CN114394252A - 太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，包括至少一对位姿调整模块，每个位姿调整模块的弦向运动单元设置于展向运动单元上，能够在展向运动单元上沿无人机机翼的展向移动；高度运动单元设置于弦向运动单元上，能够在弦向运动单元上沿无人机机翼的弦向移动；型面固定单元设置于高度运动单元上，能够在高度运动单元上升降；运动控制系统分别连接展向运动单元、弦向运动单元及高度运动单元；每对姿调整模块通过型面固定单元支撑一个无人机机翼的翼肋，并在运动控制系统的控制下同步运动，以调整翼肋相对于无人机机翼的展向位置、弦向位置及高度位置。本发明减少了翼肋装配的时间和人工成本，提高了装配速度，缩短了研制周期。

Description

太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统

技术领域

本发明属于无人机装配技术领域，更具体地，涉及一种太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统。

背景技术

太阳能无人机机翼结构多数考虑轻量化设计与制造，因此一般选材为复合材料，结合太阳能无人机设计思路，翼肋具有尺度大、重量轻的显著特点。在太阳能无人机翼段的部装过程中，翼肋与主梁装配前要求各翼肋调节至平齐状态，并保证各翼肋间垂直距离处于允许公差范围内。翼肋装配效果好坏将会影响整机性能，尤其涉及到后续太阳电池阵相关操作。太阳电池阵以翼肋作为基准开展装配工作，如果翼肋装配效果不佳、肋间距尺寸参差不齐，将会导致太阳电池阵装配困难，进而影响上翼面的发电和气动性能等。

目前，太阳能无人机翼肋装配位姿主要由辅助工装来保证，该种翼肋辅助工装全部由机械结构零件组成。翼肋装配前，通过将各种辅助工装零件调校，保证位姿平齐后，紧固相关零件，固定翼肋位姿，再进行后续相关装配操作。从上述操作流程来看，翼肋位姿的保证情况、肋间距尺寸精度、装配效果和时间周期等基本由辅助工装调校效果确定。该辅助工装虽能一定程度上保证翼肋装配位姿，但存在一些不足：(1)传统辅助工装调校过程依赖手工，要求操作人员有相关经验，测量手段落后，调校精度难以保证；(2)翼肋弦长尺度大，整机数量多，匹配的辅助工装调校工作量大，导致人员需求量大，花费人力和时间成本高；(3)通用性弱，设计尺寸调整或机型变更，传统辅助工装需重新调校满足新的翼肋装配位姿和肋间距尺寸需求，过程繁琐，重复性强。

因此期待研发一种太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，降低人力与时间成本低，提高装配精度高和速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，解决传统翼肋装配辅助工装调校过程繁琐、精度低、通用性差以及耗费人力和时间的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，包括至少一对位姿调整模块，每个所述位姿调整模块包括展向运动单元、弦向运动单元、高度运动单元、型面固定单元及运动控制系统；

所述弦向运动单元设置于所述展向运动单元上，能够在所述展向运动单元上沿无人机机翼的展向移动；所述高度运动单元设置于所述弦向运动单元上，能够在所述弦向运动单元上沿所述无人机机翼的弦向移动；所述型面固定单元设置于所述高度运动单元上，能够在所述高度运动单元上升降；所述运动控制系统分别连接所述展向运动单元、所述弦向运动单元及所述高度运动单元；

每对所述姿调整模块通过所述型面固定单元支撑一个所述无人机机翼的翼肋，并在所述运动控制系统的控制下同步运动，以调整所述翼肋相对于所述无人机机翼的展向位置、弦向位置及高度位置。

可选地，所述展向运动单元包括展向直线导轨、展向运动滑块及展向驱动组件，所述展向直线导轨沿所述无人机机翼的展向设置，所述展向运动滑块设置于所述展向直线导轨上，所述展向驱动组件连接于所述展向运动滑块，以驱动所述展向运动滑块沿所述展向直线导轨移动，所述弦向运动单元设置于所述展向运动滑块。

可选地，所述展向驱动组件包括齿条、展向运动减速机、展向运动伺服电机和展向运动单元编码器；

所述齿条与所述展向直线导轨平行；

所述展向运动减速机通过减速机支架固定于所述展向运动滑块上，所述展向运动伺服电机的输出轴连接于所述展向运动减速机的输入轴，所述展向运动减速机的输出轴上设有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合传动；

