[发明专利]一种基于气浮的柔性套接穿舱装配装置及装配方法

权利要求书

1.一种基于气浮的柔性套接穿舱装配装置，其特征在于，所述装置包括底车(1)、气浮平台(2)、偏航平移调节装置、俯仰调节装置(5)、上平台(6)、调节支架(7)和两个滚转调节装置(4)；

两个滚转调节装置(4)和气浮平台(2)均设置在底车(1)上；

偏航平移调节装置和俯仰调节装置(5)设置在气浮平台(2)上，俯仰调节装置(5)用于调节气浮平台(2)的俯仰角度；

上平台(6)设置在气浮平台(2)的上方，上平台(6)固定在偏航平移调节装置上，偏航平移调节装置用于调节上平台(6)的偏航角度；调节支架(7)设置在上平台(6)上，用于放置待穿舱舱段(8)；

两个滚转调节装置(4)分别设置在气浮平台(2)的两侧，滚转调节装置(4)设置有支撑部，用于在装配过程中放置套接舱段，滚转调节装置(4)用于调节套接舱段的翻转；

所述气浮平台(2)包括气浮支撑(2-1)和气足(2-2)，气足(2-2)位于气浮支撑(2-1)的上方，并通过气浮平面相连接；

所述偏航平移调节装置包括四个滑动组件(3)、一个长导向轨(3-6)和两个短导向轨(3-7)；

长导向轨(3-6)横跨气浮支撑(2-1)，长导向轨(3-6)的两端固定在气浮支撑(2-1)的两侧，气浮支撑(2-1)的另两侧各固定一个短导向轨(3-7)；

四个滑动组件分布在气足(2-2)的四个侧面，并与气足(2-2)的侧面固定连接，其中两个滑动组件同时与一个长导向轨(3-6)滑动连接，另外两个滑动组件分别与两个短导向轨(3-7)滑动连接；

每个滑动组件(3)包括驱动电机(3-1)、模组(3-2)、联轴器(3-3)、连接板(3-4)和弹簧滚轮(3-5)；

模组(3-2)通过联轴器(3-3)与驱动电机(3-1)连接,模组(3-2)的一个侧固定在气足(2-2)的侧面，弹簧滚轮(3-5)通过连接板(3-4)与模组(3-2)连接；弹簧滚轮(3-5)用于与长导向轨(3-6)和短导向轨(3-7)滑动连接；

偏航平移调节装置有两个工作状态：1、当起导向和调姿作用时，弹簧滚轮(3-5)两侧的螺母锁紧，压缩弹簧滚轮(3-5)的弹簧进而使弹簧滚轮(3-5)的滚轮紧压对应导轨，此时偏航平移调节装置处于锁紧状态；2、穿舱时，弹簧滚轮(3-5)两侧的螺母松开，压缩弹簧滚轮(3-5)处于不压缩状态，使弹簧滚轮(3-5)的滚轮不接触相应导轨，此时偏航平移调节装置处于自适应状态。

2.根据权利要求1所述的基于气浮的柔性套接穿舱装配装置，其特征在于，所述调节支架(7)包括7个支撑，分别为按顺序依次布置在上平台(6)上表面的套接舱2段前支撑(7-1)、待穿舱舱段前支撑(7-2)、待穿舱舱段中支撑(7-3)、待穿舱舱段后支撑(7-4)、套接舱1段前支撑(7-5)、套接舱2段后支撑(7-6)和套接舱1段后支撑(7-7)。

3.根据权利要求2所述的基于气浮的柔性套接穿舱装配装置，其特征在于，所述7个支撑均包括升降装置及对应的支撑机构，支撑机构设置在升降装置的顶端。

4.根据权利要求3所述的基于气浮的柔性套接穿舱装配装置，其特征在于，每个滚转调节装置(4)包括支撑底座(4-1)、升降机构(4-2)、1个滚环底座(4-3)和1个滚环(4-4)；

支撑底座(4-1)设置在底车(1)上，支撑底座(4-1)上设置有升降机构(4-2)，滚环底座(4-3)安装在升降机构(4-2)的顶端，滚环底座(4-3)的顶端承载一个滚环(4-4)，滚环(4-4)与滚环底座(4-3)的顶端非固定连接。

5.根据权利要求1所述的基于气浮的柔性套接穿舱装配装置，其特征在于，俯仰调节装置(5)包括升降结构(5-1)和旋转机构(5-2)；升降结构(5-1)和旋转机构(5-2)均固定在气足(2-2)上；

升降结构(5-1)的升降支撑端和旋转机构(5-2)的旋转部均与上平台(6)的底部固定连接。

6.根据权利要求1所述的基于气浮的柔性套接穿舱装配装置，其特征在于，所述底车为AGV车。

7.权利要求4所述的基于气浮的柔性套接穿舱装配装置的装配方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、将套接舱1段(9)移动到套接舱2段前支撑(7-1)上，将待穿舱舱段(8)移动到待穿舱舱段前支撑(7-2)、待穿舱舱段中支撑(7-3)、待穿舱舱段后支撑(7-4)上，通过偏航平移调节装置和俯仰调节装置(5)调整待穿舱舱段(8)的位姿并与套接舱1段(9)适配，调整完成后，待穿舱舱段前支撑(7-2)下降，由待穿舱舱段中支撑(7-3)和待穿舱舱段后支撑(7-4)支撑待穿舱舱段(8)；

S2、底车(1)直线运动进行穿舱，套接舱1段(9)穿过待穿舱舱段前支撑(7-2)后，待穿舱舱段前支撑(7-2)升起，待穿舱舱段中支撑(7-3)下降，由待穿舱舱段前支撑(7-2)和待穿舱舱段后支撑(7-4)支撑待穿舱舱段(8)；

S3、由底车(1)直线运动进行穿舱，套接舱1段(9)穿过待穿舱舱段中支撑(7-3) 后，待穿舱舱段中支撑(7-3)升起，接通气足(2-2)的气源，实现气足在气浮支撑(2-1)上的无摩擦运动；

S4、待穿舱舱段后支撑(7-4)下降，控制气浮平台(2)左右两侧的滚转调接装置(4)同向运动，使气足(2-2)承载待穿舱舱段(8)直线运动，完成穿舱后，升起待穿舱舱段后支撑(7-4)，套接舱1段前支撑(7-5)和套接舱1段后支撑(7-7)升起；

S5、套接舱1段(9)穿舱完成后，再次调整待穿舱舱段(8)与套接舱1段(9)的组合体的位姿并与套接舱2段(10)适配，调整完成后下降套接舱2段(10)，下降达到要求后，分别与待穿舱舱段(8)和套接舱1段(9)连接；

S6、将2个滚转调节装置(4)的滚环(4-4)分别与套接舱1段(9)和套接舱2段(10)相连接，升起滚环底座(4-3)到达指定高度，下降待穿舱舱段前支撑(7-2)、待穿舱舱段中支撑(7-3)、待穿舱舱段后支撑(7-4)、套接舱段1前支撑(7-5)和套接舱1段后支撑(7-7)，直至由滚转调接装置(4)完全支撑3个舱段为止；

S7、套接舱2段(10)、套接舱1段(9)和待穿舱舱段(8)的组合体翻转180°，对套接舱2段(10)进行相应作业，完成后，将套接舱2段(10)、套接舱1段(9)和待穿舱舱段(8)的组合体再翻转180°，升起套接舱2段前支撑(7-1)和套接舱2段后支撑(7-6)直至滚环(4-4)脱离滚环底座(4-3)，拆除2个滚环(4-4)，装配完成。