一种翻转装配装置的制作方法

本发明涉及一种模块化多自由度柔性智能翻转工装，属于装配领域。

背景技术：

航空航天飞行器在装配过程中，通常被吊装到支撑固定装置处，由支撑固定装置支撑固定飞行器的特定位置以便于对飞行器各部件、段件的铆接、检验和精加工等装配工作。

受待装配部件、段件的位置的影响，往往在装配完某些部件、锻件后，需要将飞行器与支撑固定装置分离，通过吊装设备等重新调整飞行器姿态，使飞行器的另一位置通过支撑固定装置固定，以便于其他待装配部件、部段的装配。

拆卸飞行器与支撑固定装置、调整飞行器状态及重新组装飞行器与支撑固定装置的过程流程冗长，易出质量差错，且装配效率低下。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种翻转装配装置，通过支撑组件固定支撑待装配工件，通过翻转组件实现对装配位置的调整，无需拆卸飞行器与支撑组件即可调整飞行器姿态，实现多位置装配，不易出现质量差错，提高了装配效率。

为实现上述发明目的，本发明包括如下技术方案：

一种翻转装配装置，包括支撑组件及相对设置的两个翻转组件，所述翻转组件包括翻转驱动电机及立柱，所述翻转驱动电机设置在所述立柱上，所述支撑组件包括翻转框架及固定架，所述固定架架设在所述翻转框架上，用于固定待装配工件，所述翻转框架的一组平行的对边上各设有一连接部，所述翻转驱动电机与所述连接部连接，用于驱动所述翻转框架转动。

在一可选实施例中，所述固定架第一端与所述翻转框架固定连接，第二端的两侧各通过一球头轴与所述翻转框架连接，所述球头轴位于所述翻转框架的中部位置。

在一可选实施例中，所述的翻转装配装置还包括俯仰组件，所述俯仰组件包括立架和两个升降器，所述立架与所述翻转框架可拆卸连接，且悬于所述固定架第一端上方，所述两个升降器固定在所述立架两端，且分别与所述固定架第一端的两侧连接，用于使所述固定架第一端上下移动。

在一可选实施例中，所述的翻转装配装置还包括两个升降组件，所述升降组件包括升降驱动电机、升降杆及升降部，所述立柱上设有升降通道，所述升降杆沿所述升降通道设置，所述升降驱动电机设置在所述立柱一端，且与所述升降杆连接，所述升降部与所述升降杆配合传动，当所述升降驱动电机驱动所述升降杆转动时，所述升降部沿所述升降通道上下运动，所述翻转驱动电机设置在所述升降部上，随所述升降部一同上下运动。

在一可选实施例中，所述固定架包括第一横梁、第二横梁和支撑在所述第一横梁和第二横梁之间的纵梁，所述第一横梁和第二横梁均呈弧形。

在一可选实施例中，所述第一横梁上设有两个第一固定部，所述第二横梁上设有两个第二固定部，两个所述第一固定部对称，两个所述第二固定部对称，且当所述翻转框架水平放置时，对称面均为两个所述连接部中心连线所在的垂直平面。

在一可选实施例中，所述升降通道至少一侧设有标尺，所述升降部上设有高度指针，所述高度指针指向所述标尺上的刻度。

在一可选实施例中，所述的翻转装配装置还包括控制器，所述控制器用于控制所述翻转驱动电机和/或所述升降驱动电机工作。

在一可选实施例中，所述的翻转装配装置还包括传感器，所述传感器设置在所述翻转框架上，用于获取翻转框架四周障碍物信息，并将获取到的障碍物信息发送给所述控制器，以使所述控制器根据所述障碍物信息控制所述翻转驱动电机和/或所述升降驱动电机工作。

在一可选实施例中，，所述翻转框架的最大宽度为4-6m，长度为5-10m，距离地面的最大高度为1.5-3m。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明实施例提供的一种翻转装配装置，通过支撑组件固定支撑待装配工件，通过翻转组件实现对装配位置的调整，无需拆卸飞行器与支撑组件即可调整飞行器姿态，实现多位置装配，不易出现质量差错，提高了装配效率；

(2)由于航空航天飞行器尺寸、重量较大，当固定架固定航天飞行器后，翻转框架受自重及航天飞行器重量的影响易发生变形，通过将固定架一端与翻转框架固定连接，靠近另一端的位置与翻转框架通过球头轴连接，既保证了固定架与翻转框架相对位置的固定，又通过球头轴释放了翻转框架在装配和使用过程中形变产生的应力，避免了航天飞行器因应力受损；

(3)通过设置俯仰组件，便于调整待装配工件的俯仰角度，进一步增加了可调整的自由度，提高了装配效率；

(4)通过设置升降组件进一步增加了可调整的自由度，提高了装配效率。

附图说明

图1本发明实施例提供的一种翻转装配装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种翻转装配装置分解示意图；

图3为本发明实施例提供的一种翻转装配装置的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的工作原理作进一步解释和说明。