所述展向运动单元编码器连接于所述展向运动伺服电机。

可选地，所述展向运动滑块上设有承载结构板，所述承载结构板上设有立柱，所述立柱的顶部设有立柱转接结构板，所述弦向运动单元设置于所述立柱转接结构板上。

可选地，所述弦向运动单元包括弦向直线导轨、弦向运动滑块及弦向驱动组件，所述弦向直线导轨沿所述无人机机翼的弦向设置于所述展向运动单元上，所述弦向运动滑块设置于所述弦向直线导轨上，所述弦向驱动组件连接于所述弦向运动滑块，以驱动所述弦向运动滑块沿所述弦向直线导轨移动，所述弦向驱动组件上设有防尘罩，所述弦向运动滑块上设有弦向滑块转接结构板，所述高度运动单元设置于所述弦向滑块转接结构板上。

可选地，所述弦向驱动组件包括弦向滚珠丝杠、弦向运动伺服电机和弦向运动单元编码器，所述弦向滚珠丝杠的螺杆与所述弦向直线导轨平行，所述弦向运动伺服电机的输出轴通过弦向运动联轴器连接于所述弦向滚珠丝杠的螺杆，所述弦向运动滑块连接于所述弦向滚珠丝杠的螺母上，所述弦向运动单元编码器连接于所述弦向运动伺服电机。

可选地，所述高度运动单元包括竖直直线导轨、竖直运动滑块及竖直驱动组件，所述竖直直线导轨沿竖直方向设置于所述弦向运动单元上，所述竖直运动滑块设置于所述竖直直线导轨上，所述竖直驱动组件连接于所述竖直运动滑块，以驱动所述竖直运动滑块沿所述竖直直线导轨移动，所述型面固定单元设置于所述竖直运动滑块上，所述竖直直线导轨上设有加强筋，所述竖直运动滑块上设有高度滑块转接结构板，所述型面固定单元设置于所述高度滑块转接结构板。

可选地，所述竖直驱动组件包括高度滚珠丝杠、高度方向运动伺服电机及高度方向运动编码器，所述高度滚珠丝杠的螺杆与所述竖直直线导轨平行，所述高度方向运动伺服电机的输出轴通过高度运动联轴器连接于所述高度滚珠丝杠的螺杆，所述竖直运动滑块连接于所述高度滚珠丝杠的螺母上，所述高度方向运动编码器连接于所述高度方向运动伺服电机。

可选地，所述型面固定单元包括支撑梁、夹具及连接件，所述支撑梁的一端连接于所述高度运动单元上，另一端沿所述无人机机翼的弦向延伸，沿所述支撑梁的长度方向，在所述支撑梁的顶面上设有定位槽，所述定位槽的形状与所述无人机机翼的翼肋契合，用于安装翼肋，所述夹具由所述支撑梁的底部夹持于所述支撑梁上，以固定所述翼肋；

所述一对位姿调整模块的支撑梁相向设置，所述连接件连接于所述一对位姿调整模块的支撑梁的自由端之间，每对所述位姿调整模块的支撑梁相互配合，固定一个所述翼肋。

可选地，所述运动控制系统包括上位计算机、运动控制器及多个伺服电机驱动器，所述上位计算机连接于所述运动控制器，所述运动控制器分别连接所述伺服电机驱动器，每个所述伺服电机驱动器连接于一个所述位姿调整模块。

本发明的有益效果在于：本发明的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统自动化程度高，能够在装配前将多个翼肋调整至平齐状态，并保证各翼肋间的距离处于允许公差范围内，且调整过程只需通过操作人员在工控上位机编写运动控制程序即可实现，减少了大批量的辅助工装调校操作人员参与，缩短了太阳能无人机研制周期；本发明的无人机翼肋装配位姿调整系统采用了模块化设计思想，由多个相同的位姿调整模块组成，互换性强；本发明太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统可在调整后将各个状态的翼肋装配信息记录于运动控制系统中，便于后续调用，减少了重复性调校工作。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统的示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的一对位姿调整模块的连接示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的位姿调整模块的结构示意图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的展向运动单元的结构示意图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的承载结构板的示意图。

