本發(fā)明涉及的工業(yè)機(jī)械手領(lǐng)域，具體涉及一種用于飛機(jī)蒙皮鉆孔的裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)械手是能夠代替人完成各種操作功能的裝置，隨著科技的發(fā)展，機(jī)械手被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在飛機(jī)蒙皮鉆孔方面；傳統(tǒng)的制孔方式為手工風(fēng)鉆，人為因素不可避免的造成孔的精度不高，使用機(jī)械手代替手工后大大提高了孔的質(zhì)量。

現(xiàn)有技術(shù)中飛機(jī)蒙皮鉆孔裝置均采用，工業(yè)機(jī)械手加載末端執(zhí)行器鉆孔，工業(yè)機(jī)械手本身的剛度較差，且這種狀態(tài)下工作空間比較小，迫切需要一種剛度更大，運(yùn)動更加靈活，工作范圍更大的飛機(jī)蒙皮鉆孔裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種用于飛機(jī)蒙皮鉆孔的裝置。

第一方面，本發(fā)明提供一種用于飛機(jī)蒙皮鉆孔的裝置，包括：

具有多個(gè)自由度的大臂部分、支撐連接座、多個(gè)自由度的小臂部分和吸盤部分；

大臂部分的末端固定在支撐連接座的第一側(cè)面，所述小臂部分和所述吸盤部分獨(dú)立地安裝在支撐連接座的第二側(cè)面；

所述大臂部分能夠帶動所述支撐連接座移動到飛機(jī)蒙皮的工作區(qū)域，所述支撐連接座借助于所述吸盤部分的吸盤相對于所述蒙皮固定，所述小臂部分在所述工作區(qū)域的多個(gè)位置進(jìn)行鉆孔。

可選地，所述吸盤部分包括：至少一組吸盤組件；

每一吸盤組件包括：吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和吸盤；

所述吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置通過伸縮軸與吸盤的背面連接，以及所述吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動所述伸縮軸連接的吸盤在所述支撐連接座的第二側(cè)面樞轉(zhuǎn)，所述伸縮軸控制所述吸盤在伸縮軸的軸向方向伸縮。

可選地，所述吸盤部分包括兩組結(jié)構(gòu)相同的吸盤組件，所述兩個(gè)吸盤組件對稱分布在所述支撐連接座的第二側(cè)面，且所述兩個(gè)吸盤組件在所述支撐連接座上的對稱軸為所述小臂部分在所述支撐連接座上的軸承固定件。

可選地，所述小臂部分包括：鉆孔部分、一號驅(qū)動軸、驅(qū)動一和桿一；

所述鉆孔部分與一號驅(qū)動軸相連，驅(qū)動一安裝于桿一上，并與一號驅(qū)動軸相連，鉆孔部分相對桿一旋轉(zhuǎn)形成第一自由度。

可選地，所述小臂部分還包括：

十字軸一、驅(qū)動二、驅(qū)動三和桿二；

其中，驅(qū)動二安裝于桿一，并與十字軸一的縱軸相連；

驅(qū)動三安裝于桿二與十字軸一的橫軸相連；

桿一與桿二的轉(zhuǎn)動復(fù)合形成第二、第三自由度。

可選地，所述小臂部分還包括：

驅(qū)動四、十字軸二、驅(qū)動五、桿三；

驅(qū)動四安裝于桿二與十字軸二橫軸相連；

驅(qū)動五安裝于桿三與十字軸二縱軸相連；

桿二與桿三的轉(zhuǎn)動復(fù)合形成第四、第五自由度。

可選地，所述小臂部分還包括：驅(qū)動六和六號驅(qū)動軸；

所述驅(qū)動六安裝于桿三與六號驅(qū)動軸相連，桿三相對于支撐連接座轉(zhuǎn)動形成第六自由度。

可選地，所述驅(qū)動一與一號驅(qū)動軸、所述驅(qū)動二與十字軸一的縱軸、所述驅(qū)動三與十字軸一的橫軸、所述驅(qū)動四與十字軸二的橫軸、所述驅(qū)動五與十字軸二的縱軸、所述驅(qū)動六與六號驅(qū)動軸之間通過鍵相連；

