一种坦克车方向机专用安装设备

1.本发明涉及一种坦克车方向机专用安装设备。


背景技术：

2.坦克车是现代陆地作战的主要武器之一，具有直射火力、越野能力和装甲防护力的履带式装甲战斗车辆。坦克车的功能很多，整个系统十分复杂，为了缩小外形尺寸、减轻重量，坦克车的内部构造异常紧凑，致使有些部件的安装很困难。
3.方向机是坦克车火炮水平旋转运动的驱动部件，方向机的重量较大通常在200kg以上，且其安装空间十分狭小，由于无法使用吊车，故以往都是采用纯人工安装，工人的劳动强度很大，安装效率低，安装精度差，且安全事故时有发生。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种坦克车方向机专用安装设备，能够大幅度减轻工人的劳动强度，有效避免安全事故的发生，并且能够显著提高装配效率和装配质量。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.本发明所提出的一种坦克车方向机专用安装设备，包括夹具系统、支架系统、助力机械臂和炮塔安装台；所述夹具系统设置在炮塔安装台的一侧用于夹紧坦克车方向机；所述支架系统设置在炮塔安装台的另一侧；所述助力机械臂设置在夹具系统和支架系统中间区域；
7.所述夹具系统包括减速器连接板、水平丝杠、水平螺母a、水平螺母b、口字形框架、连接梁a、铅垂悬臂轴、滚动轴承a、铅垂旋转臂、滚动轴承b、助力机械臂中臂、连接梁b、伺服电机a、减速器a、滚动轴承c、铅垂丝杠、铅垂螺母、滚动轴承d、减速器b、伺服电机b、夹紧块a、夹紧块b、夹紧块c、夹紧梁a、滚动导轨滑座a、滚动导轨a、滚动导轨b、滚动导轨滑座b、升降滑台、夹紧块d、夹紧梁b、夹头a、夹紧梁c、滚动导轨c、滚动导轨滑座c、滚动导轨滑座d、夹紧梁d和夹头b；所述口字形框架由等截面的两根水平矩形杆和两根铅垂矩形杆构成，其中两个水平矩形杆略短于两根铅垂矩形杆，其中一根铅垂矩形杆的一表面上固连滚动导轨a，另一根铅垂矩形杆的同向表面上固连滚动导轨b；所述滚动导轨滑座a滑动安装在滚动导轨a上；所述滚动导轨滑座b滑动安装在滚动导轨b上；所述滚动导轨滑座b和滚动导轨滑座a的运动方向彼此平行；所述升降滑台为矩形构件，在其一侧面的两端部分别固连夹紧梁a和夹紧梁b，另一侧面的两端部分别与滚动导轨滑座a和滚动导轨滑座b固连；所述夹紧块b和夹紧块c分别自上而下固定在夹紧梁a上表面的远端和中部；所述夹紧块a和夹紧块d分别自上而下固定在夹紧梁b上表面的远端和中部；所述口字形框架的两个水平矩形杆的中央位置分别设有一个铅垂向同轴圆柱孔，其中下水平矩形杆的圆柱孔内安装滚动轴承c，并与滚动轴承c的外环固连；上水平矩形杆的圆柱孔内安装滚动轴承d，并与滚动轴承d的外环固连；所述铅垂丝杠为阶梯状，中间大直径轴段为丝杠，两端小直径轴段为圆柱型，其两端小直径
轴段分别插入滚动轴承c和滚动轴承d的内环内孔，并与之固连；所述铅垂螺母设有铅垂向螺纹孔，其通过螺纹孔套在铅垂丝杠的大直径轴段上，铅垂螺母与铅垂丝杠构成螺纹副；所述铅垂螺母的一侧与升降滑台前侧固连；所述铅垂丝杠一端小直径轴段的端部通过减速器a与伺服电机a连接；在口字形框架上水平矩形杆内表面固连滚动导轨c；所述滚动导轨滑座c和滚动导轨滑座d分别滑动安装在滚动导轨c上；所述夹紧梁c的一端面与滚动导轨滑座c固连，夹紧梁d的一端面与滚动导轨滑座d固连；所述夹头a和夹头b均为矩形钢板，且夹头a和夹头b的一侧面均设有一个凹糟，凹槽表面为半圆柱面；所述夹头a的一侧面与夹紧梁c的一端面固连，夹头b的一侧面与夹紧梁d的一端面固连；所述减速器连接板固连在口字形框架的一根铅垂矩形杆外表面上部，减速器连接板向上悬伸出口字形框架之外，在减速器连接板的悬伸处设有一个水平圆柱通孔；所述水平丝杠为阶梯状，中间大直径轴段为圆柱型，两端小直径