图6示出了根据本发明的一个实施例的立柱的示意图。

图7示出了根据本发明的一个实施例的减速机支架的示意图。

图8示出了根据本发明的一个实施例的立柱转接结构板的示意图。

图9示出了根据本发明的一个实施例的弦向滑块转接结构板的示意图。

图10示出了根据本发明的一个实施例的加强筋的示意图。

图11示出了根据本发明的一个实施例的支撑梁的侧视图。

图12示出了根据本发明的一个实施例的支撑梁的立体图。

图13示出了根据本发明的一个实施例的高度滑块转接结构板的示意图。

图14示出了根据本发明的一个实施例的连接件的示意图。

图15示出了根据本发明的一个实施例的夹具的示意图。

图16示出了根据本发明的一个实施例的运动控制系统的控制流程示意图。

附图标记说明

1、位姿调整模块；2、展向运动单元；3、弦向运动单元；4、高度运动单元；5、型面固定单元；6、减速机支架；7、展向运动滑块；8、展向运动减速机；9、承载结构板；10、立柱；11、展向运动伺服电机；12、展向运动单元编码器；13、弦向线性模组；14、弦向运动伺服电机；15、立柱转接结构板；16、弦向运动单元编码器；17、弦向运动联轴器；18、高度线性模组；19、高度运动联轴器；20、弦向滑块转接结构板；21、加强筋；22、支撑梁；23、连接件；24、夹具；25、高度滑块转接结构板；26、高度方向运动伺服电机；27、高度方向运动编码器；28、展向直线导轨。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

本发明提供一种太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，包括至少一对位姿调整模块，每个位姿调整模块包括展向运动单元、弦向运动单元、高度运动单元、型面固定单元及运动控制系统；

弦向运动单元设置于展向运动单元上，能够在展向运动单元上沿无人机机翼的展向移动；高度运动单元设置于弦向运动单元上，能够在弦向运动单元上沿无人机机翼的弦向移动；型面固定单元设置于高度运动单元上，能够在高度运动单元上升降；运动控制系统分别连接展向运动单元、弦向运动单元及高度运动单元；

每对姿调整模块通过型面固定单元支撑一个无人机机翼的翼肋，并在运动控制系统的控制下同步运动，以调整翼肋相对于无人机机翼的展向位置、弦向位置及高度位置。

具体地，本发明的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统自动化程度高，能够在装配前将多个翼肋调整至平齐状态，并保证各翼肋间的距离处于允许公差范围内，且调整过程只需通过操作人员在工控上位机编写运动控制程序即可实现，减少了大批量的辅助工装调校操作人员参与，缩短了太阳能无人机研制周期；本发明的无人机翼肋装配位姿调整系统采用了模块化设计思想，由多个相同的位姿调整模块组成，互换性强；本发明太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统可在调整后将各个状态的翼肋装配信息记录于运动控制系统中，便于后续调用，减少了重复性调校工作。

作为可选方案，展向运动单元包括展向直线导轨、展向运动滑块及展向驱动组件，展向直线导轨沿无人机机翼的展向设置，展向运动滑块设置于展向直线导轨上，展向驱动组件连接于展向运动滑块，以驱动展向运动滑块沿展向直线导轨移动，弦向运动单元设置于展向运动滑块上。

作为可选方案，展向驱动组件包括齿条、展向运动减速机、展向运动伺服电机和展向运动单元编码器；

齿条与展向直线导轨平行

展向运动减速机通过减速机支架固定于展向运动滑块上，展向运动伺服电机的输出轴连接于展向运动减速机的输入轴，展向运动减速机的输出轴上设有齿轮，齿轮与齿条啮合传动；

展向运动单元编码器连接于展向运动伺服电机。

作为可选方案，展向运动滑块上设有承载结构板，承载结构板上设有立柱，立柱的顶部设有立柱转接结构板，弦向运动单元设置于立柱转接结构板上。

具体地，承载结构板承载了所有运动单元以及翼肋的重量，在满足强度和刚度要求的前提下，考虑减重优化设计，进行了局部镂空，加工有结构减轻孔和立柱安装定位槽，立柱能够依靠承载结构板上的立柱安装定位槽快速实现定位。

进一步地，设置立柱用于提高高度运动单元的起始点高度，同时承载弦向运动单元、高度运动单元和型面固定单元的重量。

作为可选方案，弦向运动单元包括弦向直线导轨、弦向运动滑块及弦向驱动组件，弦向直线导轨沿无人机机翼的弦向设置于展向运动单元上，弦向运动滑块设置于弦向直线导轨上，弦向驱动组件连接于弦向运动滑块，以驱动弦向运动滑块沿弦向直线导轨移动，弦向驱动组件上设有防尘罩，弦向运动滑块上设有弦向滑块转接结构板，高度运动单元设置于弦向滑块转接结构板上。

