一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置的制作方法

1.本实用新型涉及飞机外翼拆装技术领域，具体为一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置。

背景技术：

2.当前飞机外翼拆装过程主要依靠机械式外翼拆装架车进行组装和拆卸，整个过程占用较多人力资源，拆装过程操作复杂，而且存在较多安全风险；本专利将对现有技术瓶颈进行分析和整改，通过自动化方式操作，实现人机协调作业，大幅度较少人力的介入，提高外翼拆装过程的安全及可靠性，并使外翼拆装工作得到全面提升。
3.现有的外翼拆装架车主要有以下几点问题：1.主升降机构为液压手动泵驱动液压缸+剪叉臂举升，液压手动泵效率低且费力，举升高度无法实施控制，全凭肉眼观察；另液压系统无法可靠自锁，工作过程中顶起外翼时，设备需依靠外加机械撑杆，进行保险支撑；2.架车负载外翼对接时，底盘行走启、停精度差，很难控制与机体对接部位的间距，最后对接需要人工去推，费时、费力，过程易发生伤人或物的危险；3.外翼与机身微调对接时操作难度大，自由度调节机构全部是机械调节方式，需要多人，操作极其费力；4.外翼支撑梁为硬质接触面，无法自适应外翼弧面，起不到有效支撑外翼，外翼局部受力过大，造成损坏外翼表面。

