一种飞机翼盒转站用AVG车及其车载翼盒调姿定位系统

摘要

本发明公开了一种飞机翼盒转站用AVG车及其车载翼盒调姿定位系统，属于飞机数字化装配辅助工装技术领域。AVG车包括控制单元、检测单元、车架及搭载在该车架上且受控制单元控制的车载翼盒调姿定位系统；车载翼盒调姿定位系统包括托架，对托架的姿态进行调整的托架支撑座，及固设在托架上的翼盒工装移送保持装置；托架支撑座的底座固定在车架上；检测单元包括姿态测量传感器,向控制单元输出对托架姿态的检测信号。通过车载翼盒调姿定位系统与AVG车的配合，能很好地在多工位间运送装夹有翼盒的翼盒工装，不仅可提高转送的安全性，且能提高转送的效率，其可广泛地应用于飞机装配技术领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机数字化装配辅助工装，具体地说，涉及一种飞机翼盒转站用AVG车及其车载翼盒调姿定位系统。

背景技术

现代飞机装配线常常布置成多工位的装配模式，如飞机机翼翼盒等待加工部件需在各个工位间进行转运，通常是采用飞机翼盒转站用AVG车进行工位转运接驳，利用AVG车上的电磁或光学等自动导引装置使其沿电磁轨道等预铺导引路径行驶，以实现在各工位间的自动转运接驳。但是，在转运接驳过程中，常遇到以下问题：AVG车所行驶地面的平整度不够或AGV车上的骨架工装底座与装配站位内的骨架工装底座间存有姿态误差，容易导致翼盒在转运接驳过程出现侧倾，而带来安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供了一种飞机翼盒转站用AVG车，以便于翼盒随翼盒工装在不同工位之间运送；

本发明的另一目的是提供一种用于构建上述AVG车的车载翼盒调姿定位系统。

为了实现上述目的，本发明提供的飞机翼盒转站用AVG车包括控制单元、检测单元、车架及搭载在该车架上且受控制单元控制的车载翼盒调姿定位系统；车载翼盒调姿定位系统包括托架，对托架的姿态进行调整的托架支撑座，及固设在托架上的翼盒工装移送保持装置；托架支撑座的底座固定在车架上；检测单元包括姿态测量传感器,向控制单元输出对托架姿态的检测信号。

在不同工位之间运输装夹有翼盒的翼盒工装时，控制该AVG车沿预设好的路线行驶至接驳工位处，通过姿态测量传感器测量车上托架与工位处用于放置翼盒工装的工位托架间的姿态偏差，配合AVG车的车轮调整整车方位及托架支撑座调整托架姿态，并在调整过程中不断重复姿态测量、姿态调整，以将车载托架与工位托架之间的姿态偏差调整至预设小于偏差阈值，即不完全依赖于AVG车架本身方位调整来获取对车载托架姿态的调整，能有效地降低对AVG车在地面上定位准确性的要求；能很好地在工位托架与AVG车上的车载托架之间移送装夹有翼盒的翼盒工装；在运送至下一接驳工位处时，可通过姿态偏差测量、姿态调整而便于将装夹有翼盒的翼盒工装从AVG车上移送至下一工位托架上；由于在运送过程中连翼盒工装一起运送，能够有效地确保整个运送过程中的稳定性与安全性。

具体的方案为托架支撑座布置在托架的两侧，且每侧的数量为两个以上；托架支撑座包括三坐标定位器及固设在托架的侧部上的挂架，三坐标定位器的输出端通过球头铰接机构与挂架连接。通过球头铰接机构连接三坐标定位器与挂架，便于多个三坐标定位器的输出端同时对托架的姿态进行调整。

更具体的方案为三坐标定位器包括通过导轨滑块机构与底座滑动连接的第一横移滑台，驱动第一横移滑台相对底座沿第一横向滑动的横移致动器，通过导轨滑块机构与第一横移滑台滑动连接的升降台，驱动升降台相对第一横移滑台沿垂向滑动的升降致动器，通过导轨滑块机构与升降台滑动连接的第二横移滑台，驱动第二横移滑台相对升降台沿第二横向滑动的横移致动器；球头铰接机构包括固设在挂架上的球头座及固设在第二横移滑台上的支撑球头，第一横向与第二横向相正交。