作为可选方案，弦向驱动组件包括弦向滚珠丝杠、弦向运动伺服电机和弦向运动单元编码器，弦向滚珠丝杠的螺杆与弦向直线导轨平行，弦向运动伺服电机的输出轴通过弦向运动联轴器连接于弦向滚珠丝杠的螺杆，弦向运动滑块连接于弦向滚珠丝杠的螺母上，弦向运动单元编码器连接于弦向运动伺服电机。

作为可选方案，高度运动单元包括竖直直线导轨、竖直运动滑块及竖直驱动组件，竖直直线导轨沿竖直方向设置于弦向运动单元上，竖直运动滑块设置于竖直直线导轨上，竖直驱动组件连接于竖直运动滑块，以驱动竖直运动滑块沿竖直直线导轨移动，型面固定单元设置于竖直运动滑块上，竖直直线导轨上设有加强筋，竖直运动滑块上设有高度滑块转接结构板，型面固定单元设置于高度滑块转接结构板。

具体地，加强筋用于加强竖直直线导轨和竖直驱动组件的强度与刚度，防止运动过程发生倾覆，同时提供竖直直线导轨和竖直驱动组件安装和与弦向运动单元连接的机械接口。

作为可选方案，竖直驱动组件包括高度滚珠丝杠、高度方向运动伺服电机及高度方向运动编码器，高度滚珠丝杠的螺杆与竖直直线导轨平行，高度方向运动伺服电机的输出轴通过高度运动联轴器连接于高度滚珠丝杠的螺杆，竖直运动滑块连接于高度滚珠丝杠的螺母上，高度方向运动编码器连接于高度方向运动伺服电机。

作为可选方案，型面固定单元包括支撑梁、夹具及连接件，支撑梁的一端连接于高度运动单元上，另一端沿无人机机翼的弦向延伸，沿支撑梁的长度方向，在支撑梁的顶面上设有定位槽，定位槽的形状与无人机机翼的翼肋契合，用于安装翼肋，夹具由支撑梁的底部夹持于支撑梁上，以固定翼肋；

一对位姿调整模块的支撑梁相向设置，连接件连接于一对位姿调整模块的支撑梁的自由端之间，每对位姿调整模块的支撑梁相互配合，固定一个翼肋。

具体地，支撑梁的连接于高度运动单元的一端设有安装座，安装座的远离支撑梁的一侧设有圆形凸台，以便于实现支撑梁的安装定位。

进一步地，夹具起到紧固并限制翼肋姿态的作用，其上设有镂空的减重孔。

作为可选方案，运动控制系统包括上位计算机、运动控制器及多个伺服电机驱动器，上位计算机连接于运动控制器，运动控制器分别连接伺服电机驱动器，每个伺服电机驱动器连接于一个位姿调整模块。

具体地，每个位姿调整模块在上位计算机上编写运动控制程序，通过以太网与运动控制器通讯，运动控制器发送指令至伺服电机驱动器，实现翼肋装配位姿调整的运动控制，达到翼肋装配位姿要求。

实施例

如图1所示，本实施例太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统包括三对位姿调整模块1，三对位姿调整模块1沿无人机机翼的展向依次设置。

如图2所示，每个位姿调整模块1包括展向运动单元2、弦向运动单元3、高度运动单元4、型面固定单元5及运动控制系统；弦向运动单元3设置于展向运动单元2上，能够在展向运动单元2上沿无人机机翼的展向移动；高度运动单元4设置于弦向运动单元3上，能够在弦向运动单元3上沿无人机机翼的弦向移动；型面固定单元5设置于高度运动单元4上，能够在高度运动单元4上升降；运动控制系统分别连接展向运动单元2、弦向运动单元3及高度运动单元4。每对姿调整模块1的型面固定单元5相向设置且端部通过连接件23相互连接，共同配合支撑一个翼肋，并在运动控制系统的控制下同步运动，以调整翼肋相对于无人机机翼的展向位置、弦向位置及高度位置。