技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置。
5.本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
6.一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，包括：
7.麦克纳姆轮底盘，具有全向移动以及360
°
旋转功能；
8.剪叉臂及刚性链升降机构，设置在麦克纳姆轮底盘上；
9.支撑平台，设置在剪叉臂及刚性链升降机构上，用于承托飞机外翼；
10.四电缸微调机构，设置在支撑平台上，用于飞机外翼空间上的姿态微调，实现飞机外翼与机身精准对位；
11.水平调姿机构，设置在四电缸微调机构上，用于飞机外翼水平方向上的姿态调整；
12.自适应托举机构，设置在水平调姿机构上，用于实现与飞机外翼的翼形弧面结构自适应贴合，达到有效托举。
13.优选地，麦克纳姆轮底盘包括有底盘框架、设置在底盘框架上驱动组件、麦克纳姆轮、车载控制面板、激光避障传感器及电池及电气模块，驱动组件与麦克纳姆轮连接，麦克纳姆轮设置在底盘框架四周处，车载控制面板及激光避障传感器设置在底盘框架前侧，电池及电气模块设置在底盘框架内，剪叉臂及刚性链升降机构设置在底盘框架上。
14.优选地，剪叉臂及刚性链升降机构包括设置在底盘框架上的双刚性链升降机构、
升降驱动组件、下直线导轨导向机构及下固定座、与支撑平台连接的上固定座、上直线导轨导向机构及刚性链上支座，双刚性链升降机构与刚性链上支座连接，升降驱动组件与双刚性链升降机构连接，下直线导轨导向机构及下固定座与上固定座、上直线导轨导向机构之间通过若干个双剪叉臂连接，若干个双剪叉臂之间通过关节铰链连接。
15.优选地，下直线导轨导向机构、下固定座、双剪叉臂、关节铰链、上固定座、上直线导轨导向机构共同组成了双剪叉臂升降机构。
16.优选地，四电缸微调机构微调的姿态包括俯仰、横滚，微调的角度为
±5°
。
17.优选地，水平调姿机构包括设置在四电缸微调机构上的长支撑梁、短支撑梁、设置在长支撑梁上的长端纵向调整机构、设置在短支撑梁上的短端纵向调整机构，长支撑梁、短支撑梁相对分布且之间连接有加强梁，自适应托举机构设置在长端纵向调整机构、短端纵向调整机构上。
18.优选地，自适应托举机构包括设置在长端纵向调整机构、短端纵向调整机构上的若干个缓冲支柱、设置在若干个缓冲支柱上的柔性支撑垫块。
19.本实用新型的有益效果是：
20.与现有技术相比，本实用新型升降速度无极可调，工作效率高，升降高度可实时控制，具备可靠的自锁性能，工作中无需增加任何外用支撑装置；减少了人工成本，大幅提高了产值，增加了对接效率，具有避障保护功能；可遥控实现多自由度调节，无需多人操作；通过增加自适应托举装置根据外翼外形轮廓进行自适应调整，满足了外翼不同翼面弧度不同的需求。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
22.图1为本实用新型的结构示意图；
23.图2为本实用新型中麦克纳姆轮底盘的结构示意图；
24.图3为本实用新型中剪叉臂及刚性链升降机构的结构示意图；
25.图4为本实用新型中支撑平台、四电缸微调机构、水平调姿机构及自适应托举机构的结构示意图。
26.图中：1、麦克纳姆轮底盘；101、驱动组件；102、麦克纳姆轮；103、车载控制面板；104、激光避障传感器；105、电池及电气模块；106、底盘框架； 2、剪叉臂及刚性链升降机构；201、双刚性链升降机构；202、升降驱动组件； 203、下直线导轨导向机构；204、下固定座；205、双剪叉臂；206、关节铰链； 207、上固定座；208、上直线导轨导向机构；209、刚性链上支座；3、支撑平台；4、四电缸微调机构；5、水平调姿机构；501、长支撑梁；502、短支撑梁； 503、长端纵向调整机构；504、短端纵向调整机构；505、加强梁；6、自适应托举机构；601、缓冲支柱；602、柔性支撑垫块。
具体实施方式
27.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本实用新型进一步阐述。
28.如图1所示，一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，主要由麦克纳姆
轮底盘1、剪叉臂及刚性链升降机构2、支撑平台3、四电缸微调机构4、水平调姿机构5以及自适应托举机构6所组成。
29.如图2所示，所述麦克纳姆轮底盘1主要由驱动组件101、麦克纳姆轮102、车载控制面板103、激光避障传感器104、电池及电气模块105、底盘框架106所组成。
30.所述底盘框架106为主要承力部件，采用高强度钢管型材组焊而成。在保证各结构功能使用前提下，合理分布空间：车架中部设有控制盒及电源盒用于放置电气控制系统组件及电池；内部空置部分两侧设有工具盒，用于存放常用工具、附件；车架前后均设有牵引机构安装接口，在系统断电时，接牵引杆可牵引行走；车架四角设有轮系接口，用于安装麦克纳姆轮102、驱动组件101等。
