設(shè)備集成化兩自由度安裝機(jī)構(gòu)研究

張曉帆+++徐方舟+++宋春雨

摘 要：針對(duì)現(xiàn)代飛行器裝填比大，維護(hù)困難的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了設(shè)備集成化兩自由度安裝機(jī)構(gòu)，采用集成化的安裝方案，可以有效減少狹小空間內(nèi)部操作，提高設(shè)備的拆裝效率，增加飛行器維護(hù)性。

關(guān)鍵詞：集成化；設(shè)備；兩自由度

引言

現(xiàn)代飛行器正向著緊湊化的方向發(fā)展，內(nèi)部安裝設(shè)備空間狹小，另一方面設(shè)備和電纜的數(shù)量也成倍增加，布局緊湊，操作開口少，設(shè)備的安裝固定困難，而且大都具有測(cè)試更換的需求。采用傳統(tǒng)的設(shè)備單獨(dú)固定的安裝方案，安裝結(jié)構(gòu)重量大，內(nèi)部設(shè)備更換維修困難，可維護(hù)性較差。為提高飛行器的可維護(hù)性，需要新的儀器設(shè)備安裝模式。

1 集成化兩自由度安裝方案

部分現(xiàn)代飛行器由于內(nèi)部設(shè)備、電纜布局需要，設(shè)備布局在飛行器中間部位，不能直接固定于飛行器結(jié)構(gòu)上，因此也就無法使用傳統(tǒng)的安裝方案。

為節(jié)省安裝結(jié)構(gòu)重量，可采用多個(gè)設(shè)備集成在一起，整體水平安裝固定的方案，但由于設(shè)備組合體總重較大，安裝時(shí)需要使用輔助工具進(jìn)行吊裝。如進(jìn)行水平吊裝，需要針對(duì)組合體質(zhì)心位置設(shè)計(jì)起吊工裝，對(duì)裝配操作空間要求也較大，難以實(shí)現(xiàn)。

集成化兩自由度安裝方案采用豎直吊起，滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行的方案，具體的裝配過程如圖1所示。首先借助輔助工具將設(shè)備組合體起吊，將其旋轉(zhuǎn)軸固定到旋轉(zhuǎn)軸座上，在輔助工具吊裝力輔助作用下，進(jìn)行兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，最后水平推送到飛行器內(nèi)部，通過外部的鎖緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行鎖緊。

此種安裝方案，對(duì)于吊裝姿態(tài)精度要求不高，不用單獨(dú)設(shè)計(jì)工裝，裝配過程中始終可以借助外部輔助工具的吊裝力，由于存在沿軌道移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)兩個(gè)自由度，并可以根據(jù)飛行器內(nèi)部空間情況，進(jìn)行不同移動(dòng)距離和旋轉(zhuǎn)角度的組合，使得其更適合狹小內(nèi)部空間的操作。

2 設(shè)備集成化兩自由度安裝機(jī)構(gòu)研究

設(shè)備集成化兩自由度安裝機(jī)構(gòu)由旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸座，直線公、母滑道，支撐件，鎖緊機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)組成，如圖2所示。旋轉(zhuǎn)軸和設(shè)備組合體通過螺栓固接在一起，吊裝過程中旋轉(zhuǎn)軸放入旋轉(zhuǎn)軸座中，旋轉(zhuǎn)軸可繞旋轉(zhuǎn)軸座轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸座可沿固定在飛行器上的母滑道直線移動(dòng)，安裝到位后通過固定在飛行器上的鎖緊機(jī)構(gòu)對(duì)設(shè)備組合體進(jìn)行最終固定。

旋轉(zhuǎn)軸座起到旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向作用，具體形式如下圖3所示。在安裝前為使旋轉(zhuǎn)座準(zhǔn)確定位，可將其通過銷釘固定在直線母滑道上，吊裝過程中將與設(shè)備組合體連接的旋轉(zhuǎn)軸放入旋轉(zhuǎn)軸座，確認(rèn)吊裝到位后拆卸銷釘，釋放水平移動(dòng)的自由度。

起到水平導(dǎo)向作用的結(jié)構(gòu)為直線母滑道。其內(nèi)部一側(cè)為燕尾槽形，另一側(cè)矩形的滑道，旋轉(zhuǎn)軸座底部采用與母滑道配合的滑道形式。

直線公滑道固連在設(shè)備組合體上，也采用與母滑道配合的滑道形式，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)形式為圖4所示。安裝過程最后階段需設(shè)置較短行程的水平移動(dòng)軌跡，使得直線公滑道和直線母滑道配合，從而限制設(shè)備組合體的轉(zhuǎn)動(dòng)，將其自由度減小到1個(gè)。

在飛行器可操作區(qū)域設(shè)置一套鎖緊機(jī)構(gòu)如圖5所示，與限位機(jī)構(gòu)配合，限制水平移動(dòng)自由度，實(shí)現(xiàn)設(shè)備組合體的最終固定。

3 結(jié)束語

設(shè)備集成化兩自由度安裝機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備組合體的整體安裝固定，并提供安裝導(dǎo)向，可根據(jù)飛行器內(nèi)部空間選擇不同的旋轉(zhuǎn)和平移兩自由度的組合，適用于裝填比大、操作空間受限的新型飛行器，有效提高飛行器的可維護(hù)性。

參考文獻(xiàn)

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