一种机腹蒙皮智能拆装装置

本发明涉及飞机维修技术领域，具体涉及一种机腹蒙皮的智能拆装装置。

背景技术：

长期以来，飞机修理以及换季检查等工作需要经常拆装飞机腹部蒙皮，机腹蒙皮较大，拆装机腹蒙皮过程中，至少需要两名以上机务工作人员一直支撑蒙皮。机腹蒙皮沿四周边缘分布有一周的螺钉，螺钉数目从上百颗到几百颗不等，需要由一名以上机务人员手动拆下或者装上螺钉，工作时间非常久。然而机腹蒙皮的高度一般在1米至2米之间，拆装工作中，机务支撑人员不能完全伸展手臂，2分钟左右的时间就会感到手臂酸痛，需要替换支撑人员；这就要求配备更多的机务工作人员，才能顺利完成此项工作。但飞机维修工作有固定的人机比，一项工作配备更多的人意味着其他工作将没有人参与或者人员紧张。因此，涉及到机腹蒙皮拆装的工作，机务人员的工作一般会断断续续，以时间来满足人员的紧张，这严重影响了飞机维修工作的效率。若有一种自带支撑功能并且可以实现拆装的装置，来代替机务工作者进行拆装和支撑，则可以提高维修效率、节约时间和人力成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种机腹蒙皮智能拆装装置，实现了对机腹蒙皮的自动支撑、拆装，方便机务人员进行操作，为维修带来便利；节省时间，又可以省却维修人员的人工拆装，提高了飞机维修效率。是通过以下技术方案实现的：

一种机腹蒙皮智能拆装装置，包括推拉把手、底盘、车轮、机器人手臂、控制计算机、激光扫描仪a、电源、顶升机构，所述推拉把手固接于底盘的一侧，所述顶升机构下端固定于底盘上表面的中心位置，所述机器人手臂均匀分布于底盘上表面顶升机构的四周，所述激光扫描仪位于底盘的四个角落，所述车轮位于底盘的下表面，所述控制计算机以及所述电源分布于不影响底盘上其他机构运动的空余位置。

在一些实施方式中，所述顶升机构包括纵轴支架、横轴支架、滑块、夹具、竖轴支架、驱动盒、支撑杆，纵轴支架固接于底盘之上，成对存在，且呈“工型”；横轴支架两端卡在两个纵轴支架的上端；横轴支架的一侧固接电动机盒a，电动机盒a内置有电动机，电动机通过齿轮与纵轴支架上端固接的齿条相连，驱动横轴支架沿纵轴支架的长度方向滑动，电动机盒a通过内置的传感器测得电动机的转速、转动圈数、转动方向等数据，并通过线束传递给控制计算机；滑块卡在横轴支架上，可沿横轴支架滑动，滑块在一侧与电动机盒b固接，电动机盒b与电动机盒a形状大小不同，内置结构以及功能相同，电动机盒b通过内置电动机、齿轮齿条，驱动滑块沿横轴支架的长度方向滑动；滑块在一侧与夹具固接，夹具内部内置有与电动机盒b、电动机盒a相同的装置，作用功能相同，形状大小不同，驱动竖轴支架在夹具之内沿竖轴支架的长度方向滑动；竖轴支架上端固接旋转轴下表面，旋转轴上表面连接驱动盒；旋转轴与驱动盒之间保留绕轴线方向的旋转自由度，约束所有的移动自由度，旋转轴可以通过内置的电动机使驱动盒旋转；支撑杆嵌于驱动盒的通孔中，驱动盒在内部通过电动机、齿轮齿条结构驱动支撑杆伸出或者缩回。

在一些实施方式中，机器人手臂包括六轴机器人、螺刀头、激光定位仪以及激光扫描仪b，激光定位仪位于机器人手臂末端，用于螺钉头凹槽的不断扫描定位；同时，机器人手臂末端还设有激光扫描仪b，用于螺钉状态的扫描识别,判断螺钉是否拧紧。

在一些实施方式中，所述控制计算机设有“安装”、“拆卸”两个按钮，按下“安装”按钮，控制计算机通电启动，控制整个装置开始安装作业步骤；按下“拆卸”按钮，控制计算机通电启动，操作整个装置开始拆卸作业步骤；在机腹蒙皮安装或者拆卸完成后，控制计算机会自动操纵“安装”或者“拆卸”按钮弹出，装置停止运作。

