本发明涉及民用飞机地面支援设备领域，具体涉及一种使用apu顶升设备安装飞机apu系统时，所需的六自由度apu安装调节装置。
背景技术：
六自由度apu安装调节机构的功能主要是用于apu在飞机上的安装，是apu顶升设备组成部分，满足apu系统在飞机上装配时，对apu系统位置和姿态的调整要求。
现阶段，民用飞机的apu系统的拆装方式主要有两种，一种是顶升安装方式，一种是吊具起吊安装方式。在采用顶升方式将apu系统安装在apu舱时，首先需要将apu系统的位置和安装角度调整好，方便联杆同时与apu相联接。这就要求apu顶升设备具体六自由度调节功能，具体是需满足在apu安装时，顶升角度应可以进行微调(x、y、z轴三个方向各±5度，其中z轴方向为顶升方向)，可以在水平面内实现两个相垂直方向上(x、y方向)的微调移动。另外，只有apu系统的位置基本调节到位的时候，才能保证固定apu系统的安装联杆同时与系统相连接。在安装联杆前需要将apu进排气口的相关管路连接好，亦增加了apu安装过程中的复杂度。总之，apu的安装要求较为苛刻，为了提高apu安装效率，就要求设计更为方便可靠的六自由度顶升调节机构，保证apu安装的顺利进行。
现有的角度调节和移动等部分调节功能的调节机构，功能实现上是分散实现的。另外也无法集成到apu顶升设备中去。
因此，本领域需要满足在总装车间、机库和外场等复杂环境下安装apu系统时，能够对apu顶升设备进行六自由度调节的六自由度apu安装调节装置。需要将六自由度调节功能设计在一个机构中，来实现6个自由度的调节。而且该机构是apu顶升设备的一部分，需要集成在apu顶升设备中，配合顶升功能实现。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种在使用apu顶升设备进行apu系统安装过程中，用于调节apu系统的安装角度和安装位置的调节机构来满足上述要求。
具体来说，本发明提供一种六自由度apu安装调节装置，其特征在于，所述apu安装调节装置具有叠置并依次连接的顶升平台、三点球头调节机构以及安装位置调节机构，其中，所述顶升平台位于最顶部并通过所述三点球头调节机构与所述安装位置调节机构连接，所述三点球头调节机构用于调节所述顶升平台相对于水平面的倾斜角度，所述安装位置调节机构包括叠置并连接的x轴向移动机构、y轴向移动机构、z轴旋转机构以及z向顶升机构，其中所述x轴向移动机构用于调节所述顶升平台沿x轴方向移动、所述y轴向移动机构用于调节所述顶升平台沿y轴方向移动、所述z轴旋转机构用于调节所述顶升平台沿z轴方向的旋转角度以及所述z向顶升机构用于调节所述顶升平台沿z轴方向移动。
较佳地，所述三点球头调节机构具有基板和安装支架，所述安装支架设有连接杆、中间连接部和从所述中间连接部延伸出并间隔开的三个支臂，其中所述安装支架通过所述连接杆固定连接于所述基板；所述中间连接部通过球铰连接于所述顶升平台；每个所述支臂的末端设有装有关节轴承的孔，每个所述关节轴承中安装有联杆，所述联杆的下端安装有调节手柄，以及所述联杆的上端通过球铰连接于所述顶升平台。
较佳地，所述三个支臂位于同一平面并相互间隔开60度角度。
较佳地，所述安装位置调节机构的所述z轴旋转机构和所述z向顶升机构位于最下方。
较佳地，所述z向顶升机构为千斤顶，所述z轴旋转机构包括z轴转动调节手柄和安装于所述千斤顶顶端的圆盘，所述z轴转动调节手柄位于所述圆盘下方并用于操纵所述圆盘绕z轴旋转。
较佳地，所述x轴向移动机构设有第一底板、布置于所述第一底板上的沿x轴方向的导轨、可滑动地安装于所述沿x轴方向的导轨上的滑块、布置于所述第一底板上的x向丝杆、安装于所述x向丝杠上并能够相对于所述x向丝杠滑动的丝杠滑块以及安装于所述x向丝杠的一端上的手柄，其中所述沿x轴方向的导轨上的滑块以及所述丝杠滑块用于连接所述三点球头调节机构和所述y轴向移动机构中的一个。
较佳地，所述y轴向移动机构设有第二底板、安装于所述第二底板上的沿y轴方向的导轨、可滑动地安装于所述沿y轴方向的导轨上的滑块、安装于所述第二底板上的y向丝杆、安装于所述y向丝杠上并能够相对于所述y向丝杠滑动的丝杠滑块以及安装于所述y向丝杠的一端上的手柄，其中所述沿y轴方向的导轨上的滑块以及所述相对于所述y向丝杠滑动的丝杠滑块用于连接所述三点球头调节机构和所述x轴向移动机构中的一个。