轴段为丝杠，且一端丝杠为右旋丝杠，另一端丝杠为左旋丝杠；所述减速器连接板的水平圆柱通孔的直径大于水平丝杠的丝杠外圆直径；所述水平丝杠的左旋丝杠的端部插入减速器连接板的水平圆柱通孔，并通过减速器b与伺服电机b连接；所述水平螺母a上设有一个水平向左旋螺纹孔，通过水平向左旋螺纹孔套入水平丝杠的左旋丝杠，且两者构成左旋螺纹副；所述水平螺母b上设有一个水平向右旋螺纹孔，通过水平向右旋螺纹孔套入水平丝杠的右旋丝杠，且两者构成右旋螺纹副；所述水平螺母a与夹紧梁d固连，所述水平螺母b与夹紧梁c固连；所述连接梁a和连接梁b的一端部分别固连于口字形框架的一根铅垂矩形杆外表面的上下两侧；所述铅垂旋转臂为铅垂向矩形杆，其铅垂向中心处设有一个圆柱通孔，铅垂旋转臂一侧外表面分别与连接梁a、连接梁b的另一端部固连；所述滚动轴承a和滚动轴承b分别插入铅垂旋转臂的铅垂向圆柱通孔内的上下两端，滚动轴承a和滚动轴承b的外环分别与铅垂旋转臂的铅垂向圆柱通孔固连；所述铅垂悬臂轴插入滚动轴承a和滚动轴承b的内环内孔，并与之固连；所述铅垂悬臂轴向下悬伸出铅垂旋转臂之外，且铅垂悬臂轴的悬伸端的端部与助力机械臂中臂固连；
8.所述助力机械臂包括中臂系统、中臂铰链系统、大臂系统、平衡系统、大臂铰链系统和立柱系统；所述立柱系统固定于地面，立柱系统顶部通过大臂铰链系统与大臂系统的一端转动连接；所述平衡系统的上下两端分别与大臂系统的一根连杆以及大臂铰链系统的壳体通过铰链相连接；所述大臂系统为一个平行四边形机构，大臂系统由两个铅垂向立杆和两个彼此平行的水平连杆及铰链构成，其中一个铅垂向立杆与大臂铰链系统的壳体固连，即其只能随大臂铰链系统一起转动，而另一铅垂向立杆在两个彼此平行的连杆运动过程中始终保持铅锤状态；所述中臂系统的一端通过中臂铰链系统与另一铅垂向立杆固连，另一端与机械臂中臂对应；所述中臂系统在运动过程中始终保持水平状态；
9.所述支架系统包括限位杆a、支承套筒、限位杆b、水平面板和支承立柱；所述水平面板为矩形钢板，其下端面的四个角点区域分别固连有支承立柱，四个支承立柱的另一端面分别固连于地面；所述支承套筒固连在水平面板上端面的中部，且其轴线位于水平面板的中心位置；所述限位杆a和限位杆b分别位于支承套筒的两侧且底部均与水平面板固连；坦克车方向机对应设置在水平面板的上端面。
10.进一步的，所述夹头a和夹头b相互靠近且对应表面相互贴合时，夹头a的半圆柱面凹槽和夹头b的半圆柱面凹槽刚好构成一个完成的圆柱通孔，该圆柱通孔直径大于坦克车方向机的上定位圆柱面的直径。
11.进一步的，所述水平丝杠的左旋丝杠和右旋丝杠的直径、螺距相等，旋向相反。
12.进一步的，所述夹具系统和助力机械臂共同构成一个四自用度系统，包括沿三个坐标轴方向的三个平移运动，以及沿铅垂悬臂轴的水平转动。
13.进一步的，当坦克车方向机置于夹具系统内且夹具系统夹紧后，坦克车方向机的方向机驱动齿轮的轴线始终处于铅垂状态。
14.进一步的，所述炮塔安装台包括坦克车炮塔、炮塔安装平台和立柱；所述炮塔安装平台为矩形平板结构，其中部设有一个大直径铅垂向贯穿圆柱孔，且其下端面四角处分别通过一个立柱与地面固连，坦克车炮塔可拆卸的连接在炮塔安装平台的上端面。
15.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
16.本发明能够大幅度减轻工人的劳动强度，有效避免安全事故的发生，并且能显著提高装配效率和装配质量。
附图说明
17.图1是坦克车方向机安装现场的三维示意图；
18.图2是坦克车方向机专用安装设备中助力机械臂的三维示意图；
19.图3至图5是现有坦克车方向机不同视角的三维示意图；
20.图6是坦克车炮塔安装台的三维示意图；
21.图7是本发明坦克车方向机专用安装设备夹具系统的主视图；
22.图8是图7的俯视图；
23.图9是图7的左视图；