参见图1-3，本发明实施例提供了一种翻转装配装置，包括支撑组件及相对设置的两个翻转组件，所述翻转组件包括翻转驱动电机1及立柱2，翻转驱动电机1设置在立柱2上，所述支撑组件包括翻转框架4及固定架3，固定架3架设在翻转框架4上，用于固定待装配工件，翻转框架4的一组平行的对边上各设有一连接部41，翻转驱动电机1与连接部41连接，用于驱动翻转框架4转动，翻转框架4通过两个立柱2架空。

具体地，本发明实施例提供的翻转装配装置适用于装配航空航天飞行器，翻转框架4可以是方形、梯形及其他对称形状框架，具体尺寸及形状可以根据装配的飞行器外形选择，翻转框架4的最大宽度(最宽部位宽度)优选4-6m，长度优选5-10m，距离地面的最大高度优选1.5-3m；本发明实施例中，连接部41设置在各边的中心位置以保证对称翻转，两个翻转驱动电机1同步伺服驱动以提供较强的翻转驱动力；在其他实施例中，连接部41可以根据装配需要设置在非中心位置，本发明不做限定；所述待装配工件包括飞行器或飞行器段件等，可以通过在待装配工件及固定架3上设置配套的固定连接部的方式实现待装配工件与固定架3的固定连接；

装配时，将待装配工件固定在固定架3上，根据装配位置，控制两个翻转驱动电机1同步工作以带动翻转框架4翻转，当翻转至便于装配的位置时，停止驱动，使翻转框架4连同待装配工件停留在便于装配的位置；当一个位置装配完，需要装配下一个位置时，继续控制两个翻转驱动电机1同步工作带动翻转框架4翻转，当翻转至便于装配的位置时，停止驱动；

本发明实施例提供的一种翻转装配装置，通过支撑组件固定支撑待装配工件，通过翻转组件实现对装配位置的调整，无需拆卸飞行器与支撑组件即可调整飞行器姿态，实现多位置装配，不易出现质量差错，提高了装配效率。

参见图1和2，在一可选实施例中，固定架3第一端与翻转框架4固定连接，第二端的两侧各通过一球头轴10与翻转框架4柔性连接，球头轴10优选位于翻转框架4的中部位置。

由于航空航天飞行器尺寸、重量较大，当固定架固定航天飞行器后，翻转框架受自重及航天飞行器重量的影响易发生变形，通过将固定架一端与翻转框架固定连接，靠近另一端的位置与翻转框架通过球头轴连接，既保证了固定架与翻转框架相对位置的固定，又通过球头轴释放了翻转框架在装配和使用过程中形变产生的应力，避免了航天飞行器因应力受损。

进一步地，参见图1和2，所述的翻转装配装置还包括俯仰组件，所述俯仰组件包括立架5和两个升降器6，立架5与翻转框架4可拆卸连接，且悬于固定架3第一端上方，两个升降器6固定在立架5两端，且分别与固定架3第一端的两侧连接，用于使固定架3第一端上下移动；具体地，当需要调整待装配工件的俯仰角度时，同步控制两个升降器6上升或下降，当待装配工件调整到位后，停止升降，使固定架3第一端固定在调整后的位置；通过设置俯仰组件，便于调整待装配工件的俯仰角度，进一步增加了可调整的自由度，提高了装配效率。

进一步地，参见图1和2，所述的翻转装配装置还包括两个升降组件，一个立柱2上设置一个所述升降组件，所述升降组件包括升降驱动电机7、升降杆8及升降部9，立柱2上设有升降通道21，升降杆8沿升降通道21设置，升降驱动电机7设置在立柱2一端，且与升降杆8连接，升降部9与升降杆8配合传动，当升降驱动电机7驱动升降杆8转动时，升降部9沿升降通道21上下运动，翻转驱动电机1设置在升降部9上，随升降部9一同上下运动；本发明实施例中，当需要调整待装配工件高度时，通过同步控制两个升降驱动电机7工作，带动两个升降部9同步升降，实现对高度的调整；通过设置升降组件进一步增加了可调整的自由度，提高了装配效率。

在一可选实施例中，如图1所示，固定架3包括第一横梁31、第二横梁32和支撑在第一横梁31和第二横梁32之间的纵梁33，第一横梁31和第二横梁31均呈弧形。通过将第一横梁和第二横梁设置成弧形，能更好地适应飞行器外形，更好地起到承托作用。

在一可选实施例中，如图2所示，第一横梁31上设有两个第一固定部311，第二横梁32上设有两个第二固定部321，两个第一固定部311对称，两个第二固定部321对称，且当翻转框架4水平放置时，对称面均为两个连接部41中心连线所在的垂直平面。上述结构便于待装配工件的定位安装，进一步提高了装配效率。

进一步地，如图1所示，升降通道21至少一侧设有标尺11，升降部9上设有高度指针91，高度指针91指向标尺11上的刻度，以便于工作人员实时准确地知晓当前翻转框架高度。