较佳地，所述z轴旋转机构和所述z向顶升机构位于最下方，其中所述z向顶升机构为千斤顶，所述z轴旋转机构包括z轴转动调节手柄和安装于所述千斤顶顶端的圆盘，所述z轴转动调节手柄位于所述圆盘下方并用于操纵所述圆盘绕z轴旋转；
所述x轴向移动机构设有第一底板、布置于所述第一底板上的沿x轴方向的导轨、可滑动地安装于所述沿x轴方向的导轨上的滑块、布置于所述第一底板上的x向丝杆、安装于所述x向丝杠上并能够相对于所述x向丝杠滑动的丝杠滑块以及安装于所述x向丝杠的一端上的手柄，其中所述第一底板用于连接所述圆盘；
所述y轴向移动机构设有第二底板、安装于所述第二底板上的沿y轴方向的导轨、可滑动地安装于所述沿y轴方向的导轨上的滑块、安装于所述第二底板上的y向丝杆、安装于所述y向丝杠上并能够相对于所述y向丝杠滑动的丝杠滑块以及安装于所述y向丝杠的一端上的手柄，其中所述第二底板连接于所述相对于所述x向丝杠滑动的所述丝杠滑块和所述沿x轴方向的导轨上的所述滑块；以及
所述三点球头调节机构具有基板和安装支架，其中所述基板安装于所述沿y轴方向的导轨上的所述滑块和所述相对于所述y向丝杠滑动的所述丝杠滑块；以及所述安装支架设有连接杆、中间连接部和从所述中间连接部延伸出并间隔开的三个支臂，其中所述安装支架通过所述连接杆固定连接于所述基板；所述中间连接部通过球铰连接于所述顶升平台；每个所述支臂的末端设有装有关节轴承的孔，每个所述关节轴承中安装有联杆，所述联杆的下端安装有调节手柄，以及所述联杆的上端通过球铰连接于所述顶升平台。
较佳地，所述z轴旋转机构和所述z向顶升机构位于最下方，其中所述z向顶升机构为千斤顶，所述z轴旋转机构包括z轴转动调节手柄和安装于所述千斤顶顶端的圆盘，所述z轴转动调节手柄位于所述圆盘下方并用于操纵所述圆盘绕z轴旋转；
所述y轴向移动机构设有第二底板、布置于所述第二底板上的沿y轴方向的导轨、可滑动地安装于所述沿y轴方向的导轨上的滑块、布置于所述第二底板上的y向丝杆、安装于所述y向丝杠上并能够相对于所述y向丝杠滑动的丝杠滑块以及安装于所述y向丝杠的一端上的手柄，其中所述第二底板用于连接所述圆盘；
所述x轴向移动机构设有第一底板、安装于所述第一底板上的沿x轴方向的导轨、可滑动地安装于所述沿x轴方向的导轨上的滑块、安装于所述第一底板上的x向丝杆、安装于所述x向丝杠上并能够相对于所述x向丝杠滑动的丝杠滑块以及安装于所述x向丝杠的一端上的手柄，其中所述第一底板连接于所述相对于所述y向丝杠滑动的所述丝杠滑块和所述沿y轴方向的导轨上的所述滑块；以及
所述三点球头调节机构具有基板和安装支架，其中所述基板安装于所述沿x轴方向的导轨上的所述滑块和所述相对于所述x向丝杠滑动的所述丝杠滑块；以及所述安装支架设有连接杆、中间连接部和从所述中间连接部延伸出并间隔开的三个支臂，其中所述安装支架通过所述连接杆固定连接于所述基板；所述中间连接部通过球铰连接于所述顶升平台；每个所述支臂的末端设有装有关节轴承的孔，每个所述关节轴承中安装有联杆，所述联杆的下端安装有调节手柄，以及所述联杆的上端通过球铰连接于所述顶升平台。
该六自由度顶升调节机构的优点如下：
1、三点球头调节安装角度，实现两个自由度的旋转，实现形式简单；
2、同时能实现6个自由度的调整，提高apu系统安装的效率；
3、顶升平台上方固定了apu系统，顶升后进入apu舱狭小空间内，各种角度和位置的调整需要平稳可控，本专利通过设计导轨和螺纹旋动保证方向移动和角度旋转过程可控、平稳。
本文所描述的六自由度apu安装调节装置的额外特征和优点将在下文的详细描述中陈述，并且通过下文对于本领域技术人员显然或者从通过实践本文所描述的实施例而被本领域技术人员认识到，这些描述包括下文的详细描述、权利要求、以及附图。
应了解前文的一般描述和下文的详细描述说明了各种实施例并且意图提供理解要求保护的主题的性质和特征的概述或框架。包括附图以提供对各种实施例的进一步理解并且附图合并于本说明书中并且构成本说明书的部分。附图示出了本文所描述的各种实施例，并且与描述一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
