自动对接定位器的制作方法

1.本实用新型涉及飞机制造技术领域，尤其涉及一种自动对接定位器。


背景技术：

2.自动对接定位器用于飞机部件自动对接。飞机的较大部件的自动对接定位器主要由三个方向的轴高精度定位装置组成，而高度方向轴定位装置不同于两个水平方向轴定位装置，高度方向轴定位装置要求高承载力和高可靠性，以保证飞机部件的安全。
3.现有技术中的高度方向轴定位装置为了提高承载力和可靠性，将电机和减速器均固定于支撑体内，将滑轨滑块面对面安装，丝杠螺母、丝杠和丝杠支撑座均位于面对面安装的滑轨滑块之间。由于现有技术中的主要执行元器件均位于支撑体的内部，拆装不方便，不利于后期维护。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提出一种自动对接定位器，该自动对接定位器的高度方向轴定位装置不仅承载力和可靠性高，而且便于拆装，有利于后期维护。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.自动对接定位器，包括高度方向轴定位装置，所述高度方向轴定位装置包括：
7.支撑件，包括底板和设置于所述底板两侧的支撑板，两个所述支撑板和所述底板形成容纳腔，所述支撑板包括支撑面，所述支撑面朝向所述容纳腔的开口端设置；
8.导向机构，沿所述支撑面的长度方向设置，运动件在所述导向机构的引导下沿竖直方向移动；
9.驱动机构，设置于所述容纳腔内，所述驱动机构包括电机、丝杠和丝杠螺母，所述电机与所述丝杠连接，所述丝杠螺母与所述丝杠传动连接，所述运动件设于所述丝杠螺母上，所述电机驱动所述丝杠转动，所述丝杠驱动所述丝杠螺母带动所述运动件沿所述竖直方向移动。
10.作为自动对接定位器的一个可选方案，所述导向机构包括滑轨和滑块，两个所述支撑面上均设置有所述滑轨，所述滑块滑设于所述滑轨，所述运动件的两侧分别通过所述滑块滑设于所述滑轨。
11.作为自动对接定位器的一个可选方案，所述支撑板远离所述容纳腔的一侧设置有光栅尺，所述光栅尺包括标尺光栅和光栅读数头，所述标尺光栅设于所述支撑板的侧壁，所述光栅读数头通过连接件与所述滑块连接。
12.作为自动对接定位器的一个可选方案，所述驱动机构还包括涡轮蜗杆减速器，所述电机通过所述涡轮蜗杆减速器与所述丝杠连接。
13.作为自动对接定位器的一个可选方案，所述驱动机构还包括丝杠支撑座，所述丝杠支撑座内设有轴承，所述丝杠支撑座通过所述轴承与所述丝杠转动连接；
14.所述丝杠支撑座包括第一丝杠支撑座和第二丝杠支撑座，所述第一丝杠支撑座和
所述第二丝杠支撑座分别用于支撑所述丝杠的两端。
15.作为自动对接定位器的一个可选方案，所述支撑件还包括支撑台，所述支撑台设置于所述容纳腔，所述支撑台的上表面与所述支撑面平行，所述丝杠支撑座设于所述支撑台，所述电机和所述涡轮蜗杆减速器均位于所述支撑台的一侧。
16.作为自动对接定位器的一个可选方案，所述第一丝杠支撑座和所述第二丝杠支撑座相互靠近的一侧均设置有防撞件。
17.作为自动对接定位器的一个可选方案，所述高度方向轴定位装置还包括限位组件，所述限位组件用于限制所述运动件的极限位置。
18.作为自动对接定位器的一个可选方案，所述限位组件包括限位开关、第一限位块和第二限位块，所述限位开关设于所述运动件，所述第一限位块和所述第二限位块均设于所述支撑板，所述第一限位块用于限制所述运动件的最高位置，所述第二限位块用于限制所述运动件的最低位置。
19.作为自动对接定位器的一个可选方案，所述自动对接定位器还包括控制面板，通过所述控制面板能设定所述运动件在其行程范围内的目标位置。
20.本实用新型的有益效果：
21.本实用新型提供的自动对接定位器，包括高度方向轴定位装置，高度方向轴定位装置包括导向机构和驱动机构，将驱动机构设置于支撑件的容纳腔内，导向机构沿朝向容纳腔的开口端设置的支撑面的长度方向设置，驱动机构驱动运动件在导向机构的引导下沿竖直方向移动。通过在支撑件上设置一端开口的容纳腔，将驱动机构设于容纳腔内，导向机构设于朝向容纳腔的开口端设置的支撑面上，不仅满足了高度方向轴定位装置的高承载力需求，提高了飞机部件的可靠性；而且驱动机构和导向机构均外露于支撑件，使得驱动机构和导向机构易于拆装，有利于后期维护。
