一种直升机主减速器的自适应定位装置的制作方法

本发明涉及减速器装配工具技术领域，具体涉及一种直升机主减速器的自适应定位装置。

背景技术：

直升机升力系统地面组立过程中，最为关键的工序就是主桨毂与主减速器轴出轴的装配。两者通过高精度花键配合，齿间间隙不大于0.05mm，远远高出一般数字化定位系统的定位精度。传统上主机厂均采用柔性吊具吊动，人工监视对正，手工控制花键对齐，依靠重力自然套合。而采用柔性装配系统进行自动化装配时，由于目前设备制造精度、系统控制精度的限制，内外花键难以避免接触。自动化设备通常有较高刚度，内外花键接触后，表面载荷无法释放，导致关键零件表面划伤或压伤。

目前直升机升力系统组立过程无专用的主减速器定位工装，一般均在地面固定平台或小型推车上完成，主桨毂与主减速器输出轴制造准确度、主桨毂与主减速器套合过程的位置偏差，引起主桨毂与主减速器轴出轴配合的花键表面承受接触应力。为保证可靠支撑自重超过1吨的主减速器，固定平台或小车均为刚性结构，无法释放关键零件表面接触应力。传统的固定平台或小车为专用工装，不能满足适应不同机型定位的需求，也无法适应未来升力系统数字化装配系统的需要。

因此，发明人提供了一种直升机主减速器的自适应定位装置。

技术实现要素：

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种直升机主减速器的自适应定位装置，通过转换器连接主减速器，摆动层用于承载主减速器及转接器的重量，摆动层与平移层配合实现多个自由度的自由摆动，平移层用于限制主减速器的行程和位置，固定层与升力系统数字化装配系统的y向移动平台固定连接，解决了传统专用工装不能满足适应不同机型定位需求的技术问题。

(2)技术方案

本发明的实施例提供了一种直升机主减速器的自适应定位装置，包括转接器、摆动层、平移层和固定层；所述转接器设于所述摆动层上端面且用于连接主减速器，所述平移层设于所述摆动层下端面，所述固定层设于所述平移层下端面；

所述摆动层包括摆动层主体、固定立柱、球窝和限位槽，多个所述固定立柱设于所述摆动层主体的上端面，所述球窝开设于所述摆动层主体的下端面中心处，所述限位槽开设于所述摆动层主体的外周；

所述平移层包括平移层主体、第一重载万向球、第二重载万向球、摆动缓冲机构、摆动复位机构、平移复位机构和限位挡块，所述平移层主体的上端面中心处设有所述第一重载万向球，所述平移层主体的下端面沿周向设有多个所述第二重载万向球，多个所述摆动缓冲机构、多个所述摆动复位机构均沿所述第一重载万向球的外围周向设置，所述平移复位机构、所述限位挡块均设于所述平移层主体的上端面边缘处，所述限位挡块与所述限位槽相适配，所述球窝与所述第一重载万向球配合用于实现所述摆动层的自由摆动。

进一步地，所述摆动缓冲机构包括缓冲弹簧、弹簧导向柱和摆动行程限位支点，所述弹簧导向柱套设于所述摆动行程限位支点，所述缓冲弹簧套设于所述弹簧导向柱，所述弹簧导向柱用于限制所述缓冲弹簧的摆动方向，所述摆动行程限位支点用于限制所述缓冲弹簧的摆动幅度且所述摆动行程限位支点的最高点高于所述弹簧导向柱的上表面。

进一步地，所述摆动复位机构包括相互连接的第一直线气缸和支撑块，所述第一直线气缸用于驱动所述支撑块上升或下降，所述第一直线气缸设于所述平移层的下端面，所述支撑块设于所述平移层的上端面。

进一步地，所述所述平移复位机构包括第二直线气缸、复位销和第一衬套，所述第二直线气缸连接所述复位销，所述第二直线气缸用于驱动所述复位销上下移动，所述复位销包括相互连接的锁止段和锥形限位段，所述锥形限位段位于所述锁止段的下端，所述第一衬套套设于所述复位销。

进一步地，所述第二直线气缸用于驱动所述复位销处于第一设定位置时，所述锁止段完全进入所述第一衬套内孔；所述第二直线气缸用于驱动所述复位销处于第二设定位置时，所述锥形限位段位于所述第一衬套内孔且所述锁止段脱离所述第一衬套。

进一步地，所述固定层包括固定层主体、第二衬套和万向球支撑板，所述第二衬套、所述万向球支撑板均设于所述固定层主体的上端面，所述第二衬套与所述复位销相适配，多个所述万向球支撑板与多个所述第二重载万向球一一对应且用于支撑所述第二重载万向球。

