臂,能进行悬伸作业,但其操作稳定性较弱,可能造成工装误差;剪叉式升降平台采用液压缸顶升剪叉臂,有较大的作用范围以及较高的稳定性,但其体积较大,只能垂直的升降,稳定性也较差,工作范围较小。现有的升降平台的调节自由度少,工作不灵活、不方便,工作效率低,稳定性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种六自由度联动收展的装配架车,以解决上述现有技术存在的问题,实现在复杂工况下卫星服务舱中各种仪器的快速、稳定地装配。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种六自由度联动收展的装配架车,包括底座、升降机架和调姿机构;所述底座包括依次能够滑动配合的上平台、下平台和底盘,且所述上平台相对所述下平台滑动的方向与所述下平台相对所述底盘滑动的方向垂直;所述底盘上设置有驱动电机,所述驱动电机能够驱动齿轮及设置在所述底盘上的第一丝杠转动,所述齿轮与固设在所述底盘上的齿条啮合;与所述第一丝杠螺纹配合的螺母与所述上平台固连,所述升降机架的底端与所述上平台固连,所述升降机架能够驱动所述调姿机构进行竖直方向上的升降;
所述调姿机构包括固设在所述升降机架的顶端的第二支撑板、底端与所述第二支撑板铰接的翻转架和固设在所述第二支撑板上的电机螺杆组,所述电机螺杆组中的第二丝杠与所述翻转架顶端的随动螺母螺纹连接,所述翻转架上滑动设置有第一支撑板,所述翻转架的底端固设有能够驱动所述第一支撑板滑动的Y轴电动机,所述支撑板上设置有X轴旋转箱,所述X轴旋转箱包括X轴旋转电机,所述X轴旋转电机能够驱动X轴旋转涡轮转动,所述X轴旋转涡轮与X轴旋转涡轮传动轴啮合,所述X轴旋转涡轮传动轴一端与Z轴旋转箱固连;所述Z轴旋转箱包括Z轴旋转电机,所述Z轴旋转电机能够驱动Z轴旋转涡轮转动,所述Z轴旋转涡轮与Z轴旋转涡轮传动轴啮合,所述Z轴旋转涡轮传动轴的一端与输出端固连。
优选地,所述升降机架包括由上至下依次相间设置的矩形框和杆组,所述矩形框的数量比所述杆组的数量大一;每个所述杆组均包括四个竖杆,相邻的两个所述竖杆分别与所述矩形框中的第一横杆铰接,另两个所述竖杆分别与所述矩形框中的第三横杆铰接,所述第一横杆与所述第三横杆平行,且相邻的两个所述第一横杆位于同一平面;相邻两个所述杆组之间的所述矩形框中的第二横杆和第四横杆上分别套设有两个增力连接架,所述增力连接架能够使得所述矩形框一侧的所述杆组随另一侧的所述杆组的运动而运动;最下方的所述矩形框固设在所述上平台上,且最下方的所述第三横杆上设置有电缸座,所述电缸座能够驱动电缸杆运动,所述电缸杆的顶端与紧邻最下方的所述第一横杆的所述第一横杆连接。
优选地,所述增力连接架包括套设在所述矩形框上的连接体和分别与所述连接体的上下两端铰接的两个连接杆,且四个所述连接体上端的四个所述连接杆远离所述连接体的一端与紧邻在该连接体上方的所述杆组中的四个所述竖杆一一铰接,四个所述连接体下端的四个所述连接杆远离所述连接体的一端与紧邻在该连接体下方的所述杆组中的四个所述竖杆一一铰接。
优选地,所述杆组为三个,所述矩形框为四个。
优选地,所述下平台上还设置有传动轴,所述驱动电机的输出轴通过第一带传动机构驱动所述传动轴转动,所述传动轴能够通过第二带传动机构驱动所述第一丝杠转动,所述齿轮设置在所述传动轴上,所述第一丝杠上设置有第一离合器,所述齿轮与所述传动轴之间设置有第二离合器。
优选地,所述底盘上设置有底盘滑轨,所述下平台通过底盘滑块与所述底盘滑轨滑动配合,所述齿条与所述底盘滑轨平行;所述下平台上设置有下平台滑轨,所述上平台通过下平台滑块与所述下平台滑轨滑动配合。