如图3、图4所示，展向运动单元2包括展向直线导轨28、展向运动滑块7、齿条、展向运动减速机8、展向运动伺服电机11和展向运动单元编码器12，展向直线导轨28沿无人机机翼的展向设置于地面上，展向运动滑块7设置于展向直线导轨28上，展向运动滑块7上设有承载结构板9，承载结构板9上设有立柱10，立柱10的顶部设有立柱转接结构板15，弦向运动单元2设置于立柱转接结构板15上。承载结构板9承载了弦向运动单元2、高度运动单元3以及翼肋的重量，在满足强度和刚度要求的前提下，考虑减重优化设计，进行了局部镂空，如图5所示，承载结构板9上加工有第一减轻孔901、第二减轻孔902和立柱安装定位槽903，留有滑块安装通孔904、立柱安装通孔905、减速机支架安装通孔906作为安装机械接口，立柱10依靠立柱安装定位槽903快速实现定位。如图6所示，立柱10的上表面加工有第一安装通孔1001，下表面加工有第二安装通孔1002，结构加强筋1003增强了其强度与刚度，立柱10下表面通过第二安装通孔1002及螺栓与承载结构板9上的立柱安装通孔905连接，用于提高高度方向运动单元的起始点高度，同时承载弦向运动单元3、高度方向运动单元4和型面单元5的重量。齿条固定于底面上且与展向直线导轨28平行，展向运动减速机8通过减速机支架6固定于承载结构板9上。减速机支架6如图7所示，展向运动减速机8先通过螺栓连接减速机支架6两侧的第一通孔601，该支架再通过中间的第二通孔602与承载结构板9的减速机支架安装通孔906连接，展向运动减速机8降低了输出端的转速，提高了输出扭矩。展向运动伺服电机11的输出轴键连接于展向运动减速机8的输入孔中，展向运动减速机8的输出轴上设有齿轮，展向运动减速机输出轴通过螺栓、顶丝等与齿轮键连接，齿轮与齿条啮合传动，实现了其输出轴旋转运动转换成驱动展向运动滑块沿展向直线导轨的直线运动。展向运动单元编码器12集成安装于展向运动伺服电机11末端，并连接于展向运动伺服电机11。

如图3所示，弦向运动单元包括弦向直线导轨、弦向运动滑块、弦向滚珠丝杠、弦向运动伺服电机14和弦向运动单元编码器16，弦向直线导轨、弦向运动滑块及弦向滚珠丝杠组成弦向线性模组13，弦向线性模组13上设有防尘罩。弦向线性模组13沿无人机机翼的弦向设置于立柱转接结构板15上，如图8所示，立柱转接结构板15用于提供立柱10与弦向线性模组13的机械接口，弦向线性模组13背侧通过立柱转接结构板15上的定位槽1501安装，并利用螺栓与立柱转接结构板15上的沉头孔1502连接，立柱转接结构板15通过转接通孔1503与立柱10上表面第一安装通孔1001螺栓连接。弦向运动滑块设置于弦向直线导轨上，弦向滚珠丝杠的螺杆与弦向直线导轨平行，弦向运动伺服电机14的输出轴通过弦向运动联轴器17连接于弦向滚珠丝杠的螺杆，弦向运动滑块连接于弦向滚珠丝杠的螺母上，弦向运动单元编码器16集成安装于弦向运动伺服电机14末端且连接于弦向运动伺服电机14。弦向运动滑块上设有弦向滑块转接结构板20，高度运动单元4设置于弦向滑块转接结构板20上，弦向线性模组13中的滚珠丝杠将弦向运动伺服电机14旋转运动转换为弦向运动滑块沿弦向直线导轨的弦向直线运动。

