CN113664489A - 一种用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置 - Google Patents

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岳义
刘国兴
韦宝琛
崔国华
李亚晶
陶渊
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    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25H—WORKSHOP EQUIPMENT, e.g. FOR MARKING-OUT WORK; STORAGE MEANS FOR WORKSHOPS
    • B25H1/00—Work benches; Portable stands or supports for positioning portable tools or work to be operated on thereby
    • B25H1/14—Work benches; Portable stands or supports for positioning portable tools or work to be operated on thereby with provision for adjusting the bench top

Abstract

本发明属于运动控制的技术领域，公开了一种用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置，其特征在于：包括RGV小车，在所述RGV小车上设置有框式平台，所述框式平台的前端通过第一连杆驱动机构与RGV小车相连，其后端通过第二连杆驱动机构与RGV小车相连，所述第一连杆驱动机构和第二连杆驱动机构配合运动，共同带动框式平台做从水平至竖直或者从竖直至水平的自动翻转运动，所述框式平台用于装载重载复杂结构件。采用本发明的自动翻转对接装置，在进行重载复杂结构件装配时，无需多人力配合翻转，提高了工作效率。

Description

一种用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置
技术领域
本发明涉及运动控制的技术领域，尤其涉及一种用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置。
背景技术
在工程应用中翻转装置的使用非常广泛，尤其对于大型设备构件或组件的安装、移动等都需要将设备进行大范围的翻转，实现由竖直姿态翻转到水平姿态或者由水平姿态翻转至竖直姿态，例如在航空航天中的重载大型复杂结构件，在装配过程中，需要将发动机放置于水平姿态，与水平放置的火箭筒段进行对接装配，但是由于其体型大，质量大，目前主要是依靠人工翻转，在翻转过程中全程需要行车配合、目测观察、口令指挥，存在翻转效率低和登高作业等问题，因此，为了保证操作人员的安全及翻转过程大型设备构件或组件能够保持稳定，提高工作效率，需要一种稳定性好且承载能力强的翻转装置来代替人工操作。
发明内容
本发明提供了一种用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置，解决了现有重载复杂结构件的装配主要依靠人工翻转，存在翻转效率低和登高作业等问题。
本发明可通过以下技术方案实现：
一种用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置，包括RGV小车，在所述RGV小车上设置有框式平台，所述框式平台的前端通过第一连杆驱动机构与RGV小车相连，其后端通过第二连杆驱动机构与RGV小车相连，所述第一连杆驱动机构和第二连杆驱动机构配合运动，共同带动框式平台做从水平姿态至竖直姿态或者从竖直姿态至水平姿态的自动翻转运动，所述框式平台用于装载重载复杂结构件。
众所周知，连杆机构是机械的组成部分中的一类，是一种常见的传动机构，指由若干(两个以上)有确定相对运动的构件用低副(转动副或移动副)联接组成的机构，其低副是面接触，耐磨损；加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，易于获得较高的制造精度。因此，我们借助连杆机构构建自动翻转对接装置，可以最简单可靠的机械结构完成对框式平台的翻转运动，实用性强，便于推广。
为了提高框式平台运动的稳定性，所述第一连杆驱动机构和第二连杆驱动机构均采用左右对称式结构，对称地布置在框式平台上，其中第一连杆驱动机构包括沿竖直方向设置的第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠的第一丝杆与第一驱动机构连接，其第一滑块通过双三连杆机构与框式平台的前端转动连接，所述第一驱动机构可以采用电机加齿轮式的驱动机构，用于带动第一滚珠丝杠的第一丝杆转动，进而将第一丝杆的转动转换为第一滑块的直线运动，带动与第一滑块连接的双三连杆机构联动，从而带动框式平台前端的一个侧面从水平姿态至竖直姿态或者从竖直姿态至水平姿态的自动翻转运动；