优选地,所述底盘的底部设置有支架轮和可伸缩台脚,所述可伸缩台脚能够使得所述支架轮离开地面。
优选地,所述X轴旋转涡轮传动轴通过旋转体与所述Z轴旋转箱固连。
本发明六自由度联动收展的装配架车相对于现有技术取得了以下技术效果:
本发明六自由度联动收展的装配架车实现了在复杂工况下卫星服务舱中各种仪器的快速、稳定地装配。本发明六自由度联动收展的装配架车利用一驱多动设计,并利用离合器实现了工位切换;采用增力连接架与平行四边形杆架结合使用,串联杆架减少驱动;转动调姿采用蜗轮蜗杆来实现,节约了机构成本,机构折叠状态时所占空间小,节省占地面积,便于机构的停放和使用,并且调姿机构具有自锁功能和抗倾覆能力,可以使用于多种复杂工况;本发明六自由度联动收展的装配架车不仅可以用于装配卫星服务舱,也可以用于其它机械设备的装配。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明六自由度联动收展的装配架车的结构示意图;
图2为本发明六自由度联动收展的装配架车中底座的结构示意图;
图3为本发明六自由度联动收展的装配架车中底座的正视图;
图4为本发明六自由度联动收展的装配架车中底座的俯视图;
图5为本发明六自由度联动收展的装配架车中升降机架的结构示意图;
图6为本发明六自由度联动收展的装配架车中升降机架的正视图;
图7为本发明六自由度联动收展的装配架车中升降机架的局部结构示意图;
图8为本发明六自由度联动收展的装配架车中增力连接架的结构示意图;
图9为本发明六自由度联动收展的装配架车中调姿机构的结构示意图;
图10为本发明六自由度联动收展的装配架车中调姿机构的侧视图;
图11为本发明六自由度联动收展的装配架车中调姿机构的局部结构示意图;
图12为本发明六自由度联动收展的装配架车的调姿机构中的X轴旋转箱的剖视图;
图13为本发明六自由度联动收展的装配架车的调姿机构中的Z轴旋转箱的剖视图;
其中,1-底座,1-1-底盘,1-2-底盘滑轨,1-3-下平台滑轨,1-4-下平台滑块,1-5-下平台,1-6-驱动电机,1-7-传动轴,1-8-第一丝杠,1-9-螺母,1-10-齿条,1-11-齿轮,1-12-第一离合器,1-13-第四带轮,1-14-第二传动带,1-15-第二带轮,1-16-第二离合器,1-17-第三带轮,1-18-第一传动带,1-19-输出轴,1-20-第一带轮,1-21-上平台,1-22-底盘滑块,1-23-支架轮;
2-升降机架,2-1-第一杆组,2-2-第二杆组,2-3-第三杆组,2-4-增力连接架,2-3-1-第一竖杆,2-3-2-第二竖杆,2-3-3-第三竖杆,2-3-4-第四竖杆,2-3-5-第一横杆,2-3-6-第二横杆,2-3-7-第三横杆,2-3-8-第四横杆,2-3-9-电缸座,2-3-10-电缸杆,2-4-1-第一连接杆,2-4-2-连接体,2-4-3-第二连接杆;
3-调姿机构,3-1-Z轴旋转箱,3-2-X轴旋转箱,3-3-第一Z轴同步带轮,3-4-第二Z轴同步带轮,3-5-Z轴同步带,3-6-第一X轴同步带轮,3-7-第二X轴同步带轮,3-8-X轴同步带,3-9-旋转体,3-10-Z轴旋转电机,3-11-X轴旋转电机,3-12-第一支撑板,3-13-随动螺母,3-14-翻转架,3-15-第二丝杠,3-16-第二支撑板,3-17-电机螺杆组,3-18-滚珠丝杠,3-19-Y轴电动机,3-20-联轴器,3-21-减速器,3-22-键一,3-23-X轴蜗轮传动轴,3-24-X轴涡轮传动轴轴承,3-25-X轴蜗轮,3-26-X轴蜗杆,3-27-X轴蜗杆轴承,3-28-Z轴蜗杆传动轴轴承,3-29-Z轴蜗杆,3-30-翻转架滑轨,3-31-翻转架滑块,3-32-丝杠螺母机构,3-33-Z轴蜗轮,3-34-Z轴蜗轮传动轴轴承,3-35-键二,3-36-Z轴蜗轮传动轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种六自由度联动收展的装配架车,以解决现有技术存在的问题,实现在复杂工况下卫星服务舱中各种仪器的快速、稳定地装配。