本發(fā)明屬于裝配自動化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于飛機發(fā)動機整機安裝的多軸調(diào)姿平臺。

背景技術(shù)：

航空發(fā)動機作為飛機動力系統(tǒng)的核心，在例行檢查維護過程中，需要進行經(jīng)常性的整機拆卸和安裝，能否高效、準(zhǔn)確地完成發(fā)動機的拆裝作業(yè)，將直接影響其性能的發(fā)揮。而航空發(fā)動機體積重量大、結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜、且表面布滿復(fù)雜管路、安裝間隙小、安裝軌跡復(fù)雜，在拆裝過程中，需要對飛機發(fā)動機在空間六個自由度的位置姿態(tài)進行精確調(diào)整。

目前，國內(nèi)的飛機發(fā)動機整機安裝大多采用手動機械裝置或只能在特定方向?qū)崿F(xiàn)伺服調(diào)整的半自動化裝置，這些裝置存在以下不足：(1)可調(diào)自由度少，不能實現(xiàn)航空發(fā)動機在空間六個自由度的位置姿態(tài)調(diào)整；(2)自動化程度低，不能實現(xiàn)六個自由度的自動化調(diào)姿，不能進行多軸聯(lián)動調(diào)姿，發(fā)動機拆裝效率低。

中國專利cn201310098161.4公開了《一種飛機發(fā)動機安裝用多軸調(diào)姿平臺》，該平臺包括工作平臺、平移機構(gòu)、轉(zhuǎn)臺機構(gòu)、升降俯仰機構(gòu)、平臺底座等，其中升降俯仰機構(gòu)包括左上滑動座、右上固定座、左升降機構(gòu)、右升降機構(gòu)，其中左升降機構(gòu)和右升降機構(gòu)采用相同工作原理的結(jié)構(gòu)，分別由一臺伺服電機進行驅(qū)動，實現(xiàn)了飛機發(fā)動機的升降移動和俯仰轉(zhuǎn)動姿態(tài)調(diào)整。該平臺提供了一種實現(xiàn)飛機發(fā)動機四軸姿態(tài)(升降移動、縱向移動、俯仰轉(zhuǎn)動和水平轉(zhuǎn)動)調(diào)整的飛機發(fā)動機安裝用多軸調(diào)姿平臺，減輕了工人的勞動強度，提高了飛機發(fā)動機安裝的精度和效率。但該平臺仍存在的問題是：平臺只能實現(xiàn)飛機發(fā)動機四軸姿態(tài)調(diào)整，可調(diào)自由度不足，不能完全實現(xiàn)飛機發(fā)動機在空間六個自由度的位置姿態(tài)調(diào)整，影響了發(fā)動機安裝效率和質(zhì)量的提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對飛機發(fā)動機在安裝過程中的六軸位置姿態(tài)調(diào)整要求以及已有多軸調(diào)姿平臺可調(diào)自由度不足的問題，在已有多軸調(diào)姿平臺的基礎(chǔ)上進行改進，提供一種用于飛機發(fā)動機整機安裝的六軸調(diào)姿平臺，該平臺能夠?qū)崿F(xiàn)飛機發(fā)動機在空間六個自由度方向上位置姿態(tài)(x軸水平推進、y軸水平移動、z軸豎直升降、a軸左右俯仰、b軸前后俯仰、c軸水平轉(zhuǎn)動)的調(diào)整。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于飛機發(fā)動機整機安裝的六軸調(diào)姿平臺，包括工作臺、y軸平移機構(gòu)、c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)、“人字形”鉸鏈機構(gòu)、搖籃式平臺框架和x軸推進機構(gòu)；所述的x軸為工作臺平面上沿發(fā)動機軸線的前向推進軸，y軸為工作臺平面上的橫向軸，z軸為垂直于工作臺平面的豎直軸，a軸為繞x軸的旋轉(zhuǎn)軸，b軸為繞y軸的旋轉(zhuǎn)軸，c軸為繞z軸的旋轉(zhuǎn)軸；