在一些实施方式中，所述控制计算机连接有红外接收器，可以通过红外接收器接收遥控器的红外信号，实现遥控操作。

在一些实施方式中，所述电源通过所述控制计算机为所述顶升机构、所述激光扫描仪a、所述机器人手臂供电，控制计算机控制这些装置的供电通断。

在一些实施方式中，所述控制计算机还通过线束连接所述顶升机构、所述激光扫描仪a、所述机器人手臂，接收这些装置的运动信息，控制这些装置的运动。

在一些实施方式中，所述支撑杆的末端设有平整的方形或者圆形平台，用于防止对蒙皮产生划伤。

在一些实施方式中，所述车轮带有自锁装置。

本发明实施例一种飞机腹板智能拆装装置与现有技术相比，其有益效果在于：

所述控制计算机控制所述激光扫描仪a识别机腹蒙皮状态以及螺钉状态，控制所述顶升机构支撑、移动机腹蒙皮，控制所述机器人手臂完成螺钉的拆装工作。在整个拆装过程中此装置自动完成机腹蒙皮的拆装，只需要一名机务工作人员看管、操作，节省了两名以上机务维修工作人员，极大的节省了拆装时间、提升了效率。本发明经过测试，使用效果较好，易于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例整体结构示意图；

图2是本发明实施例中顶升结构的示意图；

图3是本发明实施例中顶升机构下部的局部示意图；

图4是本发明实施例中刀头周围的局部示意图；

图中：1-推拉把手；2-底盘；3-车轮；4-机器人手臂；5-电源；6-激光扫描仪a；7-控制计算机；8-顶升机构；401-激光扫描仪b；402-激光定位仪；403-螺刀头；801-纵轴支架；802-横轴支架；803-电动机盒a；804-夹具；805-竖轴支架；806-支撑杆；807-旋转轴；808-驱动盒；809-滑块；810-电动机盒b。

具体实施方式

以下借助于4幅附图详细示意本发明的实施例。

图1示意了本发明实施例的整体结构，从图中可以看出，一种机腹蒙皮智能拆装装置，包括推拉把手1、底盘2、车轮3、机器人手臂4、电源5、激光扫描仪a6、控制计算机7、顶升机构8，所述推拉把手1固接于底盘2的一侧，所述顶升机构8下端固定于底盘2上表面的中心位置，所述机器人手臂4均匀分布于底盘2上表面顶升机构8的四周，所述激光扫描仪a6位于底盘2的四个角落，所述车轮3位于底盘2的下表面，所述控制计算机7以及所述电源5分布于不影响底盘2上其他机构运动的空余位置。

图2和图3示意了本发明实施例中顶升机构8的结构，所述顶升机构8包括纵轴支架801、横轴支架802、电动机盒a803、夹具804、竖轴支架805、支撑杆806、旋转轴807、驱动盒808、滑块809、电动机盒b810，纵轴支架801固接于底盘2之上，结构呈“工型”，且成对存在；横轴支架802的两端卡在纵轴支架801的上端；横轴支架802的一侧固接电动机盒a803，电动机盒a803内置有电动机，电动机通过齿轮齿条与纵轴支架801的上端相连，驱动横轴支架802沿纵轴支架801的长度方向滑动，电动机a803通过内置的传感器测得电动机的转速、转动圈数、转动方向等数据，并通过线束传递给控制计算机7；滑块809卡在横轴支架802上，可沿横轴支架802滑动，滑块809在一侧与电动机盒b810固接，电动机盒b810与电动机盒a803形状大小不同，内置结构以及功能相同，电动机盒b810通过内置的电动机以及该电动机连接的齿轮齿条，驱动滑块809沿横轴支架802的长度方向滑动；滑块809在一侧与夹具804固接，夹具804内部内置有与电动机盒b810、电动机盒a803相同的装置，作用功能相同，形状大小不同，驱动竖轴支架805在夹具804之内沿竖轴支架805的长度方向滑动；竖轴支架805上端固接旋转轴807，旋转轴807上表面连接驱动盒808；旋转轴807与驱动盒808之间保留旋转自由度，约束所有的移动自由度，旋转轴807可以通过内置的电动机使驱动盒808旋转；支撑杆806嵌于驱动盒808的通孔中，驱动盒808在内部通过电动机、齿轮齿条结构，驱动支撑杆806伸出或者缩回。

