CN112937907B - 一种飞机后机身可移动式调姿托架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机后机身可移动式调姿托架，包括支撑组件、轨道组件、调姿定位器和用于对飞机后机身吊装入位时进行初定位的微调限位组件；所述支撑组件固定于微调限位组件的下方，支撑组件包括托架主体和置于所述托架主体上方的支撑卡板，所述支撑卡板与飞机后机身相抵；所述轨道组件通过调姿定位器与支撑组件连接，轨道组件包括驱动组件、沿飞机后机身进出工位方向布置的轨道底座和固定于轨道底座上方的托架底盘，托架底盘通过驱动组件的带动沿轨道底座作直线往复运动。本发明定位精度高且结构紧凑，减小了调姿托架的整体体积，减轻了设备安装以及维护的难度。

Description

一种飞机后机身可移动式调姿托架

技术领域

本发明涉及飞机自动化装配领域，特别是涉及一种飞机后机身可移动式调姿托架。

背景技术

在航空航天制造领域，飞机后机身在同中央翼对接过程中，需要保持良好的稳定性并做出灵活的姿态调整。后机身调姿托架用于后机身产品的支撑及后机身的进出站，并通过定位器实现对后机身的姿态调整，保证产品在加工过程中的稳定性。由于飞机后机身具有一定的规模尺寸，对支撑部件以及调姿部件具有较高的要求。

传统的方法在处理大部件位于支撑部件上的精确定位问题以及后机身整体调姿问题上往往都需要大型复杂的设备的支持，导致飞机后机身调姿设备的规模较大，增加了设备安装以及维护的难度。

公开号为CN103895878B的说明书公开了一种大型飞机后机身数字化装配系统，包括：前部调姿定位单元，用于后机身前部的调姿、定位与锁紧；垂尾调姿定位单元，用于后机身垂尾对接区壁板的调姿、定位与锁紧；斜角基座，位于后机身两侧，该斜角基座上设有移动第七轴，并设有沿移动第七轴运动的工业机器人；三层操作梯，位于后机身四周，用于人工对后机身相应部位进行操作；姿态跟踪装置，安装在后机身周围，用于后机身调姿过程的动态跟踪、显示调姿与姿态评价。该发明主要针对集成的装配系统，系统结构复杂且规模较大，给后期维护增加了一定的困难。

公开号为CN206579860U的说明书公开了一种适于小型通用飞机后机身装配的桥式装配架，包括两个支架和一根横梁；横梁连接在两个支架的顶部，构成“门”字形结构，支架和横梁围成后机身安放空间；在两个支架上都设有台阶，横梁上设有作业平台，两组台阶分别连接在作业平台的两边，构成拱形结构；在后机身安放空间内悬吊有后机身支撑机构，它包括框架、机身支撑杆、机身压紧带和支撑结构调整控制机构；机身支撑杆有多根，各根机身支撑杆相互平行，且竖直安装在框架内；各根机身支撑杆顶端连接有吸盘，各个吸盘的表面所在部分弧面与待支撑机身的底面弧度一致；每个机身支撑杆与框架之间连接一电动推杆；支撑结构调整控制机构是以PLC为核心的控制器件；PLC连接控制电动推杆的电机。该发明主要针对小型飞机，由于结构设计的特点及载重的限制，该发明无法拓展到大型飞机的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调姿稳定性好、结构紧凑、工作效率高的飞机后机身可移动式调姿托架。

一种飞机后机身可移动式调姿托架，包括支撑组件、轨道组件、调姿定位器和用于对飞机后机身吊装入位时进行初定位的微调限位组件；所述支撑组件固定于微调限位组件的下方，支撑组件包括托架主体和置于所述托架主体上方的支撑卡板，所述支撑卡板与飞机后机身相抵；所述轨道组件通过调姿定位器与支撑组件连接，轨道组件包括驱动组件、沿飞机后机身进出工位方向布置的轨道底座和固定于轨道底座上方的托架底盘，托架底盘通过驱动组件的带动沿轨道底座作直线往复运动。