参考以上目的，本发明的技术特征在下面的权利要求中清楚地描述，并且其优点从以下参照附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本发明的优选实施例，而不限制本发明构思的范围。并且为了更清楚地描述本发明的技术特征，只示出了电枢插入装置和工件的相应部分，对其他部分进行了省略，而不影响本发明构思的范围。
图1示出了根据本发明的六自由度apu安装调节装置的仰视立体图。
图2示出了根据本发明的六自由度apu安装调节装置的分解立体图。
附图标记列表：
100六自由度apu安装调节装置
101顶升平台
110安装位置调节机构
102三点球头调节机构
103x轴向移动机构
104y轴向移动机构
105z轴旋转机构
106z向顶升机构
107角度调节手柄
108平移调节手柄
109z轴转动调节手柄
1021基板
1022安装支架
1023支臂
1061顶升手柄
1052圆盘
1051凸耳
1091连接杆
1031第一底板
1032沿x轴方向的导轨
1033滑块
1034x向丝杠
1035丝杠滑块
1041第二底板
1042沿y轴方向的导轨
1043滑块
1044y向丝杠
1045丝杠滑块
具体实施方式
现在将详细地说明本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等效形式及其它实施方案。为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”和“右”用于参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来对这些特征进行描述。下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。
图1中示出了根据本发明的六自由度apu安装调节装置100。该六自由度apu安装调节装置100包括自上而下彼此叠置并依次连接的顶升平台101、三点球头调节机构102以及安装位置调节机构110。其中顶升平台101位于最顶部，并在进行apu系统安装过程中用于支承和固定apu系统。该顶升平台101通过三点球头调节机构102与下方的安装位置调节机构110连接。该三点球头调节机构102用于调节顶升平台101相对于水平面的倾斜角度。具体来说，该三点球头调节机构102包括位于三个位置的三个球铰，每个球铰分别在三个位置连接到顶升平台101的下表面和安装位置调节机构110的上表面，并通过三个球铰的活动连接来实现顶升平台101相对于安装位置调节机构110的倾斜角度调节。
安装位置调节机构110包括彼此叠置并连接的x轴向移动机构103、y轴向移动机构104、z轴旋转机构105以及z向顶升机构106。其中x轴向移动机构103用于调节顶升平台101沿x轴方向的移动，y轴向移动机构104用于调节顶升平台101沿y轴方向的移动，而z轴旋转机构105用于调节顶升平台101沿z轴方向的旋转角度，以及z向顶升机构106用于调节顶升平台沿z轴方向移动。在所示实施例中，x和y轴方向为沿水平面彼此垂直的方向，z轴方向为竖直方向。
在图示的较佳实施例中，三点球头调节机构102具有基板1021和安装支架1022。该安装支架1022设有连接杆、中间连接部和从该中间连接部延伸出并间隔开的三个支臂1023。每个球铰分别与顶升平台101的下表面和安装位置调节机构110的上表面连接。安装支架1022通过连接杆固定连接于基板1021。而中间连接部通过位于安装支架1022中部的另一球铰连接于顶升平台101的下表面。每个支臂1023的末端设有孔，该孔中安装有关节轴承，联杆穿过该关节轴承，且联杆的下端安装有调节手柄107，而联杆的上端通过球铰连接于顶升平台101的下表面。角度调节手柄107与联杆通过关节轴承联接，并保持一定的间隙，保障角度调节过程中不会出现卡滞现象。应理解，三点球头调节机构102并不限于上述结构。例如安装支架1022可以设有连接杆和三角形连接板，而在三角形连接板的三个顶点处设有安装有螺杆的螺纹孔。通过相应调节手柄107的转动，可在三个不同位置处调节顶升平台101的倾斜角度。