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1-13,本实施例六自由度联动收展的装配架车包括底座11、升降机架2和调姿机构3;
如图1-4所示,底座1包括依次能够滑动配合的上平台1-21、下平台1-5和底盘1-1,且上平台1-21相对下平台滑动的方向与下平台1-5相对底盘1-1滑动的方向垂直;底盘1-1上设置有驱动电机1-6,驱动电机1-6的输出轴1-19通过第一带传动机构驱动传动轴1-7转动,齿轮1-11设置在传动轴1-7的一端,齿轮1-11与固设在底盘1-1上的齿条1-10啮合;第一带传动机构包括设置在所述驱动电机1-6的输出轴1-19上的第一带轮1-20、设置在传动轴1-7上的第三带轮1-17和绕在第一带轮1-20和第三带轮1-17上的第一传动带1-18;传动轴1-7能够通过第二带传动机构驱动第一丝杠1-8转动,第二带传动机构包括设置在传动轴1-7上的第二带轮1-15、与第一丝杠1-8和第一离合器1-12连接的第四带轮1-13和绕在第二带轮1-15和第四带轮1-13上的第二传动带,与第一丝杠1-8螺纹配合的螺母1-9与上平台1-21固连;在本实施例中第一带轮1-20、第二带轮1-15、第三带轮1-17和第四带轮1-13均为同步带轮,第一传动带1-18和第二传动带均为同步带。底盘1-1上设置有底盘滑轨1-2,下平台1-5通过底盘滑块1-22与底盘滑轨1-2滑动配合,齿条1-10与底盘滑轨1-2平行;下平台1-5上设置有下平台滑轨1-3,上平台1-21通过下平台滑块1-4与下平台滑轨1-3滑动配合。底盘1-1的底部设置有支架轮1-23和可伸缩台脚,可伸缩台脚能够使得支架轮1-23离开地面,使得该装配车可以在一定区域进行行走并且定点作业。底座1实现了一个驱动电机1-6控制上平台1-21相对于基准的X、Y方向的移动。
如图1和图5-7所示,升降机架2包括由上至下依次相间设置的矩形框和杆组,矩形框的数量比杆组的数量大一,在本实施例中杆组为三个,分别为第一杆组2-1、第二杆组2-2和第三杆组2-3,矩形框为四个;每个杆组均包括四个竖杆,分别为第一竖杆2-3-1、第二竖杆2-3-2、第三竖杆2-3-3和第四竖杆2-3-4,第一竖杆2-3-1和第二竖杆2-3-2分别与矩形框中的第一横杆2-3-5铰接,第三竖杆2-3-3和第四竖杆2-3-4分别与矩形框中的第三横杆2-3-7铰接,第一横杆2-3-5与第三横杆2-3-7平行,且相邻的两个第一横杆2-3-5位于同一平面;相邻两个杆组之间的矩形框中的第二横杆2-3-6和第四横杆2-3-8上分别套设有两个增力连接架2-4,增力连接架2-4能够使得矩形框一侧的杆组随另一侧的杆组的运动而运动;最下方的矩形框固设在上平台1-21上,且最下方的第三横杆2-3-7上设置有电缸座2-3-9,电缸座2-3-9能够驱动电缸杆2-3-10运动,电缸杆2-3-10的顶端与紧邻最下方的第一横杆2-3-5的第一横杆2-3-5连接。