另一个具体的方案为托架的两端上各设有姿态测量传感器，姿态测量传感器包括两层相互平行布置的位移传感器层组或包括一层位移传感器层组及与该层位移传感器层组不共层的定位测量相机；每层位移传感器层组包括两个以上相互平行布置的位移传感器，位移传感器通过伸缩方向沿托架的长度方向布置的伸缩机构固设在托架上。利用位移传感器与定位测量相机等测距仪器构建姿态测量传感器，可简化整个姿态测量传感器的结构及降低其制造成本。

优选的方案为翼盒工装移送保持装置包括固设在托架上的滑槽座，布置在滑槽座两侧用于支撑翼盒工装的滚轮导轨，可沿滑槽座上的条形滑槽滑动的拉钉槽座，及通过链条拉动拉钉槽座沿条形滑槽往复滑动的驱动器；滚轮导轨由一排滚轴相平行的滚轮组成，条形滑槽沿托架的长度方向布置；拉钉槽座上设有与固设在翼盒工装上的拉钉相配合的拉钉槽，拉钉槽座受控制单元控制地绕垂向轴线在锁定位置与释放位置间转动。通过滚轮导轨为翼盒工装移入/移出AVG车提供支撑与导向，在提供重载支撑的同时，减少移入移出摩擦；利用拉钉槽座上的拉钉槽与固设在翼盒工装上拉钉的配合，能很好地实现对翼盒工装的锁定保持、拉动及移出时的解锁。

为了实现上述另一目的，本发明提供的车载翼盒调姿定位系统包括托架，对托架的姿态进行调整的托架支撑座，固设在托架上的翼盒工装移送保持装置，及固设在托架上的检测单元；托架支撑座的底座用于固定在AVG车的车架上；检测单元包括姿态测量传感器,输出对托架姿态的检测信号。

具体的方案为托架支撑座布置在托架的两侧，且每侧的数量为两个以上；托架支撑座包括三坐标定位器及固设在托架的侧部上的挂架，三坐标定位器的输出端通过球头铰接机构与挂架连接。

更具体的方案为三坐标定位器包括通过导轨滑块机构与底座滑动连接的第一横移滑台，驱动第一横移滑台相对底座沿第一横向滑动的横移致动器，通过导轨滑块机构与第一横移滑台滑动连接的升降台，驱动升降台相对第一横移滑台沿垂向滑动的升降致动器，通过导轨滑块机构与升降台滑动连接的第二横移滑台，驱动第二横移滑台相对升降台沿第二横向滑动的横移致动器；球头铰接机构包括固设在挂架上的球头座及固设在第二横移滑台上的支撑球头，第一横向与第二横向相正交。

另一个具体的方案为托架的两端上各设有姿态测量传感器，姿态测量传感器包括两层相互平行布置的位移传感器层组或包括一层位移传感器层组及与该层位移传感器层组不共层的定位测量相机；每层位移传感器层组包括两个以上相互平行布置的位移传感器，位移传感器通过伸缩方向沿托架的长度方向布置的伸缩机构固设在托架上。

优选的方案为翼盒工装移送保持装置包括固设在托架上的滑槽座，布置在滑槽座两侧用于支撑翼盒工装的滚轮导轨，可沿滑槽座上的条形滑槽滑动的拉钉槽座，及通过链条拉动拉钉槽座沿条形滑槽往复滑动的驱动器；滚轮导轨由一排滚轴相平行的滚轮组成，条形滑槽沿托架的长度方向布置；拉钉槽座上设有与固设在翼盒工装上的拉钉相配合的拉钉槽，拉钉槽座绕垂向轴线可在锁定位置与释放位置间往复转动。