和/或，

驅(qū)動一、驅(qū)動二、驅(qū)動三、驅(qū)動四、驅(qū)動五和驅(qū)動六的結(jié)構(gòu)均相同；

和/或，

所述驅(qū)動六包括：驅(qū)動電機(jī)六、減速器六、軸套六、小帶輪六、同步帶六、大帶輪六、蝸桿六，渦輪六，電機(jī)支撐六a、電機(jī)支撐六b、蝸桿支撐六c、蝸桿支撐六d；

所述驅(qū)動電機(jī)六連接減速器六，減速器六連接軸套六，軸套六連接小帶輪六，小帶輪六與大帶輪六通過同步帶六傳動，大帶輪六與蝸桿六相連，蝸桿六與渦輪六相互嚙合；

驅(qū)動電機(jī)六裝有電機(jī)支撐六a，軸套六通過軸承裝有電機(jī)支撐6b用于固定驅(qū)動電機(jī)六和小帶輪六；

蝸桿六兩端裝有軸承并安裝于蝸桿支撐六c、蝸桿支撐6d上，用于固定蝸桿六。

可選地，所述吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括：吸盤驅(qū)動軸、吸盤驅(qū)動電機(jī)、減速器、小帶輪、大帶輪、同步帶、軸套；

其中，吸盤驅(qū)動電機(jī)與減速器相連，減速器與軸套過盈配合，軸套與小帶輪通過鍵相連，小帶輪與大帶輪間通過同步帶傳動，大帶輪與吸盤驅(qū)動軸通過鍵相連，吸盤與吸盤驅(qū)動軸相連；

和/或，

所述的大臂部分包括基座、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)一、絲杠驅(qū)動一、平行四邊形機(jī)構(gòu)一、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)二、絲杠驅(qū)動二、平行四邊形機(jī)構(gòu)二、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)三、連接法蘭；

其中：所述平行四邊形機(jī)構(gòu)一與基座通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)一相連，以相對轉(zhuǎn)動形成第一自由度；

所述絲杠驅(qū)動一位于平行四邊形機(jī)構(gòu)一對角線處，在所述絲杠驅(qū)動一進(jìn)行拉伸運(yùn)動時(shí)，所述平行四邊形機(jī)構(gòu)一改變形態(tài)，形成第二自由度；

所述平行四邊形機(jī)構(gòu)一與平行四邊形機(jī)構(gòu)二通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)二相連，以相對轉(zhuǎn)動形成第三自由度；

所述絲杠驅(qū)動二位于平行四邊形機(jī)構(gòu)二對角線處，在所述絲杠驅(qū)動二進(jìn)行拉伸運(yùn)動時(shí)，所述平行四邊形機(jī)構(gòu)二改變形態(tài)，形成第四自由度；

所述平行四邊形結(jié)構(gòu)二與連接法蘭間通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)三相連，以相對轉(zhuǎn)動形成第五自由度。

第二方面，本發(fā)明還提供一種機(jī)械手，包括：多個(gè)自由度的小臂部分、支撐組件、吸盤部分；

所述小臂部分和所述吸盤部分分別安裝在支撐組件上；

所述吸盤部分包括：至少一組吸盤組件；

每一組吸盤組件包括：吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和吸盤；

所述吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置通過伸縮軸與吸盤的背面連接，以及所述吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動所述伸縮軸連接的吸盤在所述支撐組件上樞轉(zhuǎn)，所述伸縮軸控制所述吸盤在伸縮軸的軸向方向伸縮；

所述支撐組件借助于所述吸盤部分的吸盤相對于待操作設(shè)備固定，所述小臂部分在待操作設(shè)備的工作區(qū)域進(jìn)行多個(gè)位置的作業(yè)。

