用于部件自动装配的可调节被动顺应装置的制作方法

本发明涉及的是一种装配技术领域的设备，具体是一种用于部件间孔轴精密装配的可调节刚度性能的被动顺应装置。

背景技术：

涡扇发动机低压涡轮轴装配、大型部件间装配等精密孔轴装配需要刚性装配装备具有极高的定位精度，以免刚性接触擦伤构件。在定位精度无法满足需求时，可以使用远中心被动顺应装置保证构件被动安全。顺应中心处具有刚度解耦性能，补偿装配干涉不产生其他干涉。但现有被动顺应装置具有顺应性能调节范围小，顺应中心刚度过高、调节精度低等不足。针对此问题，设计一种适合于顺应中心大范围可调节、控制方便、结构紧凑可靠、刚度性能适当降低的可调节被动顺应装置。

技术实现要素：

本发明针对现有装置无法实时精确调节顺应中心，刚度大，不适合于保证精密装配的被动安全等缺陷，提出一种用于部件自动装配的可调节被动顺应装置，通过凸轮顶杆机构实现被动顺应装置的顺应中心调节，通过在弹性吊杆两端使用转动副和万向铰实现小刚度性能，通过设计凸轮形线实现被动顺应性能的简便控制，从而实现顺应中心沿装置中心轴线z轴更大范围调节，顺应性能更佳，控制方便准确。本发明结构紧凑、控制简便准确、承载性能好、刚度小、顺应中心可调节范围大。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：分别设置于定平台顶部和底部的凸轮顶杆机构和平面展开机构，一端分别与定平台和平面展开机构转动连接的弹性吊杆以及与弹性吊杆另一端转动连接的动平台，由谐波减速器驱动的凸轮顶杆机构带动弹性吊杆转动，实现弹性吊杆倾角变化。

所述的凸轮顶杆机构包括：电机、谐波减速器、凸轮和四根径向设置的顶杆滑块机构，其中：谐波减速器与电机输出轴相连，顶杆滑块机构的顶杆与凸轮相接触，滑块设置于定平台滑轨，凸轮设置于定平台中央。

所述的平面展开机构包括：两组各四根L形连杆，其中：每组L形连杆首尾转动连接组成闭环，L形连杆的中间设有转动副且两组L形连杆共八个转动副两两对应转动连接，两组L形连杆中共四个首尾转动连接点分别通过转动副与凸轮顶杆机构中的顶杆滑块机构相连。

所述的弹性吊杆包括：G字形结构的吊杆体和弹性组件，其中：弹性组件的两端分别与吊杆体的一端及中部相连，吊杆体的中部与定平台转动连接，所述一端与平面展开机构转动连接，另一端与动平台转动连接，具体地，弹性吊杆通过转动副与凸轮顶杆机构滑块上转动副座相连；平面展开机构通过转动副与弹性吊杆的一端相连；弹性吊杆另一端通过万向铰或转动副与动平台相连。

所述的凸轮，其形线半径与转动角度具有线性传递关系。

所述的谐波减速器具有更高的减速比，更高的精度和平顺的传动。

技术效果

与现有技术相比，本发明使用凸轮带动的顶杆滑块实现了被动顺应装置顺应性能的实时调节，使用平面展开机构保证装置具有顺应中心，使用转动副或万向铰改善被动顺应性能实现小刚度，其中：顺应中心位于动平台外侧，顺应中心处刚度解耦。该装置可以实现长孔轴精密装配，减小定位精度需求，实现精密孔轴装配。

附图说明

图1为本发明侧视图a和俯视图b；

图2为本发明正等侧视图；

图3为本发明展开时的侧视图；

图4为本发明展开时的俯视图，隐藏凸轮和定平台；

图5为本发明收缩时的侧视图；

图6为本发明收缩时的俯视图，隐藏凸轮和定平台；

图7为本发明平面展开机构结构；

图8为顺应装置简化模型及吊杆形式；

图9为顺应装置刚度性能；

图中：凸轮顶杆1、滑块2、滑轨3、定平台4、转动副座5、上摆杆6、挡片7、弹性单元8、连接片9、下摆杆10、转动副座11、动平台12、转动副座13、转动关节14、平面展开机构15、L形连杆16、转动关节17、谐波减速器18、凸轮19、电机20、转动关节21、转动关节22。

具体实施方式

如图1、2所示，本实施例包括：凸轮顶杆1、滑块2、滑轨3、定平台4、转动副座5、上摆杆6、挡片7、弹性单元8、连接片9、下摆杆10、U副座11、动平台12、转动副座13、转动关节14、平面展开机构15、L形连杆16、转动关节17、谐波减速器18、凸轮19、电机20、转动关节21、转动关节22。

所述的凸轮顶杆机构中包括：凸轮顶杆1、滑块2、滑轨3、凸轮19、谐波减速器18、电机20。

所述的弹性吊杆中包括：转动副座5、上摆杆6、挡片7、弹性单元8、连接片9、下摆杆10，弹性吊杆的上端通过转动副座5同滑块2相连，下端通过U副座11与动平台12相连。

所述的平面展开机构11包括八根L形连杆16，其中：L形连杆16末端间转动副连接形成转动关节21、22，L形连杆16中点间连接形成转动关节21；转动关节21通过转动副与转动关节14连接，转动关节14通过转动副与转动副座13连接。

如图3‐7所示，本装置的展开和收缩通过电机6带动凸轮顶杆机构1实现，顶杆7上下的转动副和U副用于协调进给量，平面展开机构3受力，作用相当于当电机6不进给时锁死顶杆7上部转动副。所述电机6作为驱动输入，带动装置运动。通过调整连杆角度，实现末端动平台5上的不同刚度性能，实现被动顺应装配。

所述的凸轮顶杆机构1和弹性吊杆7具有圆周阵列分布的布置形式。

本实施例中，通过设计凸轮顶杆机构、修改弹性元件8的材料、尺寸等参数以及弹性吊杆7长度可以获得变化中的不同刚度性能。

如图8和图9所示为被动顺应装置简化模型和刚度性能，PE表示顺应中心距离，

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。