如图3所示，高度运动单元4包括竖直直线导轨、竖直运动滑块、高度滚珠丝杠、高度方向运动伺服电机26及高度方向运动编码器27，竖直直线导轨、竖直运动滑块、高度滚珠丝杠组成高度线性模组18，高度线性模组18上设有防尘罩，竖直直线导轨沿竖直方向设置于弦向滑块转接结构板20上，如图9所示，弦向滑块转接结构板20起到了高度方向运动单元与弦向运动单元的机械转接作用，加工有第三通孔2001和第一螺纹孔2002，第三通孔2002用于螺栓连接至弦向运动滑块，第一螺纹孔2002用于螺栓连接至加强筋21。加强筋21用于加强高度线性模组18的强度与刚度，防止运动过程发生倾覆，同时提供高度线性模组18本体安装和与弦向运动单元3连接的机械接口，如图10所示，高度线性模组18背侧通过螺栓与加强筋21立面第四通孔2101连接，加强筋21通过底面第五通孔2102与弦向滑块转接结构板20上的第一螺纹孔2002连接，二者连接完成后再与弦向线性模组13的弦向运动滑块通过螺栓连接，加强筋21的凸台2103用于便捷安装高度线性模组18。竖直运动滑块设置于竖直直线导轨上，高度滚珠丝杠的螺杆与竖直直线导轨平行，高度方向运动伺服电机26的输出轴通过高度运动联轴器19连接于高度滚珠丝杠的螺杆，竖直运动滑块连接于高度滚珠丝杠的螺母上，高度滚珠丝杠将高度方向运动伺服电机26的旋转运动转换为竖直运动滑块沿竖直直线导轨的直线运动，高度方向运动编码器27集成安装于高度方向运动伺服电机26末端并连接于高度方向运动伺服电机26，竖直运动滑块上设有高度滑块转接结构板25，型面固定单元5设置于高度滑块转接结构板25上

如图3所示，型面固定单元5包括支撑梁22、夹具24及连接件23，支撑梁22的一端连接于高度运动单元4上，另一端沿无人机机翼的弦向延伸，沿支撑梁22的长度方向，在支撑梁22的顶面上设有定位槽2202，定位槽2202的形状与无人机机翼的翼肋契合，用于安装翼肋，夹具24由支撑梁22的底部夹持于支撑梁22上，以固定翼肋；如图11～图13所示，支撑梁22的连接座上加工有圆形凸台2201和定位槽2202，圆形凸台便于安装至高度滑块转接结构板25的定位通孔2501中；定位槽2202形状与翼肋的接触面契合，具有随形功能，用于翼肋放置后的姿态保证与限位，留有与高度滑块转接结构板安装的长孔2203、用于安装夹具的第二螺纹孔2204和锁紧互联通孔2205，长孔2203通过螺栓与高度滑块转接结构板的第三螺纹孔2502连接，高度滑块转接结构板的第六通孔2503再与竖直运动滑块连接。连接件23连接于一对位姿调整模块1的支撑梁22的自由端之间，如图14所示，连接件23的第七通孔2301和一对支撑梁的锁紧互联通孔2205连接。如图15所示，夹具起到紧固并限制翼肋姿态的作用，其上有镂空减重孔2403、凸台2401，夹具结构通孔2402通过螺栓连接于支撑梁的第二螺纹孔2204。

本实施例的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，各运动单元均采用带编码器的伺服电机作为驱动装置，不仅能够实现快速调整响应，也能够保证运动过程中较高的定位精度，调整过程依靠数字化信息反馈，便捷可靠。如图16所示，运动控制系统包括上位计算机、运动控制器及多个伺服电机驱动器，上位计算机连接于运动控制器，运动控制器分别连接伺服电机驱动器，每个伺服电机驱动器连接于一个伺服电机，每个位姿调整模块在上位计算机上编写运动控制程序，通过以太网与运动控制器通讯，运动控制器发送指令至伺服电机驱动器，实现翼肋装配位姿调整的运动控制，达到翼肋装配位姿要求。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，其特征在于，包括至少一对位姿调整模块，每个所述位姿调整模块包括展向运动单元、弦向运动单元、高度运动单元、型面固定单元及运动控制系统；

所述弦向运动单元设置于所述展向运动单元上，能够在所述展向运动单元上沿无人机机翼的展向移动；所述高度运动单元设置于所述弦向运动单元上，能够在所述弦向运动单元上沿所述无人机机翼的弦向移动；所述型面固定单元设置于所述高度运动单元上，能够在所述高度运动单元上升降；所述运动控制系统分别连接所述展向运动单元、所述弦向运动单元及所述高度运动单元；

每对所述姿调整模块通过所述型面固定单元支撑一个所述无人机机翼的翼肋，并在所述运动控制系统的控制下同步运动，以调整所述翼肋相对于所述无人机机翼的展向位置、弦向位置及高度位置。