如图8所示,增力连接架2-4包括套设在矩形框上的连接体2-4-2和分别与连接体2-4-2的上下两端铰接的两个连接杆,且四个连接体2-4-2上端的四个第一连接杆2-4-1远离连接体2-4-2的一端与紧邻在该连接体2-4-2上方的杆组中的四个竖杆一一铰接,四个连接体2-4-2下端的四个第二连接杆2-4-3远离连接体2-4-2的一端与紧邻在该连接体2-4-2下方的杆组中的四个竖杆一一铰接。
如图1和图9-13所示调姿机构3包括固设在升降机架2的顶端的第二支撑板3-16、底端与第二支撑板3-16铰接的翻转架3-14和固设在第二支撑板3-16上的电机螺杆组3-17,电机螺杆组3-17中的第二丝杠3-15与翻转架3-14顶端的随动螺母3-13螺纹连接,翻转架3-14上滑动设置有第一支撑板3-12,第一支撑板3-12通过翻转架滑块3-31和翻转架滑轨3-30与翻转架3-14滑动配合,翻转架3-14的底端固设有能够驱动第一支撑板3-12滑动的Y轴电动机3-19,Y轴电动机3-19由联轴器3-20与减速器3-21相连,驱动滚珠丝杠3-18转动,带动滚珠丝杠3-18上丝杠螺母机构3-32中的螺母移动,连接在丝杠螺母上的第一支撑板3-12通过翻转架3-14滑块沿翻转架3-14导轨移动,第一支撑板3-12上固定有Z轴旋转箱3-1与X轴旋转箱3-2,Z轴旋转箱3-1和X轴旋转箱3-2内部结构为蜗轮蜗杆结构,X轴旋转箱3-2中设置有X轴涡轮传动轴轴承3-24和X轴蜗杆轴承3-27,X轴蜗杆3-26有两种驱动方式,在X轴蜗杆3-26两端开槽,既有能够采用X轴旋转电机3-11驱动,也可以进行手动旋转。X轴旋转电机3-11固定在X轴旋转箱3-2上,通过第一X轴同步带轮3-6和第二X轴同步带轮3-7和X轴同步带3-8组成的带齿传动,将动力传递给X轴蜗轮,X轴蜗轮3-25带动由键一3-22连接的X轴蜗轮传动轴3-23转动,从而使旋转体3-9发生偏转,旋转体3-9与Z轴旋转箱3-1相连,使Z轴旋转箱3-1在X轴发生旋转。X轴旋转箱3-2与Z轴旋转箱3-1垂直,Z轴旋转箱3-1中设置有Z轴涡轮传动轴轴承3-34和Z轴蜗杆轴承3-28,Z轴旋转箱3-1与X轴旋转箱3-2类似,可以由连接在端盖上的Z轴旋转电机3-10通过第一Z轴同步带轮3-3和第二Z轴同步带轮3-4和Z轴同步带3-5组成的带齿传动和Z轴蜗杆3-29,将动力传递给Z轴蜗轮3-33,Z轴蜗轮3-33带动由键二3-35连接的Z轴蜗轮传动轴3-36转动,从而使输出端进行Z轴的旋转;也可以通过手动进行微调来实现Z轴的旋转。
本实施例六自由度联动收展的装配架车在初始状态时,架车的升降机架2为完全折叠状态,底座1由驱动电机1-6驱动,启动第二离合器1-16,通过带齿传动,使上平台1-21沿X轴移动,到达指定工位之后,第一离合器1-12启动,第一丝杠1-8转动,带动与螺母1-9连接的上平台1-21沿Y轴移动,到达工位后停止。升降机架2中的电缸座2-3-9启动,使升降机架2进行伸展,从而使调姿机构3上升,到达指定工位后,电动螺杆组工作产生Y方向的转动,继而X轴旋转箱3-2启动,通过旋转体3-9带动Z轴旋转箱3-1进行位置微调,最后Z轴旋转箱3-1启动,进一步地调节位置;结束工作之后,驱动电机1-6反转,升降机架2折叠,调姿机构3下降,回到初始的折叠位置,底座1的上下平台1-5也退回初始位置,以方便下次的工作使用。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“顶”、“底”、“竖”、“横”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“笫二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种六自由度联动收展的装配架车,其特征在于:包括底座、升降机架和调姿机构;所述底座包括依次能够滑动配合的上平台、下平台和底盘,且所述上平台相对所述下平台滑动的方向与所述下平台相对所述底盘滑动的方向垂直;所述底盘上设置有驱动电机,所述驱动电机能够驱动齿轮及设置在所述底盘上的第一丝杠转动,所述齿轮与固设在所述底盘上的齿条啮合;与所述第一丝杠螺纹配合的螺母与所述上平台固连,所述升降机架的底端与所述上平台固连,所述升降机架能够驱动所述调姿机构进行竖直方向上的升降;
