[发明专利]大部件对接的自适应定位装置和调姿对接系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种大部件对接的自适应定位装置，包括受驱竖直升降的升降部，以及水平调整部；所述的水平调整部包括固定设置在升降部顶部的载板，可沿第一水平方向滑动地设置在载板上的下工作平台，可沿第二水平方向滑动地设置在下工作平台上的上工作平台，固定设置在上固定平台上的接头组件，其中，在载板和下工作平台间，以及上工作平台和下工作平台间分别设置有状态切换机构以在主动、随动和锁紧态间切换。本发明设计用于飞行器大部件对接的自适应定位装置，将水平方向主动驱动/随动/锁紧机构集成在一起，达到数控定位器驱动/随动/锁紧状态的实时切换。

技术领域

本发明涉及大型部件对接技术领域，特别是涉及一种大部件对接的自适应定位装置及定位方法及控制方法。

背景技术

目前，国、内外飞机厂采用自动化、数字化调姿对接系统进行飞机零部件的部装或总装装配过程，调姿对接系统由3个或3个以上的数控定位器组成，数控定位器是一种3个方向相互垂直运动、定位精度高、工作可靠的模块化单元。通过多个数控定位器协同运动达到部件X、Y、Z、α、β和γ六个自由度的调整并精确定位。20世纪90年代以来，以波音公司、洛克希德·马丁公司、空客公司等为代表的飞机制造商均采用数控定位器组成大部件自动对接系统，对波音787、F-35、A400M等飞机实现大部件对接数字化装配。

现有调姿对接系统有三种形式；第一种形式是3个或3个以上数控定位器全部主动驱动，无随动机构，通过内部算法驱动数控定位器协同运动达到部件的调姿和对接，该对接系统无法适应大部件变形，消除大部件装配内应力。

第二种形式根据3-2-1运动原理，1号数控定位器全部主动驱动，2号数控定位器1个水平和垂直方向主动驱动，1个水平方向随动，其余定位器垂直方向主动驱动，2个水平方向随动，该对接系统能适应大部件变形，但部件对接完成后，对接区制孔、铆接过程产生的装配应力，将会使部件变形，无法锁紧部件最终调姿位置。

公布名称为《基于理想驱动力的中机身调姿多项式轨迹规划》的文献，描述为实现飞机中机身的自动对接装配，提出一种新型的冗余驱动中机身自动调姿机构。该机构由4个离散的定位器组成，定位器一和定位器三的底层滑块、中间层滑块、伸缩柱都有独立的驱动；定位器二和定位器四只有伸缩柱有独立的驱动，其他方向均为随动。该文献设计专门的随动单元用于调姿对接，不能实现精确跟随运动，无法锁紧最终调姿位置。

第三种形式是3个或3个数控定位器全部主动驱动，2号数控定位器增加1个水平方向随动/锁紧机构，其余定位器增加2个水平方向随动/锁紧机构，该对接系统即能释放适应部件变形，释放部件装配应力，也能实时锁紧部件位置。该系统缺点为：一、增加定位器高度。二、增加成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种大部件对接的自适应定位装置及定位方法。可实时切换的驱动/随动/锁紧自适应数控定位装置，自适应飞行器大部件上架、调姿、对接等装配过程的部件变形，释放部件装配应力。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种大部件对接的自适应定位装置，包括受驱竖直升降的升降部，以及水平调整部；

所述的水平调整部包括固定设置在升降部顶部的载板，可沿第一水平方向滑动地设置在载板上的下工作平台，可沿第二水平方向滑动地设置在下工作平台上的上工作平台，固定设置在上固定平台上的接头组件，其中，在载板和下工作平台间，以及上工作平台和下工作平台间分别设置有状态切换机构以在主动、随动和锁紧态间切换。第一水平方向和第二水平方向为垂直。

载板和下工作平台间，以及上工作平台和下工作平台间分别设置有直线导向机构，所述的状态切换机构包括驱动电机，滚珠丝杠螺母机构以及制动器，所述的滚珠丝杠螺母机构的滚珠丝杠一端与所述的驱动电机的输出轴通过电磁离合器传动连接，另一端与制动器固定连接。