所述的工作臺通過導(dǎo)軌滑塊、螺母絲杠與y軸平移機構(gòu)連接，y軸平移機構(gòu)的底板通過螺釘固接在c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)支撐內(nèi)齒圈上，c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)的底板與四組“人字形”鉸鏈機構(gòu)頂部支座分別連接，“人字形”鉸鏈機構(gòu)的底板通過螺釘固接在搖籃式平臺框架的底部，搖籃式平臺框架兩側(cè)肩部通過滑塊與x軸長導(dǎo)軌連接，x軸推進機構(gòu)固接在搖籃式平臺框架上；

所述的“人字形”鉸鏈機構(gòu)共四組，分別由四組鉸鏈機構(gòu)伺服電機、螺母絲杠獨立進行驅(qū)動，四組“人字形”鉸鏈機構(gòu)具有單組動作和多組聯(lián)動功能，從而實現(xiàn)發(fā)動機在z軸豎直升降、a軸左右俯仰和b軸前后俯仰的位置姿態(tài)調(diào)整；具體調(diào)整方法如下：四組“人字形”鉸鏈機構(gòu)進行同步控制，實現(xiàn)發(fā)動機沿z軸的豎直升降，升降范圍為±120mm；左側(cè)兩組、右側(cè)兩組“人字形”鉸鏈機構(gòu)分別同步并對兩者進行差動控制，實現(xiàn)發(fā)動機在a軸的左右俯仰，俯仰范圍為±5°；前面兩組、后面兩組“人字形”鉸鏈機構(gòu)分別同步并對兩者進行差動控制，實現(xiàn)發(fā)動機在b軸的前后俯仰，俯仰范圍為±8°；

所述的四組“人字形”鉸鏈機構(gòu)的頂部為對應(yīng)的四個支座，分別為固定座、滑動座a、滑動座b和浮動座，其中固定座通過螺釘與c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)的底板固接，滑動座a通過左右方向?qū)к壔瑝K與c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)的底板連接，滑動座b通過前后方向?qū)к壔瑝K與c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)的底板連接，浮動座通過浮動支撐與c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)的底板連接，四個支座與對應(yīng)“人字形”鉸鏈機構(gòu)的連接均采用關(guān)節(jié)軸承，各個支座均具有繞軸線轉(zhuǎn)動、前后擺動和左右擺動功能；

所述的搖籃式平臺框架是整個平臺的承載機構(gòu)，其兩側(cè)肩部安裝有線性滑塊，線性滑塊與x軸長導(dǎo)軌配合，實現(xiàn)整個平臺在x軸方向上的運動導(dǎo)向，其中x軸長導(dǎo)軌安裝在飛機發(fā)動機安裝車車體頂部，是整個平臺與飛機發(fā)動機安裝車之間的過渡連接機構(gòu)，x軸推進機構(gòu)固接在搖籃式平臺框架上，x軸推進機構(gòu)采用齒輪齒條的傳動方式，x軸齒條固接在飛機發(fā)動機安裝車車體內(nèi)側(cè)面，與x軸推進機構(gòu)中的齒輪進行嚙合，從而實現(xiàn)發(fā)動機的x軸水平推進，且x軸齒條的齒槽沿z軸豎直方向。

進一步地，所述的工作臺上設(shè)置有安裝平面和安裝孔，用于安裝發(fā)動機夾具。

進一步地，所述的y軸平移機構(gòu)由平移機構(gòu)底板、導(dǎo)軌滑塊、螺母絲杠和平移機構(gòu)伺服電機組成，其中平移機構(gòu)底板通過螺釘固接在c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)支撐的內(nèi)圈，導(dǎo)軌滑塊安裝在平移機構(gòu)底板上并與工作臺連接，由平移機構(gòu)伺服電機帶動螺母絲杠進行驅(qū)動，實現(xiàn)發(fā)動機在y軸方向的位置調(diào)整，調(diào)整范圍為±150mm。