所述第二连杆驱动机构包括沿水平方向、且平行设置在RGV小车上的两个第二滚珠丝杠，两个所述第二滚珠丝杠的第二丝杆与第二驱动机构连接，其第二滑块通过转动副与框式平台的后端转动连接，所述框式平台后端的中部通过平行的两个支撑连杆与RGV小车转动连接，所述第二驱动机构同样可以采用电机加齿轮式的驱动机构，用于带动第二滚珠丝杠的第二丝杆转动，进而带动与第二滑块相连的框式平台的后端沿第二丝杆来回运动，从而带动框式平台后端的一个侧面从水平姿态至竖直姿态或者从竖直姿态至水平姿态的自动翻转运动。这样，在第一滑块沿第一丝杆向上运动时，双三连杆机构做伸展运动，此时第二滑块沿第二丝杆向前运动，推动框式平台从竖直姿态向水平姿态的自动翻转运动，而在第一滑块沿第一丝杆向下运动时，双三连杆机构做收缩运动，此时第二滑块沿第二丝杆向后运动，推动框式平台从竖直姿态向水平姿态的自动翻转运动，即可以采用这种冗余驱动方式，提高系统的承载能力。
具体地，所述双三连杆机构包括第一连杆，所述第一连杆的一端与第一滑块转动连接，另一端与水平连杆转动连接，所述水平连杆的两端分别于平行的两个第二连杆连接，其连接点可以设置在第二连杆的中部，提高对后续的第二连杆和第二连杆的带动能力，所述第二连杆的一端均与RGV小车转动连接，另一端均与第三连杆的一端转动连接，两个所述第三连杆也平行设置，所述第三连杆的另一端均与框式平台的前端转动连接；这样，所述框式平台前端的一个侧面从水平姿态至竖直姿态自动翻转运动时，所述第三连杆沿逆时针方向向第二连杆转动靠近；所述框式平台前端的一个侧面从竖直姿态至水平姿态的自动翻转运动时，所述第三连杆沿顺时针方向向第二连杆转动远离。
为提高系统使用的可靠性，对连杆机构的几何参数进行设计时，所述框式平台前端的一个侧面处于水平方向时，所述第二连杆和第三连杆延伸共线，此时机构位于死点位置，对外载荷具有高可靠的承载能力，适用于重载目标物的翻转操作；同样，所述框式平台前端的一个侧面处于竖直方向时，所述第二滑块位置固定，此时通过支撑连杆的约束，保持框式平台的稳定。
为了提高第二驱动机构运动的同步性，两个所述第二滑块成一体式结构，横跨在两个第二丝杆上。
进一步，所述RGV小车的顶面设置有L形支架，所述第一滚珠丝杠竖直设置在L形支架的竖直面，所述第二滚珠丝杠水平设置在L形支架的水平面。
进一步，所述框式平台呈长方体结构，包括一个供重载复杂结构件通过的开口，减小整体重量。
本发明有益的技术效果在于：
由RGV小车、多连杆机构、框式平台和驱动系统组成，在电机的驱动和多连杆机构的传动和约束下实现动框式平台大范围翻转的功能，结合RGV小车的移动，可实现目标物的翻转对接操作，同时，装置中的多连杆机构共有一个自由度，而使用了水平加竖直的双驱动方式，驱动冗余的设计可以大幅增加机构的承载能力及稳定性，且在框式平台翻转至水平姿态时，机构处于死点位置，这样的设计极大的简化了机构，增加了稳定性，在一定程度上缩减了工作空间，提高了空间利用率，同时，在进行重载复杂结构件装配时，无需多人力配合翻转，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图一；
图2为本发明的总体结构示意图二；
图3为本发明的总体结构的轴侧示意图；
图4为本发明的框式平台的变化过程示意图；
其中，1-RGV小车，2-框式平台，3-轨道，4-第一连杆，5-第二连杆，6-第三连杆，7-第一滑块，8-水平连杆，9-第一丝杆，10-第二滑块，11-支撑连杆，12-第二丝杆。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-4所示，本发明提供了一种用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置，包括RGV小车1、多连杆驱动机构、框式平台2。该RGV小车1可以借助移动轮沿轨道3运动，方便重载复杂结构件翻转后，与需要装配的组件进行对接安装；重载大型复杂结构件在翻转过程中固定在框式平台2上，该框式平台2可以设置为长方体形状，包括一个供重载大型复杂结构件通过的开口，其余面可以设置为框架式结构，方便对结构件的固定。
该多连杆驱动机构以RGV小车1为机架，通过第一连杆驱动机构和第二连杆驱动机构实现框式平台2和RGV小车1连接，其中，第一连杆驱动机构为双三连杆结构，左右对称地设置在框式平台2的前端，包括RGV小车1、第一连杆4、第二连杆5和第三连杆6，第一连杆4两端分别以转动副与第一滑块7和水平连杆8相连，该第一滑块7通过移动副与第一丝杆9连接，能够沿第一丝杆9上下运动，为驱动运动副，第三连杆6的两端分别以转动副与第二连杆5和框式平台2连接，可以其连接点可以设置在框式平台2底面的前端；