本發(fā)明具有的有益效果如下：

本發(fā)明與現(xiàn)有的蒙皮鉆孔設(shè)備相比，更適合飛機(jī)蒙皮的復(fù)雜表面，具有更大的鉆孔空間和更大的靈活性。

上述的吸盤組件，在鉆孔時(shí)吸附固定在蒙皮表面保證了大臂部分的穩(wěn)定性，降低了大臂部分的剛度要求。

上述的小臂部分，保證了鉆孔的工作空間和靈活性。

大臂部分可以沿下部導(dǎo)軌運(yùn)動，使裝置可以運(yùn)動到蒙皮的任意位置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于飛機(jī)蒙皮鉆孔的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的吸盤部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的小臂部分的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的驅(qū)動六的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的小臂部分的部分結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1:導(dǎo)軌，2：基座，3：轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)一，

4：絲杠驅(qū)動一，5：平行四邊形機(jī)構(gòu)一，6：轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)二，

7：絲杠驅(qū)動二，8：平行四邊形機(jī)構(gòu)二，9：轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)三，

10：連接法蘭，11：工具頭，12：吸盤，

13：吸盤驅(qū)動電機(jī)，14：減速器，15：吸盤驅(qū)動軸，

16：小帶輪，17：同步帶，18：大帶輪，

19：軸套，20：六號驅(qū)動軸，21：支撐連接座，

22：驅(qū)動六，23：桿三，24：驅(qū)動五，

25：十字軸二，26：驅(qū)動四，27：桿二，

28：驅(qū)動三，29：十字軸一，30：驅(qū)動二，

31：桿一，32：一號驅(qū)動軸，33：驅(qū)動一，

34：鉆孔部分，35：驅(qū)動電機(jī)六，36：減速器六，

37：軸套六，38：小帶輪六，39：同步帶六，

40：大帶輪六，41：蝸桿六，42：渦輪六，

43：電機(jī)支撐六a，44：電機(jī)支撐六b，45：蝸桿支撐六c，

46：蝸桿支撐六d。

具體實(shí)施方式

為了更好的解釋本發(fā)明，以便于理解，下面結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施方式，對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供一種用于飛機(jī)蒙皮鉆孔的裝置，其包括：

具有多個(gè)自由度的大臂部分、支撐連接座、多個(gè)自由度的小臂部分和吸盤部分；

大臂部分的末端固定在支撐連接座的第一側(cè)面，所述小臂部分和所述吸盤部分獨(dú)立地安裝在支撐連接座的第二側(cè)面；

所述大臂部分能夠帶動所述支撐連接座移動到飛機(jī)蒙皮的工作區(qū)域，所述支撐連接座借助于所述吸盤部分的吸盤相對于所述蒙皮固定，所述小臂部分在所述工作區(qū)域的多個(gè)位置進(jìn)行鉆孔。

本實(shí)施例的支撐連接座可為板狀結(jié)構(gòu)。

舉例來說，所述吸盤部分可包括：至少一組吸盤組件；下述圖1中示出的是兩組吸盤組件。

每一吸盤組件包括：吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和吸盤；

所述吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置通過伸縮軸與吸盤的背面連接，以及所述吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動所述伸縮軸連接的吸盤在所述支撐連接座的第二側(cè)面樞轉(zhuǎn)，所述伸縮軸控制所述吸盤在伸縮軸的軸向方向伸縮，此時(shí)伸縮軸區(qū)域還設(shè)置有驅(qū)動伸縮的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置可為現(xiàn)有的驅(qū)動裝置。

優(yōu)選地，所述吸盤部分包括兩組結(jié)構(gòu)相同的吸盤組件，所述兩個(gè)吸盤組件對稱分布在所述支撐連接座的第二側(cè)面，且所述兩個(gè)吸盤組件在所述支撐連接座上的對稱軸為所述小臂部分在所述支撐連接座上的軸承固定件。

本實(shí)施例的裝置更適合飛機(jī)蒙皮的復(fù)雜表面，具有更大的鉆孔空間和更大的靈活性。本實(shí)施例的吸盤組件，在鉆孔時(shí)吸附固定在蒙皮表面保證了大臂部分的穩(wěn)定性，降低了大臂部分的剛度要求。大臂部分可以沿下部導(dǎo)軌運(yùn)動，使裝置可以運(yùn)動到蒙皮的任意位置。小臂部分保證了鉆孔的工作空間和靈活性。