進一步地，所述的c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)由回轉(zhuǎn)機構(gòu)底板、回轉(zhuǎn)支撐、齒輪、減速機和回轉(zhuǎn)機構(gòu)伺服電機組成，其中回轉(zhuǎn)支撐的外圈通過螺栓與底板固接，回轉(zhuǎn)支撐的內(nèi)圈為內(nèi)齒圈，通過與齒輪嚙合實現(xiàn)傳動，由回轉(zhuǎn)機構(gòu)伺服電機和減速機帶動齒輪進行驅(qū)動，從而實現(xiàn)發(fā)動機在水平面內(nèi)的角度姿態(tài)調(diào)整，調(diào)整范圍為±15°。

本發(fā)明的效果和益處是：

1、為了解決飛機發(fā)動機在安裝過程中位置姿態(tài)調(diào)整困難、可調(diào)自由度不足、安裝效率低等問題，本發(fā)明在已有多軸調(diào)姿平臺的基礎(chǔ)上進行改進，增加可調(diào)自由度，提供了一種用于飛機發(fā)動機整機安裝的六軸調(diào)姿平臺，實現(xiàn)了發(fā)動機在空間六個自由度方向上位置姿態(tài)(x軸水平推進、y軸水平移動、z軸豎直升降、a軸左右俯仰、b軸前后俯仰、c軸水平轉(zhuǎn)動)的調(diào)整。

2、本發(fā)明實現(xiàn)飛機發(fā)動機在安裝過程中六個空間自由度方向上的位置姿態(tài)調(diào)整，可調(diào)自由度多，使發(fā)動機安裝姿態(tài)更加準(zhǔn)確，發(fā)動機六自由度的位置姿態(tài)調(diào)整均采用伺服電機數(shù)控調(diào)姿，提高了調(diào)姿精度和效率；進一步提高了飛機發(fā)動機安裝效率和質(zhì)量。

附圖說明

圖1是用于飛機發(fā)動機整機安裝的六軸調(diào)姿平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是用于飛機發(fā)動機整機安裝的六軸調(diào)姿平臺的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是x軸推進機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是“人字形”鉸鏈機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、工作臺，2、y軸平移機構(gòu)，3、c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)，4、“人字形”鉸鏈機構(gòu)，5、搖籃式平臺框架，6、鉸鏈機構(gòu)伺服電機，7、x軸推進機構(gòu)，8、x軸長導(dǎo)軌，9、x軸齒條，10、回轉(zhuǎn)支撐，11、固定座，12、滑動座a，13、滑動座b，14、浮動座，15、關(guān)節(jié)軸承。

具體實施方式

下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖進一步說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1-4所示，一種用于飛機發(fā)動機整機安裝的六軸調(diào)姿平臺，包括工作臺1、y軸平移機構(gòu)2、c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3、“人字形”鉸鏈機構(gòu)4、搖籃式平臺框架5和x軸推進機構(gòu)7；所述的x軸為工作臺1平面上沿發(fā)動機軸線的前向推進軸，y軸為工作臺1平面上的橫向軸，z軸為垂直于工作臺1平面的豎直軸，a軸為繞x軸的旋轉(zhuǎn)軸，b軸為繞y軸的旋轉(zhuǎn)軸，c軸為繞z軸的旋轉(zhuǎn)軸；

所述的工作臺1通過導(dǎo)軌滑塊、螺母絲杠與y軸平移機構(gòu)2連接，y軸平移機構(gòu)2的底板通過螺釘固接在c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3的回轉(zhuǎn)支撐10內(nèi)齒圈上，c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3的底板與四組“人字形”鉸鏈機構(gòu)4頂部支座分別連接，“人字形”鉸鏈機構(gòu)4的底板通過螺釘固接在搖籃式平臺框架5的底部，搖籃式平臺框架5兩側(cè)肩部通過滑塊與x軸長導(dǎo)軌8連接，x軸推進機構(gòu)7固接在搖籃式平臺框架5上；