通过上述车载翼盒调姿定位系统与AVG车的配合，能很好地在多工位间运送装夹有翼盒的翼盒工装，不仅可提高转送的安全性，且能提高转送的效率。

附图说明

图1为本发明实施例中飞机翼盒转站用AVG车的立体图；

图2为本发明实施例中飞机翼盒转站用AVG车在略去壳体与控制面板后的立体图；

图3为本发明实施例中车载翼盒调姿定位系统的立体图；

图4为图3中的A局部放大图；

图5为本发明实施例中链条式驱动保持装置的立体图；

图6为本发明实施例中托架支撑座的立体图；

图7为本发明实施例中托架支撑座的X向底座单元的立体图；

图8为本发明实施例中托架支撑座的Z向滑台单元的立体图；

图9为本发明实施例中挂架与Y向滑台单元的结构分解图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

实施例

参见图1及图2，本发明飞机翼盒转站用AVG车包括车架10、重载车轮11、壳体12、控制面板13、液压撑脚14、动力装置、检测单元及搭载在车架10上的车载翼盒调姿定位系统2。其中，控制面板13安装在壳体12上，构成本实施例中的控制单元，接收检测单元输入的检测信号及人工输入的控制信息，控制车载翼盒调姿定位系统2与液压撑脚14的动作及控制动力装置驱动八个重载车轮转动而控制整个AVG车的行驶状态；八个液压撑脚14在车架10的两侧各均布三个，在前后端中部各设一个，用于停车进行移入或移出翼盒工装时支撑在地面上以为整个移送过程提供平稳支撑。

参见图2及图3，车载翼盒调姿定位系统2包括托架20、托架支撑座4、姿态测量传感器及固设在托架20上的翼盒工装移送保持装置。其中，姿态测量传感器构成上述检测单元中的组成部分。

参见图3及图4，姿态测量传感器包括两层相互平行布置的位移传感器层组8及定位测量相机9，每层位移传感器层组8包括两个以上相互平行布置的位移传感器80，位移传感器80通过伸缩方向沿托架20长度方向布置的伸缩机构而固设在托架20上；在本实施例中，同一位移传感器层组8中的两个位移传感器80由同一伸缩机构进行驱动控制，该伸缩机构包括用于安装位移传感器80的U型安装架81、伺服电机82、丝杆84及与丝杆84相配合的丝杆螺母85，伺服电机82的转轴与丝杆84的一端传动连接，丝杆螺母85与安装架81固定连接，从而通过该伸缩机构同时推动两个位移传感器80对托架20与对应工位托架间的相对应两点间的间距进行测量，从而通过四个位移传感器80测出四个不共线点之间的间距差，并辅以定位测量相机9的定位测量而获取托架20与工位托架之间的姿态偏差。当然了，姿态测量传感器只由两层位移传感器层组8构成或由一层位移传感器层组8及与该层位移传感器层组8不共层的定位测量相机9构成，即只需测出三个不共线对应点之间距离偏差，就可计算出二者之间的姿态偏差。

参见图3至图5，翼盒工装移送保持装置包括滚轮导轨与链条式拖曳保持机构3；链条式拖曳保持机构3包括滑槽座30、链条31、驱动链轮32、驱动电机33、拉钉槽座34、从动链轮37及减速器38，滑槽座30的长度方向沿托架20长度方向布置地固定在托架20上；两个拉钉槽座34之间通过链条段连接，跨于驱动链轮32与从动链轮37上的链条31的一端与其中一个拉钉槽座34固定连接，另一端与另一个拉钉槽座34固定连接，从而构成一个环形链条结构；驱动电机33通过减速器38的减速后通过链轮、链条的配合而带动驱动链轮32的转动，即可拉动两个拉钉槽座34沿设于滑槽座30上的条形滑槽300往复滑动，条形滑槽300沿托架20的长度方向布置。

在拉钉槽座34上设有与拉钉36相配合的拉钉槽35，拉钉36为固定在翼盒工装上，且拉钉槽座34在驱动器的驱动下可绕其轴线转动，从而使两个拉钉槽座34上的拉钉槽35的槽口朝向不同，并通过与滚轮导轨的支撑配合而将整个翼盒工装锁定在车载翼盒调姿定位系统上的，即锁定在AVG车上。

滚轮导轨为布置在滑槽座30两侧的各一排滚轴相平行的滚轮21组成，其构成对安放至托架20上的翼盒工装进行支撑及其移入或移出时的导向与二者间形成滚动摩擦而降低摩擦力。

参见图3及图6，在托架20的两个侧部上分别固设有三个托架支撑座4，且同侧布置的三个托架支撑座4沿托架20长度方向均匀布置；托架支撑座4包括三坐标定位器41及固设在托架20侧部上的挂架42。