實(shí)施例二

如圖1所示，本實(shí)施例中大臂部分有五個(gè)自由度，具體地，大臂部分依次包括基座(2)、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)一(3)、絲杠驅(qū)動一(4)、平行四邊形機(jī)構(gòu)一(5)、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)二(6)、絲杠驅(qū)動二(7)、平行四邊形機(jī)構(gòu)二(8)、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)三(9)，共有5個(gè)自由度，大臂部分可在導(dǎo)軌(1)上移動。

圖1中的平行四邊形機(jī)構(gòu)一(5)與基座(2)通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)一(3)相連，可以進(jìn)行相對轉(zhuǎn)動形成第一自由度；

絲杠驅(qū)動一(4)位于平行四邊形機(jī)構(gòu)一(5)對角線處，可以進(jìn)行拉伸運(yùn)動使平行四邊形機(jī)構(gòu)一(5)改變形態(tài)，形成第二自由度；

平行四邊形機(jī)構(gòu)一(5)與平行四邊形機(jī)構(gòu)二(8)通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)二(6)相連，可以進(jìn)行相對轉(zhuǎn)動形成第三自由度；

絲杠驅(qū)動二(7)位于平行四邊形機(jī)構(gòu)二(8)對角線處，可以進(jìn)行拉伸運(yùn)動是平行四邊形機(jī)構(gòu)二(8)改變形態(tài)，形成第四自由度；

平行四邊形結(jié)構(gòu)二(8)與末端連接法蘭(10)間通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)三(9)相連，可以進(jìn)行相對轉(zhuǎn)動形成第五自由度。

另外，本實(shí)施例中的小臂部分和吸盤部分可形成工具頭，該工具頭可具有7個(gè)自由度。

如圖2所示，吸盤部分可包括兩組結(jié)構(gòu)相同的吸盤組件，該吸盤組件均位于支撐連接座21的第二側(cè)面，第一側(cè)面與大臂分布的末端固定連接。如圖2所示，每一組吸盤組件可包括：吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和吸盤(12)。

舉例來說，吸盤驅(qū)動裝置可包括：吸盤驅(qū)動軸(15)、吸盤驅(qū)動電機(jī)(13)、減速器(14)、小帶輪(16)、大帶輪(18)、同步帶(17)和軸套(19)；

吸盤驅(qū)動電機(jī)(13)與減速器(14)相連，減速器(14)與軸套(19)過盈配合，軸套(19)與小帶輪(16)通過鍵相連，小帶輪(16)與大帶輪(18)間通過同步帶(17)傳動，大帶輪(18)與吸盤驅(qū)動軸(15)通過鍵相連，吸盤部分(12)與吸盤驅(qū)動軸(15)相連。

如圖3所示，本實(shí)施例的小臂部分具有六個(gè)自由度。圖3所示的小臂部分包括鉆孔部分(34)、一號驅(qū)動軸(32)、驅(qū)動一(33)、桿一(31)、驅(qū)動二(30)、十字軸一(29)、驅(qū)動三(28)、桿二(27)、驅(qū)動四(26)、十字軸二(25)、驅(qū)動五(24)、桿三(23)、驅(qū)動六(22)；鉆孔部分(34)與一號驅(qū)動軸(32)相連，驅(qū)動一(33)安裝于桿一(31)與一號驅(qū)動軸(32)相連。

如圖5所示，驅(qū)動二(30)安裝于桿一(31)與十字軸一(29)縱軸相連，驅(qū)動三(28)安裝于桿二(27)與十字軸一(29)橫軸相連；

驅(qū)動四(26)安裝于桿二(27)與十字軸二(25)橫軸相連，驅(qū)動五(24)安裝于桿三(23)與十字軸二(25)縱軸相連，驅(qū)動六(22)安裝于桿三(23)與六號驅(qū)動軸(20)相連。

