[發(fā)明專利]基于大部件柔性對接的球鉸夾持和應(yīng)力監(jiān)控裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611232016.0
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN108247555B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李東栓;武飛
• 申請（專利權(quán)）人: 大連四達高技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號: B25B11/00
• 分類號: B25B11/00;G01L5/16;G01L1/00;G05D15/01
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本發(fā)明提供了一種基于大部件柔性對接的球鉸夾持和應(yīng)力監(jiān)控裝置及方法，包括定位桿、鎖球、鎖球傳感器、基座、殼體、鎖桿、鎖桿傳感器、導向套、連接板、電動推桿、靶球、多維力傳感器；本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單，零件便于加工、安裝和更換，巧妙的設(shè)置多個傳感器，實現(xiàn)了對鎖球到位情況、鎖緊情況、工件受到應(yīng)力情況的反饋；本發(fā)明采用圓柱形鎖桿對鎖球施加鎖緊力，當工件在低應(yīng)力狀態(tài)下調(diào)姿，或在調(diào)姿到位后進行常規(guī)局部精加工時，該鎖緊力將保證工件固持穩(wěn)定；當工件中有較大應(yīng)力時，鎖球?qū)⒖朔i緊力，在型腔內(nèi)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，帶動所夾持工件微動以釋放應(yīng)力，起到保護工件的重要作用；另外，鎖緊的工件還易于實現(xiàn)局部位置的微調(diào)，提高對接效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種夾持機構(gòu)，特別是一種基于大部件柔性對接的球鉸夾持和應(yīng)力監(jiān)控裝置及方法。

背景技術(shù)

近年來，大部件柔性對接平臺已廣泛應(yīng)用于飛機、飛行器的總裝工序，它采用多個支撐點支撐、夾持待對合部件，經(jīng)過對支撐點進行空間位置協(xié)同調(diào)整，使待對合部件具有規(guī)定的位置和姿態(tài)。

由于夾持對象多為大尺寸、高精度、易變形的昂貴金屬部件，且多個支撐點在進行位置調(diào)整時必然會產(chǎn)生應(yīng)力，如何降低應(yīng)力，保證夾持和對合過程中的安全性是非常關(guān)鍵的問題。

已知有專利文獻1（CN201342647Y）、專利文獻2（CN202742239U）、專利文獻3（CN204772184U）和專利文獻4（CN204772183U）記載了幾種夾持裝置：專利文獻1（CN201342647Y）記載了一種球形夾緊裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)部件的夾緊和放松，但其構(gòu)造過于復雜，加工成本高、安裝難度大；且其夾緊后工藝球頭被鎖死，如工件鎖緊前有較大內(nèi)應(yīng)力，鎖緊后也無法釋放，在后續(xù)的加工或運動中就極有可能造成應(yīng)力集中，造成工件或設(shè)備的變形甚至損壞；該裝置僅在型腔底部設(shè)置了一個用于判斷球頭是否進入型腔并正常接觸的力傳感器，無法對整個鎖緊過程形成閉環(huán)控制，更無法實時監(jiān)控到工件在各個支撐點的應(yīng)力狀態(tài)，不利于實現(xiàn)自動化，安全性也無法得到保證。

專利文獻2（CN202742239U）、專利文獻3（CN204772184U）和專利文獻4（CN204772183U）分別記載了其它三種鎖緊裝置，它們均設(shè)有多個夾緊球，通過夾緊球?qū)η蝾^施加夾緊力，夾緊后若球頭受到較大應(yīng)力作用（大于設(shè)計壓緊力），球頭就會在型腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)以釋放應(yīng)力，這樣既能保證工件、設(shè)備的安全，更易于實現(xiàn)工件的局部位置微調(diào)，提升對接效率；然而，以上三種鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)均過于復雜，其構(gòu)件的加工和安裝均比較困難；而且受限于結(jié)構(gòu)、鎖緊動作相對復雜，它們均難以設(shè)置多個傳感器，以實現(xiàn)對鎖緊動作和受力狀態(tài)的閉環(huán)控制和有效監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有球鉸夾持裝置存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、避免“鎖死”、消除應(yīng)力、鎖緊后能夠夾持工件進行位置微調(diào)，并通過多個傳感器反饋實現(xiàn)閉環(huán)控制的球鉸夾持和應(yīng)力監(jiān)控裝置及方法。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種基于大部件柔性對接的球鉸夾持和應(yīng)力監(jiān)控裝置，包括定位桿1、鎖球2、鎖球傳感器3、基座4、殼體5、鎖桿6、鎖桿傳感器7、導向套8、連接板9、電動推桿10、靶球11、多維力傳感器12，所述定位桿1與鎖球2通過螺釘連接，基座4中心部位設(shè)有與鎖球2相配的球面凹槽，基座4內(nèi)側(cè)型腔內(nèi)設(shè)有鎖球傳感器3，基座4固定在多維力傳感器12上方，基座4的上方與殼體5連接，殼體5的內(nèi)部設(shè)有與鎖球2相配的孔洞，殼體5內(nèi)側(cè)型腔內(nèi)設(shè)有鎖桿6，鎖桿6上設(shè)有與鎖球2相配的豁口，殼體5設(shè)有鎖桿傳感器7，鎖桿6的底端穿過導向套8，并通過連接板9與電動推桿10相連，殼體5上方設(shè)有靶球11，通過測量靶球11球心的位置，可準確推算出鎖球2球心的位置。

一種基于大部件柔性對接的球鉸夾持和應(yīng)力監(jiān)控方法，其特征在于包括以下步驟：

1）將待調(diào)姿部件與定位桿1連接；