[發明專利]一種基于氣浮的柔性套接穿艙裝配裝置及裝配方法

有效

• 申請號: 202110673442.2
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113305794B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 劉延芳;賈拴立;馬國財;李霏;齊乃明;曹志宏;楊云飛;周芮;佘佳宇
• 申請（專利權）人: 北京電子工程總體研究所;哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25H1/10
• 分類號: B25H1/10;B25H1/14;B25B11/00
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

1.一種基于氣浮的柔性套接穿艙裝配裝置，其特征在于，所述裝置包括底車(1)、氣浮平臺(2)、偏航平移調節裝置、俯仰調節裝置(5)、上平臺(6)、調節支架(7)和兩個滾轉調節裝置(4)；

兩個滾轉調節裝置(4)和氣浮平臺(2)均設置在底車(1)上；

偏航平移調節裝置和俯仰調節裝置(5)設置在氣浮平臺(2)上，俯仰調節裝置(5)用于調節氣浮平臺(2)的俯仰角度；

上平臺(6)設置在氣浮平臺(2)的上方，上平臺(6)固定在偏航平移調節裝置上，偏航平移調節裝置用于調節上平臺(6)的偏航角度；調節支架(7)設置在上平臺(6)上，用于放置待穿艙艙段(8)；

兩個滾轉調節裝置(4)分別設置在氣浮平臺(2)的兩側，滾轉調節裝置(4)設置有支撐部，用于在裝配過程中放置套接艙段，滾轉調節裝置(4)用于調節套接艙段的翻轉；

所述氣浮平臺(2)包括氣浮支撐(2-1)和氣足(2-2)，氣足(2-2)位于氣浮支撐(2-1)的上方，并通過氣浮平面相連接；

所述偏航平移調節裝置包括四個滑動組件(3)、一個長導向軌(3-6)和兩個短導向軌(3-7)；

長導向軌(3-6)橫跨氣浮支撐(2-1)，長導向軌(3-6)的兩端固定在氣浮支撐(2-1)的兩側，氣浮支撐(2-1)的另兩側各固定一個短導向軌(3-7)；

四個滑動組件分布在氣足(2-2)的四個側面，并與氣足(2-2)的側面固定連接，其中兩個滑動組件同時與一個長導向軌(3-6)滑動連接，另外兩個滑動組件分別與兩個短導向軌(3-7)滑動連接；

每個滑動組件(3)包括驅動電機(3-1)、模組(3-2)、聯軸器(3-3)、連接板(3-4)和彈簧滾輪(3-5)；

模組(3-2)通過聯軸器(3-3)與驅動電機(3-1)連接,模組(3-2)的一個側固定在氣足(2-2)的側面，彈簧滾輪(3-5)通過連接板(3-4)與模組(3-2)連接；彈簧滾輪(3-5)用于與長導向軌(3-6)和短導向軌(3-7)滑動連接；

偏航平移調節裝置有兩個工作狀態：1、當起導向和調姿作用時，彈簧滾輪(3-5)兩側的螺母鎖緊，壓縮彈簧滾輪(3-5)的彈簧進而使彈簧滾輪(3-5)的滾輪緊壓對應導軌，此時偏航平移調節裝置處于鎖緊狀態；2、穿艙時，彈簧滾輪(3-5)兩側的螺母松開，壓縮彈簧滾輪(3-5)處于不壓縮狀態，使彈簧滾輪(3-5)的滾輪不接觸相應導軌，此時偏航平移調節裝置處于自適應狀態。

2.根據權利要求1所述的基于氣浮的柔性套接穿艙裝配裝置，其特征在于，所述調節支架(7)包括7個支撐，分別為按順序依次布置在上平臺(6)上表面的套接艙2段前支撐(7-1)、待穿艙艙段前支撐(7-2)、待穿艙艙段中支撐(7-3)、待穿艙艙段后支撐(7-4)、套接艙1段前支撐(7-5)、套接艙2段后支撐(7-6)和套接艙1段后支撐(7-7)。