2.根据权利要求1所述的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，其特征在于，所述展向运动单元包括展向直线导轨、展向运动滑块及展向驱动组件，所述展向直线导轨沿所述无人机机翼的展向设置，所述展向运动滑块设置于所述展向直线导轨上，所述展向驱动组件连接于所述展向运动滑块，以驱动所述展向运动滑块沿所述展向直线导轨移动，所述弦向运动单元设置于所述展向运动滑块。

3.根据权利要求2所述的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，其特征在于，所述展向驱动组件包括齿条、展向运动减速机、展向运动伺服电机和展向运动单元编码器；

所述齿条与所述展向直线导轨平行；

所述展向运动减速机通过减速机支架固定于所述展向运动滑块上，所述展向运动伺服电机的输出轴连接于所述展向运动减速机的输入轴，所述展向运动减速机的输出轴上设有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合传动；

所述展向运动单元编码器连接于所述展向运动伺服电机。

4.根据权利要求2所述的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，其特征在于，所述展向运动滑块上设有承载结构板，所述承载结构板上设有立柱，所述立柱的顶部设有立柱转接结构板，所述弦向运动单元设置于所述立柱转接结构板上。

5.根据权利要求1所述的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，其特征在于，所述弦向运动单元包括弦向直线导轨、弦向运动滑块及弦向驱动组件，所述弦向直线导轨沿所述无人机机翼的弦向设置于所述展向运动单元上，所述弦向运动滑块设置于所述弦向直线导轨上，所述弦向驱动组件连接于所述弦向运动滑块，以驱动所述弦向运动滑块沿所述弦向直线导轨移动，所述弦向驱动组件上设有防尘罩，所述弦向运动滑块上设有弦向滑块转接结构板，所述高度运动单元设置于所述弦向滑块转接结构板上。

6.根据权利要求5所述的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，其特征在于，所述弦向驱动组件包括弦向滚珠丝杠、弦向运动伺服电机和弦向运动单元编码器，所述弦向滚珠丝杠的螺杆与所述弦向直线导轨平行，所述弦向运动伺服电机的输出轴通过弦向运动联轴器连接于所述弦向滚珠丝杠的螺杆，所述弦向运动滑块连接于所述弦向滚珠丝杠的螺母上，所述弦向运动单元编码器连接于所述弦向运动伺服电机。

7.根据权利要求1所述的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，其特征在于，所述高度运动单元包括竖直直线导轨、竖直运动滑块及竖直驱动组件，所述竖直直线导轨沿竖直方向设置于所述弦向运动单元上，所述竖直运动滑块设置于所述竖直直线导轨上，所述竖直驱动组件连接于所述竖直运动滑块，以驱动所述竖直运动滑块沿所述竖直直线导轨移动，所述型面固定单元设置于所述竖直运动滑块上，所述竖直直线导轨上设有加强筋，所述竖直运动滑块上设有高度滑块转接结构板，所述型面固定单元设置于所述高度滑块转接结构板。

8.根据权利要求7所述的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，其特征在于，所述竖直驱动组件包括高度滚珠丝杠、高度方向运动伺服电机及高度方向运动编码器，所述高度滚珠丝杠的螺杆与所述竖直直线导轨平行，所述高度方向运动伺服电机的输出轴通过高度运动联轴器连接于所述高度滚珠丝杠的螺杆，所述竖直运动滑块连接于所述高度滚珠丝杠的螺母上，所述高度方向运动编码器连接于所述高度方向运动伺服电机。

9.根据权利要求1所述的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，其特征在于，所述型面固定单元包括支撑梁、夹具及连接件，所述支撑梁的一端连接于所述高度运动单元上，另一端沿所述无人机机翼的弦向延伸，沿所述支撑梁的长度方向，在所述支撑梁的顶面上设有定位槽，所述定位槽的形状与所述无人机机翼的翼肋契合，用于安装翼肋，所述夹具由所述支撑梁的底部夹持于所述支撑梁上，以固定所述翼肋；

所述一对位姿调整模块的支撑梁相向设置，所述连接件连接于所述一对位姿调整模块的支撑梁的自由端之间，每对所述位姿调整模块的支撑梁相互配合，固定一个所述翼肋。

10.根据权利要求1所述的太阳能无人机翼肋装配位姿调整系统，其特征在于，所述运动控制系统包括上位计算机、运动控制器及多个伺服电机驱动器，所述上位计算机连接于所述运动控制器，所述运动控制器分别连接所述伺服电机驱动器，每个所述伺服电机驱动器连接于一个所述位姿调整模块。

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