所述调姿机构包括固设在所述升降机架的顶端的第二支撑板、底端与所述第二支撑板铰接的翻转架和固设在所述第二支撑板上的电机螺杆组,所述电机螺杆组中的第二丝杠与所述翻转架顶端的随动螺母螺纹连接,所述翻转架上滑动设置有第一支撑板,所述翻转架的底端固设有能够驱动所述第一支撑板滑动的Y轴电动机,所述支撑板上设置有X轴旋转箱,所述X轴旋转箱包括X轴旋转电机,所述X轴旋转电机能够驱动X轴旋转涡轮转动,所述X轴旋转涡轮与X轴旋转涡轮传动轴啮合,所述X轴旋转涡轮传动轴一端与Z轴旋转箱固连;所述Z轴旋转箱包括Z轴旋转电机,所述Z轴旋转电机能够驱动Z轴旋转涡轮转动,所述Z轴旋转涡轮与Z轴旋转涡轮传动轴啮合,所述Z轴旋转涡轮传动轴的一端与输出端固连。
2.根据权利要求1所述的六自由度联动收展的装配架车,其特征在于:所述升降机架包括由上至下依次相间设置的矩形框和杆组,所述矩形框的数量比所述杆组的数量大一;每个所述杆组均包括四个竖杆,相邻的两个所述竖杆分别与所述矩形框中的第一横杆铰接,另两个所述竖杆分别与所述矩形框中的第三横杆铰接,所述第一横杆与所述第三横杆平行,且相邻的两个所述第一横杆位于同一平面;相邻两个所述杆组之间的所述矩形框中的第二横杆和第四横杆上分别套设有两个增力连接架,所述增力连接架能够使得所述矩形框一侧的所述杆组随另一侧的所述杆组的运动而运动;最下方的所述矩形框固设在所述上平台上,且最下方的所述第三横杆上设置有电缸座,所述电缸座能够驱动电缸杆运动,所述电缸杆的顶端与紧邻最下方的所述第一横杆的所述第一横杆连接。
3.根据权利要求2所述的六自由度联动收展的装配架车,其特征在于:所述增力连接架包括套设在所述矩形框上的连接体和分别与所述连接体的上下两端铰接的两个连接杆,且四个所述连接体上端的四个所述连接杆远离所述连接体的一端与紧邻在该连接体上方的所述杆组中的四个所述竖杆一一铰接,四个所述连接体下端的四个所述连接杆远离所述连接体的一端与紧邻在该连接体下方的所述杆组中的四个所述竖杆一一铰接。
4.根据权利要求2所述的六自由度联动收展的装配架车,其特征在于:所述杆组为三个,所述矩形框为四个。
5.根据权利要求1所述的六自由度联动收展的装配架车,其特征在于:所述下平台上还设置有传动轴,所述驱动电机的输出轴通过第一带传动机构驱动所述传动轴转动,所述传动轴能够通过第二带传动机构驱动所述第一丝杠转动,所述齿轮设置在所述传动轴上,所述第一丝杠上设置有第一离合器,所述齿轮与所述传动轴之间设置有第二离合器。
6.根据权利要求1所述的六自由度联动收展的装配架车,其特征在于:所述底盘上设置有底盘滑轨,所述下平台通过底盘滑块与所述底盘滑轨滑动配合,所述齿条与所述底盘滑轨平行;所述下平台上设置有下平台滑轨,所述上平台通过下平台滑块与所述下平台滑轨滑动配合。
7.根据权利要求1所述的六自由度联动收展的装配架车,其特征在于:所述底盘的底部设置有支架轮和可伸缩台脚,所述可伸缩台脚能够使得所述支架轮离开地面。
8.根据权利要求1所述的六自由度联动收展的装配架车,其特征在于:所述X轴旋转涡轮传动轴通过旋转体与所述Z轴旋转箱固连。
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