一种头体对接工装的制作方法

1.本实用新型涉及一种头体对接工装。


背景技术：

2.可分离的大型部件的对接有着严格的标准，可分为机械接口对接、电气接口对接和全部件总检查等项目。其中的机械接口对接项目还包括检查头体之间尺寸、检查头体之间对接部位空间协调性等步骤。
3.为提高头体对接过程中前、后舱对中找正和对接的成功率，需要兼顾多自由度上的位姿定位。且在实际的头体对接装配中，由于头体壁制造精度不高以及对接面形状不规则等实际工程原因，对接过程也需要反复调试。大型部件的大体积及大重量因素均对此调试过程造成不便。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供一种头体对接工装，采用多自由度调节的方式实施，提高了前、后舱的对中找正和对接的成功率。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种头体对接工装，包括移动承载车、位姿调整机构、平动机构和升降机构；位姿调整机构、平动机构和升降机构均配置于移动承载车上，头体通过快速夹钳固定于位姿调整机构；其特征在于：所述位姿调整机构包括调整支架、连接调整支架的蜗轮蜗杆减速机和用于夹持所述头体的滚动支撑，所述滚动支撑和蜗轮蜗杆减速机的蜗杆分别连接调整支架的上、下框体，所述蜗轮蜗杆减速机连接所述平动机构；所述平动机构包括平行设置的上平板、下平板和连接上、下平板的调整器，所述上平板和所述下平板通过设置于上、下平板的滚珠直线导轨和与滚珠直线导轨相配合的滑台相互滑动连接；所述调整器包括丝杠和与丝杠相配合的驱动螺母；所述上平板和所述下平板还分别连接所述蜗轮蜗杆减速机和所述升降机构；所述升降机构包括升降平台、连接件和液压缸，所述升降平台通过至少两组连接件随液压缸升降端的伸缩实现升降，所述连接件包括第一链条、第二链条和链轮；所述链轮包括第一链轮和第二链轮，所述第一链条的一端固定，另一端绕过液压缸的升降端连接所述升降平台，第二链条的两端分别连接所述升降平台的两侧边，第二链条的两端之间设有所述第二链轮。
7.进一步的，所述滚动支撑为凹形架体，所述滚动支撑设有加强筋，滚动支撑的开口处连接支撑轴承。
8.进一步的，所述滚动支撑设置为两组。
9.进一步的，所述蜗轮蜗杆减速机为可自锁蜗轮蜗杆减速机。
10.进一步的，下平板的上表面对称安装两组滚珠直线导轨，与上平板的下表面配套安装的三组滚珠直线导轨分别通过滑台连接。
11.进一步的，所述调整器包括用于横向移动的第一调节件和用于纵向移动的第二调
节件，所述第一调节件和所述第二调节件均包括所述丝杠和所述驱动螺母。
12.进一步的，第一调节件和第二调节件的驱动螺母分别连接不同的滑台，第一调节件和第二调节件的丝杠分别连接所述上平板和所述下平板。
13.进一步的，所述移动承载车包括固定支撑板，所述第一链条通过连接销连接于所述固定支撑板。
14.进一步的，液压缸的升降端还通过横杆连接第一链轮，所述第二链轮连接所述移动承载车。
15.进一步的，所述液压缸和所述固定支撑板均连接于所述移动承载车。
16.本实用新型的有益效果为：一种头体对接工装包括位姿调整机构、平动机构、升降机构和移动承载车，位姿调整机构实现对头体的夹持及角度调整，利用蜗轮蜗杆减速机手动微调修正头体位置，可调整头体的对正角度，从而实现前舱与后舱的柔性对中与对接；采用丝杠驱动，滚珠导轨运动方式实现水平面内互相垂直的两方向的精确移动；通过手动操作液压缸可拉动链条以实现升降平台在竖直方向的升降；移动承载车可实现待对接两部件间的水平位置的调整。位姿调整机构、平动机构、升降机构和移动承载车的配合及多自由度的手动微调，共同实现所载头体在多个自由度上的位姿定位，以适应在头体对接装配中，由于头体壁制造精度不高以及对接面的形状不规则等实际工程原因造成的对接困难。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图；
18.图2为位姿调整机构与头体的配合图；
19.图3为平动机构的爆炸示意图；
20.图4为升降机构的结构示意图；
21.图5为移动承载车的结构示意图。
22.其中，图中各标号为：1、头体；2、快速夹钳；3、调整支架；301、上框体；302、下框体；4、蜗轮蜗杆减速机；401、蜗杆；5、滚动支撑；501、支撑轴承；6、上平板；7、滚珠直线导轨；8、滑台；9、调整器；901、第一调节件；9011、第一丝杠；9012、第一驱动螺母；902、第二调节件；9021、第二丝杠；9022、第二驱动螺母；10、升降平台；11、连接件；1101、第一链条；1102、第二链条；1103、链轮；11031、第一链轮；11032、第二链轮；12、液压缸；1201、升降端；13、加强筋；14、连接销；15、横杆；16、滑动轮；17、推车扶手；18、刹车构件；19、车体框架；20、手轮；2001、第一手轮；2002、第二手轮；21、下平板；22、固定支撑板。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
24.图1为头体对接工装的结构示意图，头体对接工装为了提高大型部件前、后舱的对中找正和对接的成功率，采用多自由度调节的方式实施。利用蜗轮蜗杆减速机4手动微调修正头体1位置，可调整头体1的对正角度，从而实现前舱与后舱的柔性对中与对接；采用丝杠驱动，滚珠导轨运动方式实现水平面内互相垂直的两方向（xy方向）的精确移动；通过手动操作液压缸12可拉动连接件11的两链条以实现升降平台10在竖直方向的升降。头体对接工