附图说明
22.图1是本实用新型具体实施方式提供的高度方向轴定位装置的结构示意图；
23.图2是本实用新型具体实施方式提供的高度方向轴定位装置隐藏运动件的结构示意图一；
24.图3是本实用新型具体实施方式提供的高度方向轴定位装置隐藏运动件的结构示意图二。
25.图中：
26.1、支撑件；11、底板；12、支撑板；121、支撑面；13、支撑台；
27.2、导向机构；21、滑轨；22、滑块；
28.3、驱动机构；31、电机；32、丝杠；33、丝杠螺母；34、涡轮蜗杆减速器；35、第一丝杠支撑座；36、第二丝杠支撑座；37、联轴器；38、法兰；
29.4、运动件；
30.5、光栅尺；51、标尺光栅；52、光栅读数头；
31.6、连接件；7、防撞件；
32.8、限位组件；81、限位开关；82、第一限位块；83、第二限位块。
具体实施方式
33.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
34.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
37.如图1和图2所示，本实施例提供了一种自动对接定位器，包括高度方向轴定位装置，高度方向轴定位装置包括支撑件1、导向机构2和驱动机构3，支撑件1包括底板11和设置于底板11两侧的支撑板12，两个支撑板12和底板11形成容纳腔，支撑板12包括支撑面121，支撑面121朝向容纳腔的开口端设置。导向机构2沿支撑面121的长度方向设置，运动件4在导向机构2的引导下沿竖直方向移动。驱动机构3设置于容纳腔内，驱动机构3包括电机31、丝杠32和丝杠螺母33，电机31与丝杠32连接，丝杠螺母33与丝杠32传动连接，运动件4设于丝杠螺母33上，电机31驱动丝杠32转动，丝杠32驱动丝杠螺母33带动运动件4沿竖直方向移动。
38.支撑面121的长度方向即为竖直方向，两个支撑面121上均设置有导向机构2，运动件4包括驱动腔和导向臂，丝杠螺母33固设于驱动腔内，导向臂设于驱动腔的两侧，两个导向臂与两个导向机构2一一对应连接，运动件4远离驱动腔的一侧用于连接飞机部件，通过运动件4带动飞机部件移动，实现飞机部件在高度方向的对接。
39.通过在支撑件1上设置一端开口的容纳腔，将驱动机构3设于容纳腔内，导向机构2设于朝向容纳腔的开口端设置的支撑面121上，不仅满足了高度方向轴定位装置的高承载力需求，提高了飞机部件的可靠性；而且驱动机构3和导向机构2均外露于支撑件1，使得驱动机构3和导向机构2易于拆装，有利于后期维护。
40.为了提高支撑件1的稳定性，在支撑件1的底部设置有底座，底座位于容纳腔远离驱动机构3的一端。支撑件1通过底座支撑于地面或其他固定位置。
41.作为自动对接定位器的一个可选方案，导向机构2包括滑轨21和滑块22，两个支撑面121上均设置有滑轨21，滑块22滑设于滑轨21，运动件4的两侧分别通过滑块22滑设于滑轨21。相对于现有技术中的两个滑轨21面对面安装，将运动件4、丝杠32和丝杠螺母33均夹
设在两个滑轨21之间造成的拆装不便的问题，本实施例将两个滑轨21设置于容纳腔的开口端的两个端面上，增大了滑轨21与丝杠螺母33之间的间距，在后期维护时，只需将运动件4拆卸，滑轨21、滑块22、丝杠32和丝杠螺母33均外露，易于拆装。
42.在本实施例中，由于运动件4的承载力高，在每个滑轨21上均设置有两个滑块22，运动件4的每个导向臂均连接有两个滑块22。
43.作为自动对接定位器的一个可选方案，支撑板12远离容纳腔的一侧设置有光栅尺5，光栅尺5包括标尺光栅51和光栅读数头52，标尺光栅51设于支撑板12的侧壁，光栅读数头52通过连接件6与滑块22连接。
44.在本实施例中，标尺光栅51设于支撑板12远离容纳腔的一侧的侧壁上，光栅读数头52通过连接件6与靠近光栅尺5的滑块22固定连接，光栅读数头52、滑块22和运动件4随丝杠螺母33一起做上下运动。