飞机后机身吊装入位时，首先通过所述微调限位组件进行初定位，再与支撑卡板相抵，对飞机后机身进行支撑。飞机后机身吊装入位完成后，驱动组件运行，将飞机后机身沿所述轨道底座托运至目标位置；根据测量数据得到的偏差值，计算X轴、Z轴和Y轴方向的进给量依次输入所述调姿定位器，所述调姿定位器先实现平面范围内的飞机后机身调姿后，再实现Y方向上的飞机后机身的调姿，完成飞机后机身的调姿。

所述的微调限位组件包括限位支架、设于限位支架上方的V形限位块和与飞机后机身相连接的连接架，连接架的两端均设有定位销固定机构，所述飞机后机身下方的设有连接孔的两个耳片接头通过所述定位销固定机构与连接架活动连接，所述定位销固定机构下方固定有圆柱形定位块，两端定位销固定机构下方的圆柱形定位块的中心线相互垂直；所述V形限位块与圆柱形定位块相配合，共同完成飞机后机身的限位支撑工作。

采用两个V形限位块作为飞机后机身的初定位机构，既与所述圆柱形定位块成贴合状态，改善了耳片接头的局部受力状态，缓解了应力集中的影响，又实现了对飞机后机身多个方向自由度的限制，提高了整体结构的稳定性。

所述的支撑卡板设有四块，置于托架主体的四角位置，共同完成飞机后机身的支撑工作；支撑卡板的顶端弧面与飞机机后机身的弧面相配合。采用四块支撑卡板作为飞机后机身的支撑结构，使得飞机后机身所受支撑力更为均匀，提高了飞机后机身在调姿过程中的稳定性。

所述的调姿定位器包括Y轴支撑座、Y轴升降机、Y轴驱动部件、一维力传感器球窝、一维力传感器球头和设置Y轴支撑座在水平方向运动的平面调姿驱动组件。所述一维力传感器球头的上端固定于所述托架主体的下表面，下端和一维力传感器球窝相配合，一维力传感器球窝与Y轴升降机的驱动部分固定，作为Y轴升降机的执行部件；所述Y轴升降机与Y轴驱动部件相配合，用于飞机后机身竖直方向的直线往复运动。

优选地，所述的平面调姿驱动组件采用驱动部件与直线导轨相互配合的方式，包括X轴驱动部件、X轴直线导轨和Z轴驱动部件、Z轴直线导轨。

优选地，所述Y轴驱动部件、X轴驱动部件和Z轴驱动部件均采用伺服电机，由于伺服电机运行精度高、平稳性好，故采用伺服电机进行飞机后机身的调姿，以保证飞机后机身位置的精确度。

优选地，X轴直线导轨和Z轴直线导轨的极限位置处均设有行程开关，用于控制调姿定位器在X轴和Z轴方向的调姿行程，避免发生碰撞事故。

优选地，所述轨道底座为两个平行的直线导轨结构，为整个调姿托架提供稳定的支撑力，使调姿托架直线移动时运行更平稳。

优选地，所述驱动组件采用带有驱动的齿轮齿条机构，带有驱动的齿轮齿条机构包括齿轮齿条机构和固定在齿轮处的进出驱动电机，所述进出驱动电机运行带动齿轮沿齿条方向运动。

所述的托架底盘和托架主体均为方形，所述托架底盘作为调姿定位器的支撑部件。

优选地，在支撑组件和轨道组件之间设有四个调姿定位器，分别放置于所述托架底盘的四角位置。改进了后机身调姿托架的调姿结构，可同步实现对X轴、Y轴和Z轴方向的调整，从而实现后机身调姿托架的精确调姿工作，提高了工作效率和调姿协同性。