进一步地，多个所述摆动复位机构设于多个所述摆动缓冲机构的外围，所述摆动复位机构、所述平移复位机构均穿设于所述平移层主体。

进一步地，所述转接器的下端面设有销孔，所述销孔与所述固定立柱一一对应且相适配。

进一步地，所述平移复位机构、所述限位挡块均对称设置于所述平移层主体上。

进一步地，所述摆动层主体、所述平移层主体和所述固定层主体均为刚性平板。

(3)有益效果

综上，本发明通过转换器连接主减速器，摆动层用于承载主减速器及转接器的重量，摆动层与平移层配合实现多个自由度的自由摆动，平移层用于限制主减速器的行程和位置，固定层与升力系统数字化装配系统的y向移动平台固定连接。可适用于多种直升机主减速器定位需求，实现一套设备满足不同机型的装配需求，提高设备柔性化程度。本发明装置锁止状态刚性好，定位精度高；释放状态消除直升机主减速器输出轴与主桨毂关键配合区接触应力，避免产品损伤风险，大幅降低数字化装配系统制造与控制精度要求，降低设备制造成本与技术风险，具有较高的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅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。

图1是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置的总体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中转接器上表面的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中转接器下表面的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中摆动层的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中平移层上表面的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中平移层下表面的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中摆动缓冲机构的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中摆动复位机构的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中平移复位机构的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中固定层的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置与主减速器的装配示意图。

图中：

1-转接器；101-销孔；2-摆动层；201-摆动层主体；202-固定立柱；203-球窝；204-限位槽；3-平移层；301-平移层主体；302-第一重载万向球；303-第二重载万向球；304-摆动缓冲机构；3041-缓冲弹簧；3042-弹簧导向柱；3043-摆动行程限位支点；305-摆动复位机构；3051-第一直线气缸；3052-支撑块；306-平移复位机构；3061-第二直线气缸；3062-复位销；30621-锁止段；30622-锥形限位段；3063-第一衬套；307-限位挡块；4-固定层；401-固定层主体；402-第二衬套；403-万向球支撑板；5-主减速器；501-主减速器输出轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置的总体结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中转接器上表面的结构示意图，图3是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中转接器下表面的结构示意图，图4是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中摆动层的结构示意图，图5是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中平移层上表面的结构示意图，图6是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中平移层下表面的结构示意图，如图1-6所示，根据本发明实施例提供了一种直升机主减速器的自适应定位装置，包括转接器1、摆动层2、平移层3和固定层4；转接器1设于摆动层2上端面且用于连接主减速器5，平移层3设于摆动层2下端面，固定层4设于平移层3下端面；摆动层2包括摆动层主体201、固定立柱202、球窝203和限位槽204，多个固定立柱202设于摆动层主体201的上端面，球窝203开设于摆动层主体201的下端面中心处，限位槽204开设于摆动层主体201的外周；平移层3包括平移层主体301、第一重载万向球302、第二重载万向球303、摆动缓冲机构304、摆动复位机构305、平移复位机构306和限位挡块307，平移层主体301的上端面中心处设有第一重载万向球302，平移层主体301的下端面沿周向设有多个第二重载万向球303，多个摆动缓冲机构304、多个摆动复位机构305均沿第一重载万向球302的外围周向设置，平移复位机构306、限位挡块307均设于平移层主体301的上端面边缘处，限位挡块307与限位槽204相适配，球窝203与第一重载万向球302配合用于实现摆动层2的自由摆动。

在该实施方式中，图11是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置与主减速器的装配示意图，如图11所示，具体地，转接器1为片状圆环体，主减速器5穿设于转换器1，转接器1通过底部的销孔与摆动层2的固定立柱202顶部销钉配合，安装在摆动层2的固定立柱202上，转接器1上表面根据每一机型的主减速器5底部专门设计，通过调整支撑位置与角度，使任意机型的主减速器5与转接器1连接后组成整体的重心位于摆动层2的固定立柱202的中央，且主减速器输出轴501为竖直状态，下表面为与摆动层2配合的统一接口，使任意机型的主减速器5与转接器1连接后均可与摆动层2匹配。

摆动层主体201为钢制平板，上部安装有六个固定立柱202，用于承载主减速器5及转接器1的重量，底部中间设有球窝203，与平移层3中部的第一重载万向球302配合，摆动层2上方的部分可整体以第一重载万向球302球心为中心进行a、b、c三个自由度自由摆动，外周设有防跌落的限位槽204。

摆动层2的下方为平移层3，平移层主体301为钢制平板，中部设有第一重载万向球302，第一重载万向球302外围设有周向布置的摆动缓冲机构304，更外围设有周向布置的摆动复位机构305，边缘处设有对称布置的防跌落的限位挡块307、设有对称布置的平移复位机构306，底部有周向布置的第二重载万向球303，支撑平移层3以上的所有载荷。

限位挡块307与摆动层主体201上设置防跌落的限位槽204，正常状态下两者间有间隙，摆动层2中部的球窝203与平移层3上的第一重载万向球302水平脱离时，限位挡块307可在一定范围内阻止其倾覆。

作为一种优选实施方式，图7是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中摆动缓冲机构的结构示意图，如图7所示，摆动缓冲机构303包括缓冲弹簧3031、弹簧导向柱3032和摆动行程限位支点3033，弹簧导向柱3032套设于摆动行程限位支点3033，缓冲弹簧3031套设于弹簧导向柱3032，弹簧导向柱3032用于限制缓冲弹簧3031的摆动方向，摆动行程限位支点3033用于限制缓冲弹簧3031的摆动幅度且摆动行程限位支点3033的最高点高于弹簧导向柱3032的上表面。