所述的“人字形”鉸鏈機構(gòu)4共四組，分別由四組鉸鏈機構(gòu)伺服電機6、螺母絲杠獨立進行驅(qū)動，四組“人字形”鉸鏈機構(gòu)4具有單組動作和多組聯(lián)動功能，從而實現(xiàn)發(fā)動機在z軸豎直升降、a軸左右俯仰和b軸前后俯仰的位置姿態(tài)調(diào)整；具體調(diào)整方法如下：四組“人字形”鉸鏈機構(gòu)4進行同步控制，實現(xiàn)發(fā)動機沿z軸的豎直升降，升降范圍為±120mm；左側(cè)兩組、右側(cè)兩組“人字形”鉸鏈機構(gòu)4分別同步并對兩者進行差動控制，實現(xiàn)發(fā)動機在a軸的左右俯仰，俯仰范圍為±5°；前面兩組、后面兩組“人字形”鉸鏈機構(gòu)4分別同步并對兩者進行差動控制，實現(xiàn)發(fā)動機在b軸的前后俯仰，俯仰范圍為±8°；

所述的四組“人字形”鉸鏈機構(gòu)4的頂部為對應(yīng)的四個支座，分別為固定座11、滑動座a12、滑動座b13和浮動座14，其中固定座11通過螺釘與c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3的底板固接，滑動座a12通過左右方向?qū)к壔瑝K與c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3的底板連接，滑動座b13通過前后方向?qū)к壔瑝K與c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3的底板連接，浮動座14通過浮動支撐與c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3的底板連接，四個支座與對應(yīng)“人字形”鉸鏈機構(gòu)4的連接均采用關(guān)節(jié)軸承15，各個支座均具有繞軸線轉(zhuǎn)動、前后擺動和左右擺動功能；

所述的搖籃式平臺框架5是整個平臺的承載機構(gòu)，其兩側(cè)肩部安裝有線性滑塊，線性滑塊與x軸長導(dǎo)軌8配合，實現(xiàn)整個平臺在x軸方向上的運動導(dǎo)向，其中x軸長導(dǎo)軌8安裝在飛機發(fā)動機安裝車車體頂部，是整個平臺與飛機發(fā)動機安裝車之間的過渡連接機構(gòu)，x軸推進機構(gòu)7固接在搖籃式平臺框架5上，x軸推進機構(gòu)7采用齒輪齒條的傳動方式，x軸齒條9固接在飛機發(fā)動機安裝車車體內(nèi)側(cè)面，與x軸推進機構(gòu)7中的齒輪進行嚙合，從而實現(xiàn)發(fā)動機的x軸水平推進，且x軸齒條9的齒槽沿z軸豎直方向。

進一步地，所述的工作臺1上設(shè)置有安裝平面和安裝孔，用于安裝發(fā)動機夾具。

進一步地，所述的y軸平移機構(gòu)2由平移機構(gòu)底板、導(dǎo)軌滑塊、螺母絲杠和平移機構(gòu)伺服電機組成，其中平移機構(gòu)底板通過螺釘固接在c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3的回轉(zhuǎn)支撐10的內(nèi)圈，導(dǎo)軌滑塊安裝在平移機構(gòu)底板上并與工作臺1連接，由平移機構(gòu)伺服電機帶動螺母絲杠進行驅(qū)動，實現(xiàn)發(fā)動機在y軸方向的位置調(diào)整，調(diào)整范圍為±150mm。