为了更均衡地调节顶升平台101的倾斜角度，较佳地将三个支臂1023设置成位于同一平面并相互间隔开60度角度。但应理解，本发明并不限于此，三个支臂1023之间的角度可根据需要设置成其他角度而不脱离本发明的范围。
在较佳实施例中，安装位置调节机构110的z轴旋转机构105和z向顶升机构106位于安装位置调节机构110的最下方。
还较佳地，z向顶升机构106为千斤顶，其通过顶升手柄1061的转动来调节其高度。而z轴旋转机构105包括z轴转动调节手柄109和安装于千斤顶顶端的圆盘1052。z轴转动调节手柄109位于圆盘1052下方并用于操纵圆盘绕z轴旋转。具体来说，在圆盘1052的外周设有两个凸耳1051，在两个凸耳1051上设有对准的通孔。z轴转动调节手柄109包括连接杆1091，该连接杆1091穿过两个凸耳1051上设置的通孔并相对于两个凸耳1051固定。从而当推动z轴转动调节手柄109从而带动连接杆1091移动时，两个凸耳1051沿圆盘1052的外周移动，由此带动圆盘1052转动。通常，圆盘1052的转动范围在±5度。
如图所示，x轴向移动机构103设置三点球头调节机构102下方并设有第一底板1031。该第一底板1031的上表面上布置有沿x轴方向的导轨1032。滑块1033可滑动地安装于沿x轴方向的导轨1032上。在第一底板1031的上表面上还布置有x向丝杆1034，丝杠滑块1035安装于x向丝杠1034上并能够相对于x向丝杠1034滑动。且x向丝杠1034的一端上还安装有手柄108。其中沿x轴方向的导轨1032上的滑块1033以及丝杠滑块1035用于连接到三点球头调节机构102，具体是连接到三点球头调节机构102的基板1021的下表面。因此，通过转动手柄108能够实现x轴向移动机构103沿x方向的移动。在图示实施例中，示出两个沿x轴方向的导轨1032，其中每根导轨1032上安装有两个滑块1033。但应理解，导轨1032和滑块1033的数量也可为其他数量而不脱离本发明的范围。
还如图所示，y轴向移动机构104设置在x轴向移动机构103下方并设有第二底板1041。在该第二底板1041的上表面上布置有沿y轴方向的导轨1042。滑块1043可滑动地安装于沿y轴方向的导轨1042上。在第二底板1041的上表面上还布置有y向丝杆1044，丝杠滑块1045安装于y向丝杠1044上并能够相对于y向丝杠1044滑动。且y向丝杠1044的一端上还安装有的手柄108。其中沿y轴方向的导轨1042上的滑块1043以及相对于y向丝杠1044滑动的丝杠滑块1045用于连接x轴向移动机构103，具体是连接到x轴向移动机构103的第一底板1031的下表面。因此，通过转动手柄108能够实现x轴向移动机构103沿x方向的移动。在图示实施例中，示出两个沿y轴方向的导轨1042，其中每根导轨1042上安装有两个滑块1043。但应理解，导轨1042和滑块1043的数量也可为其他数量而不脱离本发明的范围。
但本发明的布置并不限于上述实施例。例如也可将y轴移动机构104设置在三点球头调节机构102下方，并将x轴移动机构103设置在y轴移动机构104下方。则沿x轴方向的导轨1032上的滑块1033以及丝杠滑块1035用于连接到y轴向移动机构104，具体是y轴向移动机构104的第二底板1041的下表面。而沿y轴方向的导轨1042上的滑块1043以及相对于y向丝杠1044滑动的丝杠滑块1045连接到三点球头调节机构102，具体是连接到三点球头调节机构102的基板1021的下表面。
本发明的机构实施时是apu顶升设备的一部分，首先将apu系统和apu托架(供应商放置apu的设备)放置于顶升平台101，将apu顶升设备整体由飞机尾部沿顺航向方向，移动至apu舱正下方安装位置后，需要对apu的安装角度和位置进行微调时应用。
以上位置调节均通过螺纹的转动实现，过程平稳，能有效的保障apu系统在安装过程中飞机的安全。
该发明专利是在飞机装配和航线维护过程中使用，用于在apu舱内安装apu系统时调整apu系统的安装角度和安装位置。
虽然以上结合了较佳实施例对本发明的结构和工作原理进行了说明，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本发明进行修改和变型，这些修改和变型都将落在本发明的权利要求书所要求的范围之内。