台31的两端，Zl伸缩柱46/Ζ2伸缩柱45分别设置在Zl立柱44/Ζ2立柱43内，并可分别沿Zl立柱44/Ζ2立柱43上下滑动，支撑工装5的两端分别通过耳座连接装置与Zl伸缩柱46和Ζ2伸缩柱45的上端连接，Zl伸缩柱46/Ζ2伸缩柱45的下端均设置有Z轴丝杠螺母副410，Ζ1电机42/Ζ2电机41均固定安装在Y轴滑台31上，且分别通过涡轮蜗杆减速器49与Zl立柱44/Ζ2立柱43内的Z轴丝杠螺母副410连接。
[0033]Zl立柱44与Zl伸缩柱46、Ζ2立柱43和Ζ2伸缩柱45之间设置有用于限制Zl伸缩柱46/Ζ2立柱43的旋转自由度的键槽与滑键411，滑键411与Zl立柱44/Ζ2立柱43的内侧面固定连接，Zl立柱44/Ζ2立柱43的外侧设置有与Zl伸缩柱46/Ζ2伸缩柱45连接的外套筒。
[0034]如图4所示，耳座连接装置包括Zl双耳连接座412、Ζ2双耳连接座413、Ζ1单耳连接座414和Ζ2单耳连接座415，Ζ1双耳连接座412与Zl伸缩柱46的上端固定连接，Ζ2双耳连接座413与Ζ2伸缩柱45的上端固定连接，Zl单耳连接座414和Ζ2单耳连接座415分别与支撑工装5的两端固定连接，Zl双耳连接座412和Zl单耳连接座414、Ζ2双耳连接座413和Ζ2单耳连接座415均通过销轴可转动连接，Zl伸缩柱46与Zl双耳连接座412之间设置有Zl力传感器48，Ζ2伸缩柱45与Ζ2双耳连接座413之间设置有Ζ2力传感器47。
[0035]本发明一种四坐标数控辅助支撑托架的工作原理如下:
[0036]如图1所示，四坐标数控辅助支撑托架具有三个坐标(Χ、Υ、Ζ轴)的直线运动，和α轴的回转运动，其中Z轴由Zl立柱44和Ζ2立柱43同步运动实现，α轴由Zl立柱44、Ζ2立柱43不同步运动实现。
[0037]如图2所示，X轴滑台21通过导轨滑块与底座I形成直线运动副;Y轴滑台31通过导轨滑块与X轴滑台21形成直线运动副。X、Y运动均以伺服电机驱动精密滚珠丝杠带动负载沿滚动导轨做往复直线运动来实现，X轴电机安装座25/Υ轴电机安装座35均采用安装座和轴承座一体设计，在制造过程中保证电机安装孔和轴承安装孔同心，从而严格保证了电机轴与丝杠轴的同轴度。
[0038]如图1和图3所示，两个Z轴的立柱通过螺栓固定在Y轴滑台31的两端，两个轴的间距与飞机部件相关，Zl立柱44/Ζ2立柱43作为支撑结构件，同时也是伸缩柱的导向件，伸缩柱带有键槽，从而使其只有上下直线运动一个自由度。Z轴的驱动源为Zl电机42/Ζ2电机41、蜗轮蜗杆减速器和滚珠丝杠螺母副相连构成传动系统，Zl伸缩柱46/Ζ2伸缩柱45是Z轴最终的运动件，在Zl伸缩柱46和Ζ2伸缩柱45的上端分别设置有Zl力传感器48和Ζ2力传感器47，能够实时反馈托架的受力状况，从而准确判断托架的支撑状态。
[0039]如图4所示，支撑工装5通过有旋转自由度的耳座连接装置连接，其结构外形与飞机部件吻合，接触面包较软的保护层，能够起到保护飞机部件的作用，支撑工装5是支撑托架的最终执行机构，双耳连接座与单耳连接座通过销轴连接，单耳连接座与支撑工装5固连，其构成的支撑点在接近支撑工装5接近两端位置，这也是考虑到飞机部件自身原因。为实现α轴的摆动，单耳连接座采取了不同的设计，Zl单耳连接座414与Zl双耳连接座412连接是通过与后者同心的通孔，而Ζ2单耳连接座415则是一个长且较大的长条孔，这样控制Zl伸缩柱46和Ζ2伸缩柱45的运动，即可实现支撑工装5绕一侧摆动，也能防止Zl伸缩柱46和Ζ2伸缩柱45不同步时带来的结构卡死或破坏。