31.所述驱动组件101具体为伺服电机+减速机，主要用于驱动麦克纳姆轮102，实现底盘实现全向运行及原地360
°
旋转。所述车载控制面板103由plc触摸屏、开关按钮、警示灯等组成，主要用于监控底盘控制系统的运行状态，电池电量显示、设备开启等。所述激光避障传感器104具备四周避障功能，实现非接触式的二维区域检测，最远检测距离达到5米。防护区域的形状及检测距离可以任意设置，并且可以由上位机根据不同工况切换不同形状。避免了单点式检测的误报、漏报问题且抗干扰能力强。所述电池及电气模块105主要安装在底盘中间部位，四周留有足够大散热空间，保证系统安全。
32.如图3所示，所述剪叉臂及刚性链升降机构下端与麦克纳姆轮底盘1连接，上端与支撑平台3连接，具有承上启下的作用。主要由双刚性链升降机构201、升降驱动组件202、下直线导轨导向机构203、下固定座204、双剪叉臂205、关节铰链206、上固定座207、上直线导轨导向机构208、刚性链上支座209所组成。
33.所述双刚性链升降机构201，结构结实，使用寿命长，运动精度高，可达毫米级的重复定位，使用双刚性链更能保证设备在使用过程中的安全及定位精度控制。所述升降驱动组件202与双刚性链升降机构201连接，主要是由伺服电机+ 蜗轮蜗杆减速机组成，工作时为双刚性链升降机构201提供动力，采用螺栓固定在底盘框架106上。所述下直线导轨导向机构203精度高，连接着底盘框架106与双剪叉臂205，通过螺钉与两者固定。所述下固定座204连接着双剪叉臂205(销轴连接)与麦克纳姆轮底盘1(螺栓固定)。所述双剪叉臂205由高刚性型材制成，升降过程中稳定可靠。所述上固定座207连接着双剪叉臂205(销轴连接) 与支撑平台3(螺栓固定)，所述上直线导轨导向机构208精度高，连接着支撑平台3与双剪叉臂205，通过螺钉与两者固定。所述刚性链上支座209连接着双刚性链升降机构201、支撑平台3。
34.如图4所示，所述四电缸微调机构4可实现
±5°
俯仰及横滚控制。
35.所述水平调姿机构5主要由长支撑梁501、短支撑梁502、长端纵向调整机构 503、短端纵向调整机构504、加强梁505所组成。所述长端纵向调整机构503设置在长支撑梁501上，所述短端纵向调整机构504设置在短支撑梁502上。通过长端纵向调整机构503、短端纵向调整机构504可实现
±
150mm平移功能。所述自适应托举机构6主要由若干个缓冲支柱601、设置在若干个缓冲支柱601上的柔性支撑垫块602。通过均匀布置的缓冲支柱601及柔性支撑垫块602，可有效根据机翼翼形弧面结构自适应贴合。
36.本实用新型的使用过程：
37.拆外翼：
38.通过手持式遥控器控制着本拆装装置牵引至待装配区(此过程通过麦轮驱动平台粗定位)，放下支撑腿，开启升降按钮，通过双刚性链升降机构201将支撑平台3顶升至机翼下方约100mm处停止，拨动车载控制面板103上的微调按钮，将支撑平台3上的自适应托举机构6与机翼下表面有效贴合。开始进行外翼的拆卸。外翼拆卸后连接外翼固定机构，并用绑带栓紧，拆下机械保险机构，拨动下降按钮，支撑平台3缓慢下降至最低位置，开始进行外翼运输。运输到指定的位置后松开与外翼固定的固定机构和绑带等，用行车起吊外翼移动至停放马凳上。
39.装外翼：
40.通过手持式遥控器控制着本拆装装置连同外翼一并牵引至待装配区(此过程通过麦轮驱动平台粗定位)，开启升降按钮，待机翼连接端部与机身连接端部之间高度接近平齐后，控制本拆装装置进行进一步粗定位，调整机翼连接端部与机身连接端部之间的相对位置，要求位置状态为接近平行，相对距离约50mm 处停止，放下支撑腿。微调过程：拨动车载控制面板103上的微调按钮，通过脉动式点动控制，进行俯仰、回转、左右移动控制，实现机翼与机身的精准对位，并快速安装连接螺栓，待机翼与机身连接牢靠后，拆下机械保险机构，拨动下降按钮，支撑平台3缓慢下降至最低位置，自动对接架车撤离出装配区。
41.与现有技术相比，本发明将主升降机构改为伺服电机+蜗轮蜗杆减速机驱动刚性链举升剪叉臂升降，升降速度无极可调，工作效率高，升降高度可实时控制，蜗轮蜗杆减速机具备可靠的自锁性能，工作中无需增加任何外用支撑装置；将架车底盘行走机构设计成四组伺服电机+减速机+麦轮纳姆轮控制行走，行走启、停的控制精度可达毫米级，外翼对接过程中，可有效地控制外翼与机体接合面的距离，增加了对接效率；底盘前、后方设计增加激光避障传感器，可360
°
对车体进行避障保护；将原微调对接机构设计成四组伺服电机+减速机+电动缸驱动控制，可遥控实现多自由度调节；将外翼支撑梁设计增加自适应托举装置根据外翼外形轮廓进行自适应调整，单组自适应装置，采用薄壁零件专用自适应装置设计，性能稳定可靠，满足了外翼不同翼面弧度不同的需求。
42.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

