[发明专利]一种机身定位调姿装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞机总装领域。具体说，本发明涉及一种机身筒段的定位系统，涉及一种机身筒段在对接过程的位置和姿态的调整方法及流程。

背景技术

飞机大部件对接装配是指机身筒段和外翼/机身(含中央翼)的对接，质量好坏直接影响飞机的气动和飞行安全。自九十年代开始，空客波音的生产线普遍采用了基于自动测量定位的柔性对接系统。美国AIT、西班牙M.Torres、德国宝捷公司等都开发出了各自的产品，成为了业内的主流供应商。采用柔性对接设备，大大加快了对接进度，提高了对接质量。纵观各家产品，普遍采用了全动式结构，即每个电机的运动轴都由电机驱动，通过计算机算法以主-从式方式协调各轴运动，目的是为追求最小的装配应力。此外，支持方式都为接头式，导致力集中在支撑接头附近，造成较大应力集中及由此造成的变形。上述方式存在如下缺点：1.系统结构复杂；2.电机增多，控制系统性能要求提高，各轴运动的测量和同步性要求提高，都无疑增加了系统成本；3.可靠性低，受控自由度越多，需要运动解耦的过程就越多，不仅增加了调平算法的复杂性，也增加了因算法不稳定或是硬件故障导致的过约束从而毁坏系统的问题；4.对制造安装、测量和地基要求高。

目前国内飞机大部件对接，仍然大量沿袭了传统的装配工艺，采用了大量的工装定位，周期长，工人劳动强度大，装配质量低且不稳定。

发明内容

本发明针对目前工程所用机身/翼身对接系统的一种改进，提供一种减小结构变形，可自动实现机身空间位姿六自由度调整的装置和方法。

本发明的目的是通过下述的技术方案实现的：

一种机身定位调姿装置，包括：第一定位器、第二定位器和中央控制装置，其中所述第一定位器和所述第二定位器用于支撑机身，所述第一定位器包括底座、第一水平支撑板、第二水平支撑板、竖直杆、Y向驱动装置、Z向驱动装置，所述第一水平支撑板可X向调节地滑动支撑在所述底座上，所述Y向驱动装置设置在所述第一水平支撑板和所述第二水平支撑板之间以使所述第二水平支撑板可Y向调节地滑动支撑在所述第一水平支撑板上，所述竖直杆通过所述Z向驱动装置可Z向调节地支撑在所述第二支撑板上；所述第二定位器包括底座、第一水平支撑板、第二水平支撑板、竖直杆、X向驱动装置、Y向驱动装置、Z向驱动装置，所述X向驱动装置设置在所述底座和所述第一水平支撑板之间以使所述第一水平支撑板可X向调节地滑动支撑在所述底座上，所述Y向驱动装置设置在所述第一水平支撑板和所述第二水平支撑板之间以使所述第二水平支撑板可Y向调节地滑动支撑在所述第一水平支撑板上，所述竖直杆通过所述Z向驱动装置可Z向调节地支撑在所述第二支撑板上；

所述中央控制装置用于控制并驱动所述第一定位器的Y向驱动装置和Z向驱动装置以及所述第二定位器的X向驱动装置、Y向驱动装和Z向驱动装置的移动。

较优地，所述第一定位器的Y向驱动装置和/或Z向驱动装置包括伺服电机。

较优地，所述第二定位器的X向驱动装置和/或Y向驱动装置和/或Z向驱动装置包括伺服电机。

较优地，机身定位调姿装置还包括弧形托板，所述弧形托板的一端固定到所述第一定位器的竖直杆的顶端，另一端固定到所述第二定位器的竖直杆的顶端。

更优地，所述弧形托板和所述第一定位器的竖直杆的顶端之间设置有力传感器。

更优地，所述弧形托板和所述第二定位器的竖直杆的顶端之间设置有力传感器。

一种用于所述的机身定位调姿装置的机身定位调姿系统，其包括：

中央控制单元，其包括激光测量设备、中央控制器、电机驱动器、通信连接装置；其中，

所述激光测量设备用于测量所述机身上的预定测量点并生成测量数据；

所述电机驱动器用于控制驱动所述第一定位器的Y向驱动装置和Z向驱动装置以及所述第二定位器的X向驱动装置、Y向驱动装置和Z向驱动装置；

所述通信连接装置用于所述激光测量设备、中央控制器和电机驱动器之间的通信；

所述中央控制器用于根据所述激光测量设备的测量数据与预存基准数据进行比较生成所述第一定位器的Y向驱动装置和Z向驱动装置以及所述第二定位器的X向驱动装置、Y向驱动装置和Z向驱动装置的运动轨迹并对所述电机驱动器发出运动控制指令。

具体地，所述激光测量设备包括激光跟踪仪。

一种机身定位调姿方法，其包括：横滚调姿、俯仰调姿、航向调姿和平行调姿的至少其中之一者；

其中，所述横滚调姿用于所述机身绕自身坐标系水平面横向(Y)轴的姿态调整；