本发明设计了飞机后机身可移动式调姿托架，相比现有技术，本发明的优点在于：

1、本发明采用齿轮齿条机构和调姿定位器并行的方式将飞机后机身调整至目标位置，提高了工作效率，为快速入位提供了弹性调整区间。

2、本发明定位精度高且结构紧凑，减小了调姿托架的整体体积，减轻了设备安装以及维护的难度。

附图说明

图1为本发明实施例飞机后机身可移动式调姿托架的结构示意图；

图2为图1所示的微调限位组件的结构示意图；

图3为图1所示的调姿定位器的结构示意图；

图4为图1所示的驱动组件的结构示意图；

图5为图1所示的轨道组件的结构示意图；

图6为图1所示的飞机后机身可移动式调姿托架在飞机后机身吊装入位后的工作示意图。

具体实施方式

如图1和图6所示，飞机后机身可移动式调姿托架，包括支撑组件1、轨道组件2、调姿定位器3和用于对飞机后机身吊装入位时进行初定位的微调限位组件4。

支撑组件1固定于微调限位组件4的下方，支撑组件1包括托架主体11和置于托架主体上方的支撑卡板12，支撑卡板12与飞机后机身相抵；轨道组件2通过调姿定位器3与支撑组件1连接，轨道组件2包括驱动组件23、沿飞机后机身进出工位方向布置的轨道底座21和固定于轨道底座21上方的托架底盘22，托架底盘22通过驱动组件23的带动沿轨道底座21作直线往复运动。

支撑卡板12设有四块，分别固定于托架主体11的四角位置且沿轨道底座21方向两两对称，共同完成飞机后机身的支撑工作。支撑卡板12的顶端弧面与飞机机后机身的弧面相配合。

如图2所示，微调限位组件4包括限位支架41、设于限位支架41上方的V形限位块42和与飞机后机身相连接的连接架43。

连接架43沿平行于轨道底座21的方向固定于托架主体11；连接架43的两端均设有定位销固定机构44，飞机后机身下方设有的两个耳片接头通过定位销固定机构44与连接架43活动连接，定位销固定机构44的下方连接有圆柱形定位块45，两端定位销固定机构44下方的圆柱形定位块45的中心线相互垂直。V形限位块42与圆柱形定位块45相配合，共同完成飞机后机身的初定位工作。

采用两个V形限位块42作为飞机后机身的初定位机构，既与圆柱形定位块45成贴合状态，改善了耳片接头的局部受力状态，缓解了应力集中的影响，又实现了对飞机后机身多个方向自由度的限制，提高了整体结构的稳定性。

如图3所示，调姿定位器3包括Y轴支撑座31、Y轴升降机32、Y轴伺服电机33、一维力传感器球窝34、一维力传感器球头35和设置Y轴支撑座31在水平方向运动的平面调姿驱动组件36。一维力传感器球头35的上端固定于托架主体11的下表面，一维力传感器球头35的下端和一维力传感器球窝34相配合，一维力传感器球窝34的下端与Y轴升降机32的驱动部分固定，作为Y轴升降机32的执行部件；Y轴升降机32与Y轴伺服电机33相配合，用于飞机后机身竖直方向的调姿。

平面调姿驱动组件36包括X轴伺服电机361、X轴直线导轨362和Z轴伺服电机363、Z轴直线导轨364；X轴直线导轨362和Z轴直线导轨364的极限位置处均设有行程开关365。

如图4所示，驱动组件23为带有驱动的齿轮齿条机构，带有驱动的齿轮齿条机构包括齿轮齿条机构231和固定在齿轮处的进出驱动电机232，进出驱动电机232运行带动齿轮沿齿条方向运动。

如图5所示，轨道底座21为两个平行的直线导轨结构。

托架底盘22为方形，作为调姿定位器3的支撑部件。

调姿定位器3为4个，分别放置在托架底盘22的四角位置。改进了后机身调姿托架的调姿结构，支撑组件1和轨道组件2之间放置了四个调姿定位器3，可同步实现对X轴、Y轴和Z轴方向的调整，从而实现后机身调姿托架的精确调姿工作，提高了工作效率和调姿协同性。