1.一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，其特征在于：包括：麦克纳姆轮底盘(1)，具有全向移动以及360
°
旋转功能；剪叉臂及刚性链升降机构(2)，设置在麦克纳姆轮底盘(1)上；支撑平台(3)，设置在剪叉臂及刚性链升降机构(2)上，用于承托飞机外翼；四电缸微调机构(4)，设置在支撑平台(3)上，用于飞机外翼空间上的姿态微调，实现飞机外翼与机身精准对位；水平调姿机构(5)，设置在四电缸微调机构(4)上，用于飞机外翼水平方向上的姿态调整；自适应托举机构(6)，设置在水平调姿机构(5)上，用于实现与飞机外翼的翼形弧面结构自适应贴合，达到有效托举。2.根据权利要求1所述的一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，其特征在于：麦克纳姆轮底盘(1)包括有底盘框架(106)、设置在底盘框架(106)上驱动组件(101)、麦克纳姆轮(102)、车载控制面板(103)、激光避障传感器(104)及电池及电气模块(105)，驱动组件(101)与麦克纳姆轮(102)连接，麦克纳姆轮(102)设置在底盘框架(106)四周处，车载控制面板(103)及激光避障传感器(104)设置在底盘框架(106)前侧。3.根据权利要求2所述的一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，其特征在于：电池及电气模块(105)设置在底盘框架(106)内。4.根据权利要求2所述的一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，其特征在于：剪叉臂及刚性链升降机构(2)设置在底盘框架(106)上。5.根据权利要求4所述的一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，其特征在于：剪叉臂及刚性链升降机构(2)包括设置在底盘框架(106)上的双刚性链升降机构(201)、升降驱动组件(202)、下直线导轨导向机构(203)及下固定座(204)、与支撑平台(3)连接的上固定座(207)、上直线导轨导向机构(208)及刚性链上支座(209)，双刚性链升降机构(201)与刚性链上支座(209)连接，升降驱动组件(202)与双刚性链升降机构(201)连接，下直线导轨导向机构(203)及下固定座(204)与上固定座(207)、上直线导轨导向机构(208)之间通过若干个双剪叉臂(205)连接，若干个双剪叉臂(205)之间通过关节铰链(206)连接。6.根据权利要求5所述的一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，其特征在于：下直线导轨导向机构(203)、下固定座(204)、双剪叉臂(205)、关节铰链(206)、上固定座(207)、上直线导轨导向机构(208)共同组成了双剪叉臂升降机构。7.根据权利要求1所述的一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，其特征在于：四电缸微调机构(4)微调的姿态包括俯仰、横滚，微调的角度为
±5°
。8.根据权利要求1所述的一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，其特征在于：水平调姿机构(5)包括设置在四电缸微调机构(4)上的长支撑梁(501)、短支撑梁(502)、设置在长支撑梁(501)上的长端纵向调整机构(503)、设置在短支撑梁(502)上的短端纵向调整机构(504)，长支撑梁(501)、短支撑梁(502)相对分布且之间连接有加强梁(505)。9.根据权利要求8所述的一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，其特征在于：自适应托举机构(6)设置在长端纵向调整机构(503)、短端纵向调整机构(504)上。10.根据权利要求9所述的一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，其特征
在于：自适应托举机构(6)包括设置在长端纵向调整机构(503)、短端纵向调整机构(504)上的若干个缓冲支柱(601)、设置在若干个缓冲支柱(601)上的柔性支撑垫块(602)。

技术总结

本实用新型涉及飞机外翼拆装技术领域，具体为一种新型多自由度调姿遥控控制飞机外翼拆装装置，包括：麦克纳姆轮底盘，具有全向移动以及360

技术研发人员：

吴小路 胡文涛 章艳 王梦洁 赵士伟 黄紫晗

受保护的技术使用者：

芜湖航翼集成设备有限公司

技术研发日：

2022.03.16

技术公布日：

2022/9/19