24.图10是图7的a-a剖视图；
25.图11是图9的b-b剖视图；
26.图12是图9的c向视图；
27.图13是本发明坦克车方向机专用安装设备支架系统的主视图；
28.图14是图13的俯视图。
29.其中，附图标记：100-夹具系统；101-减速器连接板；102-水平丝杠；103-水平螺母a；104-水平螺母b；105-口字形框架；106-连接梁a；107-铅垂悬臂轴；108-滚动轴承a；109-铅垂旋转臂；110-滚动轴承b；111-助力机械臂中臂；112-连接梁b；113-伺服电机a；114-减速器a；115-滚动轴承c；116-铅垂丝杠；117-铅垂螺母；118-滚动轴承d；119-减速器b；120-伺服电机b；121-夹紧块a；122-夹紧块b；123-夹紧块c；124-夹紧梁a；125-滚动导轨滑座a；126-滚动导轨a；127-滚动导轨b；128-滚动导轨滑座b；129-升降滑台；130-夹紧块d；131-夹紧梁b；132-夹头a；133-夹紧梁c；134-滚动导轨c；135-滚动导轨滑座c；136-滚动导轨滑座d；137-夹紧梁d；138-夹头b；200-支架系统；201-限位杆a；202-支承套筒；203-限位杆b；204-水平面板；205-支承立柱；300-助力机械臂；301-中臂系统；302-中臂铰链系统；303-大臂系统；304-平衡系统；305-大臂铰链系统；306-立柱系统；400-坦克车方向机；401-方向机上定位圆柱面；402-方向机上夹紧端面；403-方向机下夹紧面；404-方向机角钢立面a；405-方向机下定位圆柱面；406-方向机下定位端面；407-方向机角钢下安装面；408-方向机角钢立面b；409-方向机驱动齿轮；410-方向机铅垂安装孔；411-方向机水平安装孔；500-炮塔安装台；501-坦克车炮塔；502-炮塔安装平台；503-立柱。
具体实施方式
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。
32.参见附图1，给出了本发明所提出的一种坦克车方向机专用安装设备的一个实施例的整体结构，所述设备包括夹具系统100、支架系统200、助力机械臂300和炮塔安装台500；所述夹具系统100设置在炮塔安装台500的一侧用于夹紧坦克车方向机400；所述支架系统200设置在炮塔安装台500的另一侧；所述助力机械臂300设置在夹具系统100和支架系统200的中间区域。
33.其中，如附图6所示，所述炮塔安装台500包括坦克车炮塔501、炮塔安装平台502和立柱503；所述炮塔安装平台502为矩形平板结构，其中部设有一个大直径铅垂向贯穿圆柱孔，且其下端面四角处分别固连有一个立柱503，所述立柱503的底端分别与地面固连；所述坦克车炮塔501可拆卸的连接在炮塔安装平台502的上表面中部的圆柱孔中；
34.如附图7至12所示，所述夹具系统100包括减速器连接板101、水平丝杠102、水平螺母a103、水平螺母b104、口字形框架105、连接梁a106、铅垂悬臂轴107、滚动轴承a108、铅垂旋转臂109、滚动轴承b110、助力机械臂中臂111、连接梁b112、伺服电机a113、减速器a114、滚动轴承c115、铅垂丝杠116、铅垂螺母117、滚动轴承d118、减速器b119、伺服电机b120、夹紧块a121、夹紧块b122、夹紧块c123、夹紧梁a124、滚动导轨滑座a125、滚动导轨a126、滚动导轨b127、滚动导轨滑座b128、升降滑台129、夹紧块d130、夹紧梁b131、夹头a132、夹紧梁c133、滚动导轨c134、滚动导轨滑座c135、滚动导轨滑座d136、夹紧梁d137和夹头b138；所述口字形框架105由四个等截面矩形杆构成，包括两根水平矩形杆和两根铅垂矩形杆，其中两个水平矩形杆略短于两根铅垂矩形杆，口字形框架105的一根铅垂矩形杆的一侧表面上固连滚动导轨a126，在口字形框架105的另一根铅垂矩形杆的同向表面上固连滚动导轨b127；所述滚动导轨滑座a125滑动安装在滚动导轨a126上，所述滚动导轨滑座b128滑动安装在滚动导轨b127上，即滚动导轨滑座a125与滚动导轨a126之间只可以单自由度相对滑动，滚动导轨滑座b128与滚动导轨b127之间只可以单自由度相对滑动；所述滚动导轨滑座b128和滚动导轨滑座a125的运动方向彼此平行。