装包括位姿调整机构、平动机构、升降机构和移动承载车，位姿调整机构实现对头体1的夹持及调整，实现前、后舱中心线的对中找正，从而使前、后舱在水平工作状态下实现同心对接。
25.图2为位姿调整机构与头体1的配合图，在位姿调整机构中，两组滚动支撑5均与调整支架3的上框体301固连，调整支架3的下框体302与蜗杆401通过键连接定位，轴向通过沉头螺钉定位；滚动支撑5为凹形架体，滚动支撑5凹形口开口处的架体上对称安装有两组支撑轴承501，滚动支撑5通过支撑轴承501滚动连接头体1的外壁。两个滚动支撑5与竖直方向形成的夹角与头体1的锥角相同，保证滚动支撑5对头体1支撑时能够完全贴合，同时配合着尾部用于定位的快速夹钳2将头体1牢固地定位在滚动支撑5上。通过转驱动蜗轮蜗杆减速机4实现对头体1的角度的调整，实际应用中的转动范围可实现-15
°
~ 15
°
。对接过程中要求位姿调整机构能够实现自锁行为。蜗轮蜗杆减速机4传动中发生自锁的条件是蜗杆401的展开螺旋角小于蜗轮蜗杆401接触的摩擦角。即β《φ，β为蜗杆401的展开螺旋角，φ为摩擦角；本实用新型采用方案为摩擦系数f=0.09，导程=8,计算得到螺旋角β=2.5
°
，而该齿形螺纹的摩擦当量角φ=4.9
°
。此时β《φ，满足自锁功能要求。蜗轮蜗杆减速机4箱体中还存有润滑油，主要对蜗轮蜗杆401运转过程中起到润滑。
26.位姿调整机构下方连接平动机构，图3为平动机构的爆炸结构分解图，平动机构中，下平板21上表面对称安装两组滚珠直线导轨7，与上平板6下表面配套安装的三组滚珠直线导轨7通过滑台8配合使用，且每个滑台8均通过滚珠直线导轨7连接上平板6和下平板21，实现在上、下平板在平面上的移动。调整器9采用梯形螺纹的丝杠与驱动螺母相配合，驱动螺母固定在滑块之上，而丝杠端部设有手轮20，手轮20一侧通过支座固定在一侧平板上；即调整器9包括用于横向移动的第一调节件901和用于纵向移动的第二调节件902，第一调节件901和第二调节件902均包括所述丝杠和所述驱动螺母，丝杠包括第一丝杠9011和第二丝杠9021，驱动螺母包括第一驱动螺母9012和第二驱动螺母9022；第一调节件901包括第一丝杠9011和第一驱动螺母9012，第二调节件902包括第二丝杠9021和第二驱动螺母9022。第一驱动螺母9012和第二驱动螺母9022分别连接不同的滑台8；手轮20包括第一手轮2001和第二手轮2002，第一丝杠9011和第二丝杠9021的端部分别设有第一手轮2001和第二手轮2002，第一丝杠9011和第二丝杠9021分别通过与第一手轮2001和第二手轮2002相连的安装座连接上平板6和下平板21，起到固定和定位丝杠的作用，期间还需保证丝杠和驱动螺母之间同心配合。平动机构通过手轮20驱动导程丝杠实现驱动螺母的水平面xy方向（在水平面内的横向和竖向）位移。即上平板6相对下平板21的横向及竖向方向移动。下平板21的下表面连接升降机构。
27.图4为升降机构的结构示意图，在升降机构中，两组链条对称设置，每组链条中的第一链条1101的一端通过连接销14与固定于移动承载车车身框架上的固定支撑板22连接，固定支撑板22可设为凹型钢；第一链条1101的另一端绕过固定于液压缸12升降端1201的第一链轮11031连接于升降平台10的一侧侧板的上表面，升降平台10为能够承载头体、位姿调整机构和平动机构的框体或平板；第二链条1102的一端固定在连接第一链轮11031的升降平台10侧板的下表面，另一端则绕过三组固定于移动承载车上的第二链轮11032后最终固定在升降平台10的另一侧侧板的上表面，其中，三组第二链轮11032中至少有一组第二链轮11032的高度始终高于液压缸12升降端1201。两组链条同一位置处的链轮1103之间还通过
杆进行连接，保证两组链条之间的间距。液压缸12通过轴套安装于移动承载车的一侧。通过反复按压液压缸12可以驱动升降端1201在竖直方向上滑动，设置于升降端1201的横杆15和第一链轮11031随升降端1201进行移动，进一步拉动链条组，从而带动升降平台10沿铅垂方向运动。
28.图5为移动承载车的结构示意图，包括车体框架19、推车扶手17、滑动轮16和刹车构件18，移动承载车需要实现头体1对接工装整体的水平调整。移动承载车的滑动轮16采用万向轮，固定好小车位置后，通过刹车对移动承载车定位。移动承载车还加装螺纹调平构件，通过调节螺纹调平构件可以实现移动承载车水平位置的微调功能。
29.本实用新型的头体对接工装可实现所载头体1在多个自由度上的位姿定位，在头体1对接装配中，由于头体1壁制造精度不高以及对接面的形状不规则等实际工程原因，在工装定位基础上对工装支架进行多自由度的手动微调以最终实现对应头体1的对接装配。通过位姿调整机构，平动机构，升降机构中采用手动操作，实现了对中角度、升降及水平xy向4自由度手动微调功能。
30.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型，且本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例。