如图6所示，飞机后机身在吊装入位前，首先将连接架43通过定位销固定机构44固定于飞机后机身下方设有的两个耳片接头处，在飞机后机身在吊装入位时，通过V形限位块42与圆柱形定位块45相配合，完成飞机后机身的初定位，同时飞机后机身降落于四个支撑卡板12上，支撑卡板12对飞机后机身进行支撑。其次，飞机后机身在吊装入位完成后，进出驱动电机233运行，带动齿轮231沿齿条232方向传递动力，将飞机后机身沿轨道底座23托运至目标工位，完成初步的定位工作；与此同时，根据测量数据得到的偏差值，计算X轴、Z轴和Y轴方向的进给量依次输入X轴伺服电机361、Z轴伺服电机363和Y轴伺服电机33，在X轴伺服电机361和Z轴伺服电机363运行实现了平面范围内的飞机后机身调姿，Y轴伺服电机33运行实现Y方向上的飞机后机身的调姿，完成飞机后机身的调姿。

Claims (9)

1.一种飞机后机身可移动式调姿托架，其特征在于：包括支撑组件(1)、轨道组件(2)、调姿定位器(3)和用于对飞机后机身吊装入位时进行初定位的微调限位组件(4)；所述支撑组件(1)固定于微调限位组件(4)的下方，支撑组件(1)包括托架主体(11)和置于所述托架主体(11)上方的支撑卡板(12)，所述支撑卡板(12)与飞机后机身相抵；所述轨道组件(2)通过调姿定位器(3)与支撑组件(1)连接，轨道组件(2)包括驱动组件(23)、沿飞机后机身进出工位方向布置的轨道底座(21)和固定于轨道底座(21)上方的托架底盘(22)，托架底盘(22)通过驱动组件(23)的带动沿轨道底座(21)作直线往复运动；

所述的微调限位组件(4)包括限位支架(41)、设于限位支架(41)上方的V形限位块(42)和与飞机后机身相连接的连接架(43)，连接架(43)的两端均设有定位销固定机构(44)，所述定位销固定机构(44)下方固定有圆柱形定位块(45)，两端定位销固定机构(44)下方的圆柱形定位块(45)的中心线相互垂直。

2.根据权利要求1所述的飞机后机身可移动式调姿托架，其特征在于：所述的支撑卡板(12)设有四块，置于托架主体(11)的四角位置，支撑卡板(12)的顶端弧面与飞机机后机身的弧面相配合。

3.根据权利要求1所述的飞机后机身可移动式调姿托架，其特征在于：所述的调姿定位器(3)包括Y轴支撑座(31)、Y轴升降机(32)、Y轴驱动部件(33)、一维力传感器球窝(34)、一维力传感器球头(35)和设置Y轴支撑座(31)在水平方向运动的平面调姿驱动组件(36)；所述一维力传感器球头(35)的上端固定于所述托架主体(11)的下表面，下端和一维力传感器球窝(34)相配合，一维力传感器球窝(34)与Y轴升降机(32)的驱动部分固定。

4.根据权利要求3所述的飞机后机身可移动式调姿托架，其特征在于：所述的平面调姿驱动组件(36)采用驱动部件与直线导轨相互配合的方式，包括X轴驱动部件(361)、X轴直线导轨(362)和Z轴驱动部件(363)、Z轴直线导轨(364)。

5.根据权利要求4所述的飞机后机身可移动式调姿托架，其特征在于：所述Y轴驱动部件(33)、X轴驱动部件(361)和Z轴驱动部件(363)均采用伺服电机。

6.根据权利要求4所述的飞机后机身可移动式调姿托架，其特征在于：X轴直线导轨(362)和Z轴直线导轨(364)的极限位置处均设有行程开关(365)，用于控制调姿定位器(3)在X轴和Z轴方向的调姿行程。

7.根据权利要求1所述的飞机后机身可移动式调姿托架，其特征在于：在支撑组件(1)和轨道组件(2)之间设有四个调姿定位器(3)，分别放置于所述托架底盘(22)的四角位置。

8.根据权利要求1所述的飞机后机身可移动式调姿托架，其特征在于：所述的驱动组件(23)采用带有驱动的齿轮齿条机构，带有驱动的齿轮齿条机构包括齿轮齿条机构(231)和固定在齿轮处的进出驱动电机(232)，所述进出驱动电机(232)运行带动齿轮沿齿条方向运动。

9.根据权利要求1所述的飞机后机身可移动式调姿托架，其特征在于：所述的轨道底座(21)为两个平行的直线导轨结构。

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