在该实施方式中，摆动缓冲机构303由周向分布的六组结构相同的机构组成，包含缓冲弹簧3031、弹簧导向柱3032和摆动行程限位支点3033。当摆动层2在载荷作用下发生偏摆时，由缓冲弹簧3031承载该支撑位置的载荷，弹簧导向柱3032限制缓冲弹簧3031的方向，当摆动幅度达到限定行程时，刚性的摆动行程限位支点3033限制其继续运动，摆动行程限位支点3033最高点高于弹簧导向柱3032的上表面。

作为一种优选实施方式，图8是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中摆动复位机构的结构示意图，如图8所示，摆动复位机构304包括相互连接的第一直线气缸3041和支撑块3042，第一直线气缸3041用于驱动支撑块3042上升或下降，第一直线气缸3041设于平移层3的下端面，支撑块3042设于平移层3的上端面。

在该实施方式中，摆动复位机构305由周向布置的六组相同机构构成，包含第一直线气缸3051、支撑块3052及必备的电气元器件，六组第一直线气缸3051同步运动。

摆动复位机构305具有两个状态：复位锁止状态与释放状态。复位锁止状态是指第一直线气缸3051驱动支撑块3052位于相对较高的位置，六个支撑块3052的上支撑面位于同一个预先标定的平面，该平面为摆动层2的中立位置平面，释放状态是指第一直线气缸3051驱动支撑块3052下降后，离开上述平面的状态，状态的切换由升力系统数字化装配系统的集成控制软件发出指令进行控制。

作为一种优选实施方式，图9是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中平移复位机构的结构示意图，如图9所示，平移复位机构306包括第二直线气缸3061、复位销3062和第一衬套3063，第二直线气缸3061连接复位销3062，第二直线气缸3061用于驱动复位销3062上下移动，复位销3062包括相互连接的锁止段30621和锥形限位段30622，锥形限位段30622位于锁止段30621的下端，第一衬套3063套设于复位销3062。

在该实施方式中，平移复位机构306由对称布置的两组相同机构构成。包含安装在平移层主体301上的第二直线气缸3061、复位销3062、安装在固定层4上的第一衬套3063以及必备的电气元器件组成，两组第二直线气缸3061同步运动；复位销3062上有锁止段30621与锥形限位段30622，锁止段30621与第一衬套3063为小间隙配合，锥形限位段30622与第一衬套3063有较大间隙。

平移复位机构306具有两个状态：复位锁止状态与限位状态。复位锁止状态是指第二直线气缸3061驱动复位销3062位于相对较低的位置，锁止段30621完全进入第一衬套3063内孔，平移层3及以上所有结构在xy方向平移自由度被限制；限位状态是第二直线气缸3061驱动复位销3062位于相对较高的位置，仅锥形限位段30622位于第一衬套3063内孔中，平移层3及以上所有结构在xy方向可在限位允许的行程内自由运动。

作为一种优选实施方式，第二直线气缸3051用于驱动复位销3052处于第一设定位置时，锁止段30521完全进入第一衬套3053内孔；第二直线气缸3051用于驱动复位销3052处于第二设定位置时，锥形限位段30522位于第一衬套3053内孔且锁止段30521脱离第一衬套3053。

作为一种优选实施方式，图10是本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置中固定层的结构示意图，如图10所示，固定层4包括固定层主体401、第二衬套402和万向球支撑板403，第二衬套402、万向球支撑板403均设于固定层主体401的上端面，第二衬套402与复位销3052相适配，多个万向球支撑板403与多个第二重载万向球303一一对应且用于支撑第二重载万向球303。

作为一种优选实施方式，多个摆动复位机构304设于多个摆动缓冲机构303的外围，摆动复位机构304、平移复位机构305均穿设于平移层主体301。

作为一种优选实施方式，转接器1的下端面设有销孔101，销孔101与固定立柱202一一对应且相适配。

作为一种优选实施方式，平移复位机构305、限位挡块306均对称设置于平移层主体301上。对称设置的目的是为了受力均匀。

作为一种优选实施方式，摆动层主体201、平移层主体301和固定层主体401均为刚性平板。选用刚性平板是为了提高定位装置的刚性。

本发明实施例提供的一种直升机主减速器的自适应定位装置的工作流程，具体如下：

(1)、数字化装配系统准备；

(2)、连接转接器1与主减速器5；

(3)、将主减速器5与转接器1整体吊运到装置主体上方，直接入位并锁定；

(4)、数字化装配系统运行，将主桨毂的位置调整至与主减速器输出轴501接触；

(5)、当传感器检测到的接触力达到预设的阈值时，集成控制系统下达释放指令；

(6)、平移复位机构306与摆动复位机构305同时切换到释放状态；

(7)、数字化装配系统继续运行，直至主桨毂装配完成；

(8)、主桨毂夹持工装撤离，集成控制系统下达复位锁止指令，平移复位机构306与摆动复位机构305同时切换到复位锁止状态；

(9)、升力系统产品下架，从数字化装配系统中撤离。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。