45.自动对接定位器还包括控制器和控制面板，通过控制面板能设定运动件4在其行程范围内的目标位置。控制器与控制面板电连接，通过控制面板将运动件4的初始位置设置为零位，然后再设置一个目标位置，控制器控制电机31驱动丝杠32转动，丝杠32驱动丝杠螺母33带动运动件4移动至目标位置停止。
46.光栅尺5与控制器通信连接，电机31驱动丝杠32带动丝杠螺母33上下移动时，丝杠螺母33带动运动件4和光栅读数头52移动，光栅读数头52测量运动件4的实际位置，并将实际位置发送给控制器，控制器将接收到的实际位置与目标位置作对比，然后根据二者的差值驱动电机31进行运动补偿，使运动件4无限接近于目标位置，实现了高度方向轴定位装置的高定位精度和高重复定位精度。
47.通过激光干涉仪测量本实施例提供的高度方向轴定位装置的定位精度和重复定位精度，定位精度为0.02mm，重复定位精度小于0.01mm。
48.作为自动对接定位器的一个可选方案，驱动机构3还包括涡轮蜗杆减速器34，电机31通过涡轮蜗杆减速器34与丝杠32连接。通过涡轮蜗杆减速器34能够实现断电自锁功能，进一步提高高度方向轴定位装置的可靠性，保证飞机部件的安全。
49.电机31的主轴与涡轮蜗杆减速器34的输入端连接，涡轮蜗杆减速器34的输出端通过法兰38与联轴器37连接，联轴器37与丝杠32连接。
50.为了进一步提高高度方向轴定位装置的承载力，驱动机构3还包括丝杠支撑座，丝杠支撑座内设有轴承，丝杠32通过轴承与丝杠支撑座转动连接。丝杠支撑座包括第一丝杠支撑座35和第二丝杠支撑座36，第一丝杠支撑座35和第二丝杠支撑座36分别用于支撑丝杠32的两端。通过第一丝杠支撑座35和第二丝杠支撑座36分别支撑丝杠32的两端，使得丝杠32的承载力更高，以实现飞机较大部件的高度方向的对接。
51.由于电机31和涡轮蜗杆减速器34的支撑高度较高，需将电机31固定于容纳腔的底部，再与涡轮蜗杆减速器34的输入端连接，涡轮蜗杆减速器34的输出端高于涡轮蜗杆减速器34的输入端设置，因此，丝杠32的中心与容纳腔的底部存在较大的高度差，为了适应丝杠32的中心高度，支撑件1还包括支撑台13，支撑台13设置于容纳腔，支撑台13的上表面与支撑面121平行，丝杠支撑座设于支撑台13，电机31和涡轮蜗杆减速器34均位于支撑台13的一侧。通过设置支撑台13，将第一丝杠支撑座35和第二丝杠支撑座36均固定于支撑台13的上表面，能够适应丝杠32的中心高度，使得与丝杠螺母33连接的运动件4的两侧能够通过滑块
22与滑轨21连接。
52.作为自动对接定位器的一个可选方案，第一丝杠支撑座35和第二丝杠支撑座36相互靠近的一侧均设置有防撞件7。通过设置防撞件7，避免运动件4超行程时碰撞第一丝杠支撑座35和第二丝杠支撑座36损坏轴承。第一丝杠支撑座35和第二丝杠支撑座36相互远离的一侧均设置有轴承端盖，用于保护轴承。
53.如图3所示，作为自动对接定位器的一个可选方案，高度方向轴定位装置还包括限位组件8，限位组件8用于限制运动件4的极限位置。具体地，限位组件8包括限位开关81、第一限位块82和第二限位块83，限位开关81设于运动件4，第一限位块82和第二限位块83均设于支撑板12，第一限位块82用于限制运动件4的最高位置，第二限位块83用于限制运动件4的最低位置。通过设置限位组件8，大大增加了停电、过载或超行程等意外情况发生时对运动件4和飞机部件的安全性。
54.限位开关81与控制器电连接，限位开关81可以为接触式限位开关，也可以为非接触式限位开关。当接触式限位开关与第一限位块82或第二限位块83接触时，接触式限位开关发送信号给控制器，控制器控制电机31停止驱动。当非接触式限位开关感应到第一限位块82或第二限位块83时，非接触式限位开关发送信号给控制器，控制器控制电机31停止驱动，保证丝杠螺母33的安全。
55.本实施例提供的自动对接定位器还包括报警装置，报警装置与控制器电连接，当限位开关81发送信号给控制器时，控制器控制报警装置报警，同时控制电机31停止驱动。
56.报警装置可以为声音报警器和/或灯光报警器，当控制器控制报警装置报警时，声音报警器发出报警声，灯光报警器的灯光闪烁，以提醒操作人员，安全性更高。
57.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。