进一步地，如图1所示，所述的翻转装配装置还包括控制器12，控制器12用于控制翻转驱动电机1和/或升降驱动电机7工作。通过设置控制器可以实现对翻转装配装置的智能化自动化控制。

进一步地，如图1所示，所述的翻转装配装置还包括传感器13，传感器13设置在翻转框架4上，用于获取翻转框架四周障碍物信息，并将获取到的障碍物信息发送给控制器12，以使控制器12根据所述障碍物信息控制翻转驱动电机1和/或所述升降驱动电机工作，以避免待装配工件在翻转或升降过程中与障碍物碰撞。

以下为本发明的一具体实施例：

如图1和2所示，本实施例提供了一种模块化多自由度柔性智能翻转装配装置，包括包括支撑组件、控制器12、俯仰组件、两个翻转组件、两个升降组件及四个传感器13。

如图2所示，所述翻转组件包括翻转驱动电机1及立柱2，立柱2由上、下、左、右4个矩形钢型材通过螺栓连接构成，中间形成升降通道21，该立柱结构为成本低，加工性好，装配精度高；

所述升降组件包括升降驱动电机7、升降杆8及升降部9，升降杆8为丝杆，沿升降通道21的中轴线设置，升降驱动电机7设置在立柱2顶端，且与升降杆8连接，升降部9为盒状结构，与升降杆8通过丝杠丝母配合传动，当升降驱动电机7驱动升降杆8转动时，升降部9沿升降通道21上下运动，翻转驱动电机1设置在升降部9背面，其输出轴容设在升降部9的盒体内，翻转驱动电机1随升降部9一同上下运动；立柱2上设有电缆滑道18，电机和控制装置的电缆在滑道中穿过，防止翻转驱动电机在升降过程中电缆随意拉扯；升降通道21两侧设有标尺11，升降部9两侧设有高度指针91；

所述支撑组件包括翻转框架4及固定架3，翻转框架4为由等腰梯形和矩形开口框相接形成的对称框架结构，长度b为5300mm，最大宽度a为3392mm，距离地面的最高高度为2687mm，翻转框架4的一组平行的对边的中心位置上各设有一连接部41，连接部41包括角盒42和转动法兰盘43，翻转驱动电机1的输出轴与转动法兰盘43连接，角盒42用于连接翻转框架与转动法兰盘43，翻转框架4通过两个立柱2架空；

固定架3包括第一横梁31、第二横梁32和支撑在第一横梁31和第二横梁32之间的纵梁33，第一横梁31和第二横梁31均呈弧形；如图1所示，第一横梁31短于第二横梁32，第一横梁31两端各与一第一支杆14连接，第二横梁32两端各与一第二支杆15连接，通过第一支杆14和第二支杆15架设在翻转框架4上，位于同一侧的第一支杆14和第二支杆15之间设有第三横梁16；第三横梁16在靠近第二横梁32的位置处设有一球头轴10，翻转框架4侧边中部位置设有球头盒17，球头轴10的球头位于所述球头盒17内，实现固定架与翻转框架4的柔性连接；第一横梁31上设有两个第一固定部311，第二横梁32上设有两个第二固定部321，两个第一固定部311对称，两个第二固定部321对称，且当翻转框架4水平放置时，对称面均为两个所述中心连线所在的垂直平面；

所述俯仰组件包括立架5和两个升降器6，立架5与翻转框架4通过螺钉可拆卸连接，且悬于固定架3第一端(小端)上方，升降器6为正反手摇升降器，包括摇动手柄61、升降丝杆62及升降块63，升降丝杆62的上端固定在立架5上，升降块63与第一支杆15连接，当摇动手柄61时，升降丝杆62转动，带动升降块63上下移动；两个摇动手柄61之间通过横杆64连接，以保证两个升降器6同步工作；

控制器12通过螺钉固定在立柱2上，用于控制翻转驱动电机1和/或升降驱动电机7工作；控制器12带液晶显示屏和控制面板，可实时控制运动状态、监测运转数据；四个传感器13安装在翻转框架4的四个角上，用于获取翻转框架四周障碍物信息，并将获取到的障碍物信息发送给控制器12，控制器12根据所述障碍物信息控制翻转驱动电机1和/或所述升降驱动电机工作并根据所述障碍物信息发出危险警报，以避免待装配工件在翻转或升降过程中与障碍物碰撞，确保使用安全；

本实施例提供的模块化多自由度柔性智能翻转装配装置36天完成某航天器热防护瓦装配和设备安装工作，安装螺钉865个，缩短生产周期42％；178小时连续翻转、升降、测试工作，零故障；多冗余自动故障和危险报警保护，61天连续工作，零事故；翻转重复定位精度不大于±1′；翻转同步精度不大于±2′；360度全范围装配位置，一键到位。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。所述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的人员可以对所述的具体实施例做不同的修改或补充或采用类似的方式代替，但不偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。