参见图6至图9，三坐标定位器41包括X向底座单元5、Z向滑台单元6及Y向滑台单元7。

X向底座单元5包括固定在如图1所示的车架10上的底座50、通过导轨滑块机构可滑动地安装在底座50上的X向滑台55，该导轨滑块机构由沿X向布置的X向导轨56及可沿该X向导轨56滑动地滑块54构成，伺服电机52通过丝杆螺母机构57推动X向滑台55带动滑块54沿X向导轨56滑动。

Z向滑台单元6包括固定在X向滑台55上的安装座60、通过导轨滑块机构可滑动地安装在安装座60上的Z向滑台65，该导轨滑块机构由沿Z向布置的Z向导轨66及可沿该Z向导轨66滑动地滑块67构成，伺服电机63通过丝杆螺母机构推动Z向滑台65带动滑块67沿Z向导轨66滑动。

Y向滑台单元7包括固定在Z向滑台65上的安装座70、通过导轨滑块机构可滑动地安装在安装座70上的Y向滑台75，该导轨滑块机构由沿Y向布置的Y向导轨及可沿该Z向导轨滑动地滑块构成，伺服电机72通过丝杆螺母机构推动Y向滑台75带动滑块沿Y向导轨滑动，在滑动过程中，伺服电机72的电源线等线路通过集成在拖链77内。Y向滑台75上凸起形成有一悬臂支撑部750，在该悬臂支撑部750上固设有支撑球头76。

挂架41为一由侧臂44、侧臂45及横臂43围成的门字型结构，侧臂44、45的下端与托架20的侧壁面固定连接，在横臂43下臂面中部处固设有与支撑球头76相配合的球头座46，支撑球头76与球头座46组成一球头铰接机构，即三坐标定位器41的输出端通过球头铰接机构与挂架42连接。

在本实施例中，X向、Y向及Z向分别构成第一横向、第二横向及垂向，即第一横向与第二横向相正交，当然了，由底座50至支撑球头76之间的三个导轨延伸方向的布置顺序并不局限于本实施例，即不局限与X向、Z向、Y向这种顺序。X向滑台55与安装座60固定连接一起构成本实施例中的第一横移滑台，Z向滑台65与安装座70固定连接一起构成本实施例中的升降台，Y向滑台75构成本实施例中的第二横移滑台，伺服电机52、63、72分别构成本实施例中的横移致动器、升降致动器及横移致动器。

其中，翼盒工装输送保持装置用于将从工位托架移送过来的装夹有翼盒的翼盒工装锁定至托架20上，并在移送至下一接驳工位处时，将翼盒工装推出托架20并释放对翼盒工装的锁定，包括定位装置、夹紧装置、辅助支撑装置及移送装置，当然了，其结构并不局限于上述实施例中，比如，可采用两个以上的摩擦轮驱动整个翼盒工装沿滚轮滑轨滑动而构成移送机构。

具体工作步骤如下：

(1)、AGV车在地面磁性贴条的引导下到达接驳位置之后，控制八个液压撑脚14伸出，以将AGV车稳固地支撑在地面上；

(2)、通过位于托架20上的4只位移传感器80和2只定位测量相机9，测量AGV车上托架20相对装配站位内的工位托架的姿态偏差，并将其转换为托架20的姿态调姿量；

(3)、六台托架支撑座4上的数控三坐标定位器41组成的托架调姿单元根据测得姿态调整量的调整托架20的位置与姿态，并在调整过程中不断测量二者间的姿态偏差，以使托架20与装配站位内的工位托架对齐，即使二者间的姿态偏差小于姿态偏差阈值，即三个以上的间距测量点之间的间距偏差小于预设阈值；

(4)、从AGV车往装配站位送装夹有翼盒的翼盒工装，AGV车托架20上的夹紧装置自动松开，链条式拖曳保持机构3将翼盒工装送到装配站位的工位托架上；若从装配站位往AGV车上送翼盒，则装配站位内工位托架上的工装定位、夹紧装置松开，通过摩擦轮交替将翼盒工装送到AGV车上的托架20上或通过与链条式拖曳保持机构3相同结构的机构将其移送至AVG车上，然后锁紧，并装上保护装置；

(5)、AGV车的液压撑脚14缩回，动力装置驱动重载车轮11，AGV车驶离并行至下一装配站。