[发明专利]基于四个数控定位器、调姿平台和移动托架的飞机部件调姿、对接系统及方法

权利要求书

1.一种基于四个数控定位器、调姿平台和移动托架的飞机部件调姿、对接系统，其特征在于包括移动托架(3)、调姿平台(4)、多个数控定位器(5)、数控定位器组导轨(6)、上位机(8)、球铰连接和激光跟踪仪(7)；移动托架(3)包括U形框(15)、顶脚螺栓(16)和锥台螺杆(17)，锥台螺杆(17)为中空，内设顶脚螺栓(16)，与调姿平台(4)上的螺栓孔连接固定，U形托槽(15)上设有固定机身段的宽绑带及收带器；数控定位器(5)包括Y向升降柱(10)、Z向滑台(11)、X向滑台(12)、滑块导轨(13)、数控定位器机座(14)、绝对光栅尺和伺服电机，两个调姿数控定位器共用一个数控定位器机座(14)和电气柜，电气柜放置在两个数控定位器机座之间，Y向升降柱(10)、Z向滑台(11)和X向滑台(12)分别与滑块导轨(13)构成移动运动副，其中，X向滑台(12)上的电机安装固定在定位器机座(14)上，通过连轴器与预压精密滚珠丝杆相连，Z向滑台(11)的电机安装在X向滑台(12)上，通过连轴器与预压精密滚珠丝杆相连，Y向升降柱(10)的驱动电机通过蜗轮蜗杆减速器减速，高精度滚珠丝杆传动，蜗轮蜗杆通过扭力板和球铰连杆连接在Z向滑台(11)上；球铰连接包括定位球头(18)和球托(19)，球托(19)周向分为四份，当定位球(18)进入球托后，通过调整X、Z向位置，使定位球(18)与球托(19)处于同一中心线，Y向能上升直至定位球头(18)与球托(19)接触。

2.一种使用如权利要求1所述系统的基于四个数控定位器、调姿平台和移动托架的飞机部件调姿、对接方法，其特征在于它的步骤如下：

1)将移动托架(3)推至调姿平台(4)指定的位置并固定，调姿对接平台由四个三坐标数控定位器(5)通过球铰连接进行支撑；

2)数控定位器(5)及调姿平台(4)运动至设定位置，将机身段吊入并固定在移动托架(3)上；

3)使用激光跟踪仪(7)，建立飞机部件调姿、对接系统的现场装配坐标系和固结在机身段上的局部坐标系；

4)测量机身段A(2)上的若干个水平测量点及机身对接面测量点(9)，计算机身段A(2)的当前姿态；

5)根据机身段A(2)目标姿态和当前姿态确定调姿路径，生成各数控定位器(5)在三坐标方向的协调运动轨迹规划；

6)调姿对接控制系统按照所得轨迹，伺服驱动各定位器完成姿态调整；

7)使用激光跟踪仪(7)测量机身段A(2)对接面测量点(9)的坐标位置，以此作为机身段B(1)调姿并实现与机身段A(2)进行对接的依据，按步骤4)计算方法计算机身段B(1)的目标位姿；

8)测量机身段B(1)对接面上与步骤7)中选定孔配合对应的对接孔的坐标位置，并按步骤4)计算方法计算机身段B(1)的当前位姿；

9)重复步骤5)和步骤6)，调整机身段B(1)到目标姿态；

10)数控定位器协调驱动机身段B(1)到达设定位置，完成机身段A(2)和机身段B(1)的对接工作；

11)将数控定位器(5)、调姿平台(4)和移动托架(3)同步下降至安全位置，复位；

12)沿航向撤离移动托架(3)。

3.根据权利要求2所述的一种基于四个数控定位器、调姿平台和移动托架的飞机部件调姿、对接方法，其特征在于所述的使用激光跟踪仪(7)建立飞机部件调姿、对接系统的现场装配坐标系和固结在机身段上的局部坐标系步骤为：

1)取飞机部件调姿、对接系统的装配坐标系的XOZ平面与水平面平行，用电子水平仪确定出水平面，垂直水平面向上的为Y轴方向；

2)在航向上选择两个点，并投影到XOZ平面上，两个投影点确定的航向方向取为X轴方向；

3)根据装配工艺要求在X轴上选择一个原点O；

4)由右手法则确定装配坐标系的Z轴方向；

5)建立固结在机身段上的局部坐标系O′X′Y′Z′。