图4示意了本发明实施例中刀头403周围的结构布局，机器人手臂4包括六轴机器人、螺刀头403、激光定位仪402以及激光扫描仪b401，机器人手臂4末端连接有激光扫描仪b401，用于螺钉与螺钉孔状态的扫描识别，判断螺钉是否拧紧；同时，机器人手臂4末端还连接有激光定位仪402，用于螺钉头凹槽的不断定位。

采用本发明提供的智能拆装装置进行机腹蒙皮的拆卸，先将此装置拉至机腹蒙皮下方，固定住车轮3；采用遥控或者手动方式打开控制计算机7的开关，控制计算机7与电源5接通，控制计算机7启动后，向激光扫描仪a6发出信号，控制激光扫描仪a6扫描、识别上方机腹蒙皮的轮廓形状、高度以及螺钉状态信息，并传回数据给控制计算机7，控制计算机7在系统内计算出每个电动机转动相应的圈数、转速、方向，控制纵轴支架801、横轴支架802、滑块809、竖轴支架805、支撑杆806移动，直至顶升机构8的驱动盒808移动至机腹蒙皮中心位置以及支撑杆806顶住机腹蒙皮；控制计算机7控制激光定位仪402扫描定位螺钉头的位置，并且操纵机器人手臂4使螺刀头403接近机腹蒙皮四周的螺钉，激光扫描仪b401识别螺钉头凹槽的朝向，并传递数据回控制计算机7，控制计算机7在系统内计算出机器人手臂4的移动信息以及朝向角度，控制机器人手臂4的螺刀头403朝向与螺钉头凹槽朝向一致并且进入螺钉头凹槽，随后机器人手臂4的末端旋转电机开始逆时针旋转卸下螺钉；第一颗螺钉卸下后，自动进行附近其他螺钉的拆卸，全部机器人手臂4协同拆下所有螺钉后，机器人手臂4缩回最初定义的状态；随后，控制计算机7操纵顶升机构8降落，机腹蒙皮的高度缓慢降低，降至一定程度后，工作人员将机腹蒙皮智能拆装装置拉至一旁，进行飞机机腹内其他方面的工作。

进行机腹蒙皮的安装工作时，将机腹蒙皮智能拆装装置以及机腹蒙皮拉回机腹下，激光扫描仪a6扫描机腹上蒙皮缺失处以及拆装装置上机腹蒙皮的形状位置信息，并将数据传递回控制计算机7，控制计算机7对比处理两者的信息，计算出顶升机构8的移动数据，控制顶升机构8的移动、旋转，将机腹蒙皮移动、旋转对齐机腹的缺口，再向上移动机腹蒙皮，将蒙皮顶入飞机腹部缺口；在顶入蒙皮后，顶升机构维持对机腹蒙皮的支撑状态；随后，激光定位仪402定位螺钉头的位置，控制计算机7控制机器人手臂4接近螺钉头，激光扫描仪b401识别螺钉头凹槽的朝向，控制计算机7控制机器人手臂4移动螺刀头403至螺钉头位置，螺刀头403朝向与螺钉头凹槽朝向一致后开始进入螺钉凹槽，随后螺刀头403顶着螺钉进入螺钉孔，在此过程中，激光扫描仪b401不断扫描螺刀头403顶升过程中螺钉头的朝向以及螺钉头与螺钉孔的距离信息，控制计算机7接受信息后进行计算，进一步控制螺刀头403对螺钉的顶升，直至螺钉被顶入螺钉孔；随后控制计算机7控制机器人手臂4旋转螺刀头，螺刀头403的预紧力达到一定阈值后，控制计算机7控制机器人手臂4将螺刀头移动至其他螺钉附近，安装其他螺钉；激光扫描仪a6扫描所有螺钉被安装后，机器人手臂4以及顶升机构8均收回至初始定义状态，安装工作完成。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。