[0040]本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种四坐标数控辅助支撑托架，其特征在于:包括底座、X轴调节构件、Y轴调节构件、Z轴调节构件和支撑工装，所述X轴调节构件设置在所述底座的上方，且与所述底座可滑动连接，所述Y轴调节构件设置在所述X轴调节构件的上方，且与所述X轴调节构件可滑动连接，所述Z轴调节构件的下端与所述Y轴调节构件固定连接，所述支撑工装与所述Z轴调节构件的上端连接。2.根据权利要求1所述的一种四坐标数控辅助支撑托架，其特征在于: 所述X轴调节构件包括X轴滑台、X轴电机和X轴丝杠，所述底座上设置有X轴滚珠导轨，所述X轴滑台通过导轨滑块与所述X轴滚珠导轨可滑动连接，并组成直线运动副，所述X轴电机通过X轴电机安装座与所述底座固定连接，所述X轴电机通过联轴器与所述X轴丝杠连接，所述X轴丝杠与设置在所述X轴滑台下的丝杠螺母啮合连接； 所述Y轴调节构件包括Y轴滑台、Y轴电机和Y轴丝杠，所述X轴滑台上设置有Y轴滚珠导轨，所述Y轴滚珠导轨与所述X轴滚珠导轨垂直设置，所述Y轴滑台通过导轨滑块与所述Y轴滚珠导轨可滑动连接，并组成直线运动副，所述Y轴电机通过Y轴电机安装座与所述X轴滑台固定连接，所述Y轴电机通过联轴器与所述Y轴丝杠连接，所述Y轴丝杠与设置在所述Y轴滑台下的丝杠螺母嗤合连接； 所述Z轴调节构件包括Zl电机、Z2电机、Zl立柱、Z2立柱、Zl伸缩柱和Z2伸缩柱，所述Zl立柱和所述Z2立柱分别竖直固定在所述Y轴滑台的两端，所述Zl伸缩柱/所述Z2伸缩柱分别设置在所述Zl立柱/Z2立柱内，并可分别沿所述Zl立柱/所述Z2立柱上下滑动，所述支撑工装的两端分别通过耳座连接装置与所述Zl伸缩柱和Z2伸缩柱的上端连接，所述Zl伸缩柱/所述Z2伸缩柱的下端均设置有Z轴丝杠螺母副，所述Zl电机/所述Z2电机均固定安装在所述Y轴滑台上，且分别通过涡轮蜗杆减速器与所述Zl立柱/所述Z2立柱内的所述Z轴丝杠螺母副连接。3.根据权利要求2所述的一种四坐标数控辅助支撑托架，其特征在于:所述Zl立柱与所述Zl伸缩柱、所述Z2立柱和所述Z2伸缩柱之间设置有用于限制所述Zl伸缩柱/所述Z2立柱的旋转自由度的键槽与滑键，所述滑键与所述Zl立柱/所述Z2立柱的内侧面固定连接，所述Zl立柱/所述Z2立柱的外侧设置有与所述Zl伸缩柱/Z2伸缩柱连接的外套筒。4.根据权利要求2所述的一种四坐标数控辅助支撑托架，其特征在于:所述耳座连接装置包括Zl双耳连接座、Z2双耳连接座、Zl单耳连接座和Z2单耳连接座，所述Zl双耳连接座与所述Zl伸缩柱的上端固定连接，所述Z2双耳连接座与所述Z2伸缩柱的上端固定连接，所述Zl单耳连接座和所述Z2单耳连接座分别与所述支撑工装的两端固定连接，所述Zl双耳连接座和所述Zl单耳连接座通过销轴可转动连接，所述Z2双耳连接座通过销轴与设置在所述Z2单耳连接座上的长条孔可滑动连接。5.根据权利要求4所述的一种四坐标数控辅助支撑托架，其特征在于:所述Zl伸缩柱与所述Zl双耳连接座之间设置有Zl力传感器，所述Z2伸缩柱与所述Z2双耳连接座之间设置有Z2力传感器。
【专利摘要】本发明公开了一种四坐标数控辅助支撑托架，包括底座、X轴调节构件、Y轴调节构件、Z轴调节构件和支撑工装，所述X轴调节构件设置在所述底座的上方，且与所述底座可滑动连接，所述Y轴调节构件设置在所述X轴调节构件的上方，且与所述X轴调节构件可滑动连接，所述Z轴调节构件的下端与所述Y轴调节构件固定连接，所述支撑工装与所述Z轴调节构件的上端连接。本发明四坐标数控辅助支撑托架通过四个直线运动实现了三个直线坐标和一个旋转坐标的调整，能够实现不同状态飞机部件的实时柔性支撑，具有自适应调节功能，定位精度高。
【IPC分类】B64F5/00
【公开号】CN105644807
【申请号】
【发明人】许元恒, 冉光斌, 王东, 张建全, 白俊林, 余小勇
【申请人】中国工程物理研究院总体工程研究所
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月28日