3.根據權利要求2所述的基于氣浮的柔性套接穿艙裝配裝置，其特征在于，所述7個支撐均包括升降裝置及對應的支撐機構，支撐機構設置在升降裝置的頂端。

4.根據權利要求3所述的基于氣浮的柔性套接穿艙裝配裝置，其特征在于，每個滾轉調節裝置(4)包括支撐底座(4-1)、升降機構(4-2)、1個滾環底座(4-3)和1個滾環(4-4)；

支撐底座(4-1)設置在底車(1)上，支撐底座(4-1)上設置有升降機構(4-2)，滾環底座(4-3)安裝在升降機構(4-2)的頂端，滾環底座(4-3)的頂端承載一個滾環(4-4)，滾環(4-4)與滾環底座(4-3)的頂端非固定連接。

5.根據權利要求1所述的基于氣浮的柔性套接穿艙裝配裝置，其特征在于，俯仰調節裝置(5)包括升降結構(5-1)和旋轉機構(5-2)；升降結構(5-1)和旋轉機構(5-2)均固定在氣足(2-2)上；

升降結構(5-1)的升降支撐端和旋轉機構(5-2)的旋轉部均與上平臺(6)的底部固定連接。

6.根據權利要求1所述的基于氣浮的柔性套接穿艙裝配裝置，其特征在于，所述底車為AGV車。

7.權利要求4所述的基于氣浮的柔性套接穿艙裝配裝置的裝配方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、將套接艙1段(9)移動到套接艙2段前支撐(7-1)上，將待穿艙艙段(8)移動到待穿艙艙段前支撐(7-2)、待穿艙艙段中支撐(7-3)、待穿艙艙段后支撐(7-4)上，通過偏航平移調節裝置和俯仰調節裝置(5)調整待穿艙艙段(8)的位姿并與套接艙1段(9)適配，調整完成后，待穿艙艙段前支撐(7-2)下降，由待穿艙艙段中支撐(7-3)和待穿艙艙段后支撐(7-4)支撐待穿艙艙段(8)；

S2、底車(1)直線運動進行穿艙，套接艙1段(9)穿過待穿艙艙段前支撐(7-2)后，待穿艙艙段前支撐(7-2)升起，待穿艙艙段中支撐(7-3)下降，由待穿艙艙段前支撐(7-2)和待穿艙艙段后支撐(7-4)支撐待穿艙艙段(8)；

S3、由底車(1)直線運動進行穿艙，套接艙1段(9)穿過待穿艙艙段中支撐(7-3) 后，待穿艙艙段中支撐(7-3)升起，接通氣足(2-2)的氣源，實現氣足在氣浮支撐(2-1)上的無摩擦運動；

S4、待穿艙艙段后支撐(7-4)下降，控制氣浮平臺(2)左右兩側的滾轉調接裝置(4)同向運動，使氣足(2-2)承載待穿艙艙段(8)直線運動，完成穿艙后，升起待穿艙艙段后支撐(7-4)，套接艙1段前支撐(7-5)和套接艙1段后支撐(7-7)升起；

S5、套接艙1段(9)穿艙完成后，再次調整待穿艙艙段(8)與套接艙1段(9)的組合體的位姿并與套接艙2段(10)適配，調整完成后下降套接艙2段(10)，下降達到要求后，分別與待穿艙艙段(8)和套接艙1段(9)連接；

S6、將2個滾轉調節裝置(4)的滾環(4-4)分別與套接艙1段(9)和套接艙2段(10)相連接，升起滾環底座(4-3)到達指定高度，下降待穿艙艙段前支撐(7-2)、待穿艙艙段中支撐(7-3)、待穿艙艙段后支撐(7-4)、套接艙段1前支撐(7-5)和套接艙1段后支撐(7-7)，直至由滾轉調接裝置(4)完全支撐3個艙段為止；

S7、套接艙2段(10)、套接艙1段(9)和待穿艙艙段(8)的組合體翻轉180°，對套接艙2段(10)進行相應作業，完成后，將套接艙2段(10)、套接艙1段(9)和待穿艙艙段(8)的組合體再翻轉180°，升起套接艙2段前支撐(7-1)和套接艙2段后支撐(7-6)直至滾環(4-4)脫離滾環底座(4-3)，拆除2個滾環(4-4)，裝配完成。