35.所述升降滑台129是一个矩形构件，在其一侧面的两端部区域分别固连夹紧梁a124和夹紧梁b131；所述升降滑台129的另一侧面的两端部区域分别与滚动导轨滑座a125和滚动导轨滑座b128固连；所述夹紧块b122和夹紧块c123分别自上而下固定在夹紧梁a124上表面，夹紧块b122位于夹紧梁a124的最远端(远离升降滑台129的一端)，夹紧块b122和夹紧块c123之间有一个适当距离。所述夹紧块a121和夹紧块d130分别自上而下固定在夹紧梁b131上表面，夹紧块a121位于夹紧梁b131的最远端(远离升降滑台129的一端)。在口字形框架105的两个水平矩形杆的中央位置分别设有一个铅垂向同轴圆柱孔，其中下水平矩形杆
的圆柱孔内安装滚动轴承c115，并与滚动轴承c115的外环固连；上水平矩形杆的圆柱孔内安装滚动轴承d118，并与滚动轴承d118的外环固连。
36.所述铅垂丝杠116为阶梯状，中间大直径轴段为丝杠，两端小直径轴段为圆柱型结构；所述铅垂丝杠116的两端小直径轴段分别插入滚动轴承c115和滚动轴承d118的内环内孔，并与之固连。所述铅垂螺母117外形为矩形，其上设有一个铅垂向螺纹孔，铅垂螺母117的铅垂向螺纹孔套在铅垂丝杠116上，铅垂螺母117与铅垂丝杠116构成螺纹副；所述铅垂螺母117的一侧面与升降滑台129的一表面(与固连滚动导轨滑座a125和滚动导轨滑座b128的同一面)固连。所述铅垂丝杠116一端小直径轴段的端部与减速器a114输出轴的端部固连，减速器a114的壳体与口字形框架105固连；减速器a114的输入轴与伺服电机a113的输出轴固连，减速器a114的壳体与伺服电机a113的壳体固连。在口字形框架105上水平矩形杆的一侧表面(与固连滚动导轨a126、滚动导轨b127的同表面)固连滚动导轨c134，所述滚动导轨滑座c135和滚动导轨滑座d136分别滑动安装在滚动导轨c134上，所述滚动导轨滑座c135与滚动导轨c134之间只可以单自由度相对滑动；所述滚动导轨滑座d136与滚动导轨c134之间只可以单自由度相对滑动。所述夹紧梁c133的一端面与滚动导轨滑座c135固连，所述夹紧梁d137的一端面与滚动导轨滑座d136固连。所述夹头a132为一块矩形钢板，在其一侧面设有一个凹糟，该凹槽表面为半圆柱面，所述夹头b138为一块矩形钢板，在其一侧面设有一个凹糟，该凹槽表面为半圆柱面；所述夹头a132和夹头b138相互靠近且对应表面相互贴合时，夹头a132的半圆柱面凹槽和夹头b138的半圆柱面凹槽刚好构成一个完成的圆柱通孔，该圆柱通孔直径大于坦克车方向机的上定位圆柱面401的直径。所述夹头a132的一侧面与夹紧梁c133的一端面固连，夹头b138的一侧面与夹紧梁d137的一端面固连。
37.所述减速器连接板101固连在口字形框架105的一根铅垂矩形杆外表面上部(与固连滚动导轨a126、滚动导轨b127的表面相垂直的外表面)，所述减速器连接板101向上悬伸出口字形框架105之外，在减速器连接板101的悬伸处有一个水平圆柱通孔。所述减速器b119的壳体与减速器连接板101固连，减速器b119的输入轴端部与伺服电机b120的输出轴端部固连，伺服电机b120的壳体与减速器b119的壳体固连。
