[发明专利]一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人及其工作方法

说明书

本发明公开了一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人及其工作方法。现有装配机器人难以在空间狭小的飞机翼盒中进行紧固件安装。该装配机器人包括基座、高度调节组件、横梁和机械臂。横梁的内端与基座构成沿竖直方向滑动的滑动副。横梁由高度调节组件驱动进行升降。机械臂包括大回转轴、第一驱动组件、大回转连杆、第二驱动组件、上臂连杆、第三驱动组件、下臂连杆、第四驱动组件、手部连杆、第五驱动组件和末端装配工具。本发明通过在机械臂的首端设置能够绕水平轴周转的大回转轴，使得机械臂既能够向下伸入工艺孔，又能够向上伸入工艺孔，且保持末端装配工具工作部位的朝向不变；进而在机器人位置不变的情况下实现工艺孔上方和下方的紧固件安装。

技术领域

本发明属于飞机翼盒生产设备技术领域，具体涉及一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人。

背景技术

对于飞机翼盒部件，为了表面保持光滑平整，需要将螺母等紧固件安装在内部。沿翼展方向，通常在翼盒侧面每隔一段距离开设有工艺孔，便于工人的手臂伸入内部进行操作。由于翼盒内部空间狭小，此种装配作业目前主要采用人工方式完成。但是，飞机翼盒内紧固件装配作业工作量大，工作重复枯燥，人工消耗量大，效率不高，经济效益低，迫切需要实现自动化。采用机器人进行紧固装配无疑是一种优选方案，然而目前市场上的SCARA和6R串联工业机器人等，大臂小臂长度大，主要适用于外部装配操作作业，不适合狭窄的内部装配。正基于此，急需设计一种可伸入翼盒内部装配机器人及其方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人。

本发明一种可伸入翼盒内的自动化装配机器人，包括基座、高度调节组件、横梁和机械臂。横梁的内端与基座构成沿竖直方向滑动的滑动副。横梁由高度调节组件驱动进行升降。

所述的机械臂包括大回转轴、大回转连杆、第一驱动组件、上臂连杆、第二驱动组件、下臂连杆、第三驱动组件、手部连杆、第四驱动组件和末端装配工具。能够360°周转的大回转轴支承在横梁的外端。大回转轴的轴线水平设置。大回转轴的外端与大回转连杆固定。上臂连杆的内端与大回转连杆的外端构成第一转动副。下臂连杆的内端与上臂连杆的外端构成第二转动副。手部连杆的内端与下臂连杆的外端构成第三转动副。第一转动副、第二转动副和第三转动副的公共轴线相互平行，且垂直于大回转轴的轴线。末端装配工具安装在手部连杆上，用于进行紧固件的安装作业。大回转轴、大回转连杆、上臂连杆、下臂连杆、手部连杆均能够在动力元件的驱动下旋转，使得末端装配工具24能够通过工艺孔伸入到飞机翼盒的内部进行工作。上臂连杆、下臂连杆的转动半径均为100～150mm；工作状态下，大回转轴的轴线与飞机翼盒的工艺孔对齐，上臂连杆、下臂连杆和手部连杆均通过工艺孔伸入飞机翼盒内；在上臂连杆、下臂连杆与手部连杆朝向相反的状态下，大回转轴能够带动手部连杆在飞机翼盒内周转。

作为优选，所述的上臂连杆和下臂连杆的结构相同，包括一体成型的内端部块、中间倾斜部、外端部块。内端部块、外端部块的内端与中间倾斜部的两端分别连接。中间倾斜部使得内端部块与外端部块相互错开。中间倾斜部的一侧开设有电机安装槽，用于安装电机。中间倾斜部的另一侧开设有带传动组件安装槽，用于安装带传动组件。电机安装槽的两侧形成两块第一肋板。带传动组件安装槽的两侧形成两块第二肋板。上臂连杆上的外端部块位于内端部块靠近大回转连杆的那一侧。下臂连杆上的外端部块位于内端部块靠近上臂连杆的那一侧。