第二连杆驱动机构包括RGV小车1、第二滑块10、框式平台2及两个支撑连杆11，第二滑块10分别以转动副和移动副与框式平台2和第二丝杆12相连，这里的移动副也为驱动运动副，与框式平台2的连接点可以设置在底面的后端，支撑连杆11的两端分别以转动副与RGV小车1、框式平台2相连；
为了方便第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠的固定，在RGV小车1上可以设置一个L形支架，其竖直面用于固定第一滚珠丝杠，水平面与轨道3所在的平面平行，用于固定第二滚珠丝杠，同时，框式平台2的开口方向也朝向轨道3的延伸方向。
当第二滑块10向前移动时，第一滑块7向上移动，在第一连杆驱动机构和第二连杆驱动机构的传动和约束下，框式平台2可实现从竖直姿态至水平姿态的大范围翻转，当框式平台2翻转至水平姿态时，第二连杆5和第三连杆6共线，机构处于死点位置，保证了在水平位置时的工作状态稳定性，避免设备在受到外界干扰时重载大型复杂结构件失去水平，保证了对接过程中的可靠性；当第二滑块10向后移动时，第一滑块7向下移动，在第一连杆驱动机构和第二连杆驱动机构的传动和约束下，第一连杆驱动机构中的死点位置被打破，框式平台2可实现从水平姿态翻转至竖直姿态，再配合RGV小车1沿轨道3的运动，可实现重载大型复杂结构件的自动翻转及对接操作。
翻转对接装置的前后移动由RGV小车1来实现，通过移动轮在轨道3上的滚动实现的前后移动，配合多连杆驱动机构的翻转操作，实现重载大型复杂结构件的翻转对接过程。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置，其特征在于：包括RGV小车，在所述RGV小车上设置有框式平台，所述框式平台的前端通过第一连杆驱动机构与RGV小车相连，其后端通过第二连杆驱动机构与RGV小车相连，所述第一连杆驱动机构和第二连杆驱动机构配合运动，共同带动框式平台做从水平姿态至竖直姿态或者从竖直姿态至水平姿态的自动翻转运动，所述框式平台用于装载重载复杂结构件。
2.根据权利要求1所述的用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置，其特征在于：所述第一连杆驱动机构包括沿竖直方向设置的第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠的第一丝杆与第一驱动机构连接，其第一滑块通过双三连杆机构与框式平台的前端转动连接，所述第一驱动机构用于带动第一滚珠丝杠的第一丝杆转动，进而带动与第一滑块连接的双三连杆机构联动，从而带动框式平台前端的一个侧面从水平姿态至竖直姿态或者从竖直姿态至水平姿态的自动翻转运动；
所述第二连杆驱动机构包括沿水平方向、且平行设置在RGV小车上的两个第二滚珠丝杠，两个所述第二滚珠丝杠的第二丝杆与第二驱动机构连接，其第二滑块通过转动副与框式平台的后端转动连接，所述框式平台后端的中部通过平行的两个支撑连杆与RGV小车转动连接，所述第二驱动机构用于带动第二滚珠丝杠的第二丝杆转动，进而带动与第二滑块相连的框式平台的后端沿第二丝杆来回运动，从而带动框式平台后端的一个侧面从水平姿态至竖直姿态或者从竖直姿态至水平姿态的自动翻转运动。
3.根据权利要求2所述的用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置，其特征在于：所述双三连杆机构包括第一连杆，所述第一连杆的一端与第一滑块转动连接，另一端与水平连杆转动连接，所述水平连杆的两端分别于平行的两个第二连杆连接，所述第二连杆的一端均与RGV小车转动连接，另一端均与第三连杆的一端转动连接，两个所述第三连杆也平行设置，所述第三连杆的另一端均与框式平台的前端转动连接；
所述框式平台前端的一个侧面从水平至竖直自动翻转运动时，所述第三连杆沿逆时针方向向第二连杆转动靠近；所述框式平台前端的一个侧面从竖直至水平的自动翻转运动时，所述第三连杆沿顺时针方向向第二连杆转动远离。
4.根据权利要求3所述的用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置，其特征在于：所述框式平台前端的一个侧面处于水平方向时，所述第二连杆和第三连杆延伸共线。
5.根据权利要求2所述的用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置，其特征在于：两个所述第二滑块成一体式结构，横跨在两个第二丝杆上。
6.根据权利要求2所述的用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置，其特征在于：所述RGV小车的顶面设置有L形支架，所述第一滚珠丝杠竖直设置在L形支架的竖直面，所述第二滚珠丝杠水平设置在L形支架的水平面。
7.根据权利要求1所述的用于重载复杂结构件的自动翻转对接装置，其特征在于：所述框式平台呈长方体结构，包括一个供重载复杂结构件通过的开口。
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