另外，上述的驅(qū)動與軸之間通過鍵相連，通過固定板和軸承安裝在桿件上；以及，十字軸通過軸承安裝在桿件之上。

上述結(jié)構(gòu)中驅(qū)動一到驅(qū)動六結(jié)構(gòu)相同。舉例來說，如圖4所示，驅(qū)動六包含：驅(qū)動電機(jī)六(35)、減速器六(36)、軸套六(37)、小帶輪六(38)、同步帶六(39)、大帶輪六(40)、蝸桿六(41)，渦輪六(42)，電機(jī)支撐六a(43)、電機(jī)支撐六b(44)、蝸桿支撐六c(45)、蝸桿支撐六d(46)；所述驅(qū)動電機(jī)六(35)連接減速器六(36)，減速器六(36)連接軸套六(37)，軸套六(37)連接小帶輪六(38)，小帶輪六(38)與大帶輪六(40)通過同步帶六(39)傳動，大帶輪六(40)安裝在蝸桿六(41)上，蝸桿六(41)與渦輪六(42)相互嚙合；其中驅(qū)動電機(jī)六(35)裝有電機(jī)支撐六a(41)，軸套六(35)通過軸承裝有電機(jī)支撐六b(42)用于固定驅(qū)動電機(jī)六(35)和小帶輪六(38)；蝸桿六(41)兩端裝有軸承并安裝于蝸桿支撐六c(45)、蝸桿支撐六d(46)上，用于固定蝸桿六(39)。

本實(shí)施例的裝置與現(xiàn)有的蒙皮鉆孔設(shè)備相比，更適合飛機(jī)蒙皮的復(fù)雜表面，具有更大的鉆孔空間和更大的靈活性。

優(yōu)選地，上述吸盤組件中的吸盤在鉆孔時(shí)吸附固定在蒙皮表面保證了大臂部分的穩(wěn)定性，降低了大臂部分的剛度要求。

在使用時(shí)，大臂部分可以沿下部導(dǎo)軌運(yùn)動，使裝置可以運(yùn)動到蒙皮的任意位置，進(jìn)而小臂部分可保證鉆孔的工作空間和靈活性。

為更好的理解本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明舉例說明使用過程。

首先：通過大臂將支撐連接座對應(yīng)的工具頭結(jié)構(gòu)移動到工作區(qū)域；

例如，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)一、二、三可在水平面擺動，絲杠驅(qū)動一、絲杠驅(qū)動二完成伸所運(yùn)動將工具頭結(jié)構(gòu)移動到工作區(qū)域的所需位置；

其次，吸盤組件中的吸盤吸附在蒙皮表面用于固定，此時(shí)小臂部分可在多個(gè)位置進(jìn)行移動并完成鉆孔。

例如，吸盤吸附在飛機(jī)蒙皮表面完成吸附固定，起支撐作用；小臂部分各旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)開始運(yùn)動完成孔定位和鉆孔運(yùn)動。

另外，上述結(jié)構(gòu)中的工具頭可以安裝在其他機(jī)械手上進(jìn)行鉆孔工作，通過置換主軸可以完成其他工作。

例如，本發(fā)明實(shí)施例還可提供一種機(jī)械手，該機(jī)械手包括：多個(gè)自由度的小臂部分、支撐組件、吸盤部分；

所述小臂部分和所述吸盤部分分別安裝在支撐組件上；

所述吸盤部分包括：至少一組吸盤組件；

每一組吸盤組件包括：吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和吸盤；

所述吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置通過伸縮軸與吸盤的背面連接，以及所述吸盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動所述伸縮軸連接的吸盤在所述支撐組件上樞轉(zhuǎn)，所述伸縮軸控制所述吸盤在伸縮軸的軸向方向伸縮；

所述支撐組件借助于所述吸盤部分的吸盤相對于待操作設(shè)備固定，所述小臂部分在待操作設(shè)備的工作區(qū)域進(jìn)行多個(gè)位置的作業(yè)。

最后應(yīng)說明的是：以上所述的各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。