進一步地，所述的c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3由回轉(zhuǎn)機構(gòu)底板、回轉(zhuǎn)支撐10、齒輪、減速機和回轉(zhuǎn)機構(gòu)伺服電機組成，其中回轉(zhuǎn)支撐10的外圈通過螺栓與底板固接，回轉(zhuǎn)支撐10的內(nèi)圈為內(nèi)齒圈，通過與齒輪嚙合實現(xiàn)傳動，由回轉(zhuǎn)機構(gòu)伺服電機和減速機帶動齒輪進行驅(qū)動，從而實現(xiàn)發(fā)動機在水平面內(nèi)的角度姿態(tài)調(diào)整，調(diào)整范圍為±15°。

本發(fā)明的工作原理如下：

工作臺1起到承載飛機發(fā)動機的作用，配裝不同夾具，可以對不同型號的飛機發(fā)動機進行裝夾，有一定的柔性作業(yè)能力。

y軸平移機構(gòu)2可以實現(xiàn)發(fā)動機在y軸方向的位置調(diào)整，調(diào)整范圍為±150mm。

c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3可以實現(xiàn)發(fā)動機在水平面內(nèi)的角度姿態(tài)調(diào)整，調(diào)整范圍為±15°。

四組“人字形”鉸鏈機構(gòu)4的頂部為對應(yīng)的四個支座，四個支座分別以固定、左右滑動、前后滑動、浮動等方式與c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3的底板連接，四個支座與對應(yīng)“人字形”鉸鏈機構(gòu)的連接均采用關(guān)節(jié)軸承15，各個支座可以繞軸線轉(zhuǎn)動，也可以進行前后、左右擺動，以上設(shè)計避免了四組“人字形”鉸鏈機構(gòu)4及其與c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)3之間的自由度干涉，防止在位置姿態(tài)調(diào)整過程中出現(xiàn)機構(gòu)卡死現(xiàn)象，同時滑動座a12、滑動座b13上設(shè)置有動作范圍限制機構(gòu)，防止其在a軸左右俯仰、b軸前后俯仰的調(diào)整中超過允許范圍而導(dǎo)致機構(gòu)失穩(wěn)。

搖籃式平臺框架5是六軸調(diào)姿平臺的承載機構(gòu)，用于實現(xiàn)發(fā)動機的x軸水平推進，x軸齒條9的齒槽沿z軸豎直方向，從而避免了承載發(fā)動機重量后機構(gòu)沿z軸豎直方向變形而導(dǎo)致傳動裝置卡死的現(xiàn)象。

如圖1、圖2所示，用于飛機發(fā)動機整機安裝的六軸調(diào)姿平臺，包括工作臺(1)、y軸平移機構(gòu)(2)、c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)(3)、“人字形”鉸鏈機構(gòu)(4)、搖籃式平臺框架(5)、x軸推進機構(gòu)(7)；各部分機構(gòu)連接關(guān)系如下：工作臺(1)通過導(dǎo)軌滑塊、螺母絲杠與y軸平移機構(gòu)(2)連接，y軸平移機構(gòu)(2)的底板通過螺釘固接在c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)(3)的回轉(zhuǎn)支撐(10)內(nèi)齒圈上，c軸回轉(zhuǎn)機構(gòu)(3)的底板與四組“人字形”鉸鏈機構(gòu)(4)頂部支座分別連接，“人字形”鉸鏈機構(gòu)(4)的底板通過螺釘固接在搖籃式平臺框架(5)的底部，搖籃式平臺框架(5)兩側(cè)肩部通過滑塊與x軸長導(dǎo)軌(8)連接，x軸推進機構(gòu)(7)固接在搖籃式平臺框架(5)上。

本發(fā)明所述六軸調(diào)姿平臺具有六個空間自由度，可以實現(xiàn)飛機發(fā)動機六自由度的位置姿態(tài)調(diào)整，包括x軸水平推進、y軸水平移動、z軸豎直升降、a軸左右俯仰、b軸前后俯仰、c軸水平轉(zhuǎn)動，六個自由度的調(diào)整均采用伺服電機驅(qū)動控制。

本發(fā)明不局限于本實施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本發(fā)明的保護范圍。