38.所述水平丝杠102为阶梯状，中间大直径轴段为圆柱型，两端小直径轴段为丝杠，一端丝杠为右旋丝杠，另一端丝杠为左旋丝杠，且水平丝杠的左旋丝杠和右旋丝杠的直径、螺距相等，旋向相反；所述减速器连接板101的水平圆柱通孔的直径大于水平丝杠102的丝杠外圆直径；所述水平丝杠102的左旋丝杠的端部插入减速器连接板101的水平圆柱通孔，并与减速器b119的输出轴端部固连。所述水平螺母a103外形为矩形，其上有一个水平向左旋螺纹孔，水平螺母a103的水平向左旋螺纹孔套入水平丝杠102的左旋丝杠，且两者构成左旋螺纹副；所述水平螺母b104外形为矩形，其上有一个水平向右旋螺纹孔，水平螺母b104的水平向右旋螺纹孔套入水平丝杠102的右旋丝杠，且两者构成右旋螺纹副；所述水平螺母a103与夹紧梁d137固连，水平螺母b104与夹紧梁c133固连。所述连接梁a106和连接梁b112的一端分别固连于口字形框架105的一根铅垂矩形杆的外表面上下两侧(不与减速器连接板101固连的铅垂矩形杆，且与固连滚动导轨a126、滚动导轨b127的表面相垂直的外表面)；所述铅垂旋转臂109是一个铅垂向矩形杆，其铅垂向中心处有一个圆柱通孔，铅垂旋转臂109一侧外表面分别与连接梁a106、连接梁b112的另一端部固连；所述滚动轴承a108和滚动轴承b110分别插入铅垂旋转臂109的铅垂向圆柱通孔内的上下两端，所述滚动轴承a108和
130共同向下运动到适当位置后，启动伺服电机a113制动。
48.4)人工推动夹具系统100，通过夹具系统100和助力机械臂300共同运动(四自用度)使夹头a132、夹头b138的半圆柱面凹槽到达与方向机上定位圆柱面401相匹配的适当位置。
49.5)正向启动伺服电机b120，通过减速器b119、水平丝杠102、水平螺母a103、水平螺母b104分别驱动夹紧梁c133连同夹头a132和夹紧梁d137连同夹头b138向着彼此靠近的方向移动，直到夹头a132、夹头b138的相应表面贴合，此时夹头a132、夹头b138的两个半圆柱面凹槽刚好构成一个圆柱通孔。伺服电机b120制动。
50.6)正向启动伺服电机a113，通过减速器a114、铅垂丝杠116、铅垂螺母117驱动升降滑台129连同夹紧梁b 131、夹紧梁a124、夹紧块a121、夹紧块b122、夹紧块c123、夹紧块d 130共同向上运动直到夹紧块a121、夹紧块b122、夹紧块c123、夹紧块d 130与方向机下夹紧面403分别充分接触，并将坦克车方向机400夹牢。启动伺服电机a113制动。
51.7)人工推动夹具系统100，通过夹具系统100和助力机械臂300共同运动(四自用度)，经由炮塔安装平台502下表面和两立柱503之间的通道到达坦克车方向机400的安装位置，用若干个连接螺栓通过若干个方向机固定孔410、411，坦克车方向机400与坦克车炮塔501固连。
52.8)反向启动伺服电机a113，通过减速器a114、铅垂丝杠116、铅垂螺母117驱动升降滑台129连同夹紧梁b 131、夹紧梁a124、夹紧块a121、夹紧块b122、夹紧块c123、夹紧块d 130共同向下运动到适当位置后，启动伺服电机a113制动。
53.9)反向启动伺服电机b120，通过减速器b119、水平丝杠102、水平螺母a103、水平螺母b104分别驱动夹紧梁c133连同夹头a132和夹紧梁d137连同夹头b138向着彼此远离的方向移动，直到水平螺母a103与减速器连接板101几乎接触为止。伺服电机b120制动。
54.10)将夹具系统100连同助力机械臂300一起退出炮塔安装台500。
55.坦克车方向机400安装过程结束。
56.本发明未详尽事宜为公知技术。
57.以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。