大連理工大學孫清超獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉大連理工大學申請的專利一種用于航發轉子對接的六自由度裝配設備獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN118372009B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202410678298.5,技術領域涉及:B23P19/04;該發明授權一種用于航發轉子對接的六自由度裝配設備是由孫清超;王欣蘋;王博洋設計研發完成,并于2024-05-29向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種用于航發轉子對接的六自由度裝配設備在說明書摘要公布了:本發明屬于自動化裝配技術領域,公開了一種用于航發轉子對接的六自由度裝配設備,包括可調式固定夾具、滾轉夾緊機構、絲桿驅動PR轉換擺轉平臺、橫移機構、雙剪叉式舉升俯仰機構與軸向對接機構。本發明采用六軸全伺服驅動,多種自由度運動執行機構組合,實現了六自由度調姿運動。本發明采用雙剪叉式舉升俯仰機構同時滿足豎直升降和豎直面俯仰調姿,增加浮動導軌組件,消除運動死點,保證俯仰調姿順利進行,可根據剪叉機構的運動學模型簡單得到準確的輸入電機轉角與輸出升降高度的數學關系,便于定量控制。本發明的滾轉夾緊機構集成度高,可以同時滿足零件滾轉與夾緊。本發明結構緊湊,六自由度調姿精度高,靜態剛度和運動穩定性好,自動化程度高。
本發明授權一種用于航發轉子對接的六自由度裝配設備在權利要求書中公布了:1.一種用于航發轉子對接的六自由度裝配設備,其特征在于,該六自由度裝配設備包括可調式固定夾具、滾轉夾緊機構、絲桿驅動PR轉換擺轉平臺、橫移機構、雙剪叉式舉升俯仰機構與軸向對接機構; 所述的可調式固定夾具用于安裝盤形零件,主要由“⊥”形支持架、V形塊夾具、筒狀支持架、支撐立柱和螺旋壓緊桿組成;其中,筒狀支持架安裝在“⊥”形支持架的豎直立面上,其軸線與豎直立面垂直;V形塊夾具安裝在“⊥”形支持架的水平底面上,以豎直立面為界,V形塊夾具與筒狀支持架同側;“⊥”形支持架通過支撐立柱和螺旋壓緊桿放置在下方工作臺上,支撐立柱與筒狀支持架同側,螺旋壓緊桿與筒狀支持架異側;航發轉子的盤形零件為中空結構,使用時,筒狀支持架插進中空結構中,再使用V形塊夾具支撐夾緊,即完成裝夾,并且旋入或旋出螺旋壓緊桿,對盤形零件的俯仰位姿進行輕微調整,可配合水平儀進行微調; 所述的滾轉夾緊機構包含兩組夾具,每組夾具主要由兩個滾輪機構和1個V形壓緊塊組成,兩組夾具并列布置,用于對長軸零件進行簡支式支承;滾轉夾緊機構共有4個滾輪,其中1個為主動輪,由伺服電機驅動,其余3個為起支撐作用的從動輪,主動輪負責驅動長軸零件滾轉調姿,完成滾轉調姿后,將V形壓緊塊夾緊即可;另外,其中一組夾具上安裝軸向擋桿,防止長軸零件軸向竄動; 所述的絲桿驅動PR轉換擺轉平臺主要由直線導軌滑塊副Ⅰ、絲桿螺母副Ⅰ、T字形連接板、擺轉浮動導軌組、弧形導軌滑塊組、軸承、擺轉平臺和擺轉臺底座組成,由伺服電機驅動;擺轉平臺通過弧形導軌滑塊組和軸承安裝在擺轉臺底座上,一端由弧形導軌滑塊組支承,另一端由軸承支承;在弧形導軌滑塊組一側的擺轉平臺下邊緣,擺轉浮動導軌組以懸臂的方式通過螺栓吊裝在擺轉平臺下方;絲桿螺母副Ⅰ通過T字形連接板、擺轉浮動導軌組與擺轉平臺相連,其中,T字形連接板固定在絲桿螺母副Ⅰ和直線導軌滑塊副Ⅰ上,與擺轉浮動導軌組鉸接;電機驅動絲桿,擺轉浮動導軌組將絲桿螺母副Ⅰ中螺母的直線運動轉換為擺轉平臺以軸承為軸心的轉動;絲桿驅動PR轉換擺轉平臺通過增大絲桿螺母副Ⅰ的回轉中心與軸承的軸心間距來增大擺轉調姿精度; 所述的橫移機構主要由絲桿螺母副Ⅱ、直線導軌滑塊副Ⅱ和機構底座組成,由伺服電機驅動;絲桿驅動PR轉換擺轉平臺通過絲桿螺母副Ⅱ和直線導軌滑塊副Ⅱ與橫移機構底座連接,伺服電機驅動絲桿,實現零件的水平橫移調姿; 所述的雙剪叉式舉升俯仰機構主要由兩個剪叉機構、俯仰浮動導軌組、舉升俯仰安裝平臺和舉升俯仰機構底盤組成,由雙伺服電機驅動,為一個2自由度運動機構;橫移機構底座安裝在舉升俯仰安裝平臺上;在舉升俯仰安裝平臺下方,一側安裝在倒置的俯仰浮動導軌組上,其上的導軌滑塊上安裝軸承座Ⅰ,中間穿過支撐轉軸Ⅰ,支撐轉軸Ⅰ兩端由軸承座Ⅱ支承;另一側的安裝形式與上述相似,缺少俯仰浮動導軌組,軸承座Ⅱ直接安裝在舉升俯仰安裝平臺的下表面;舉升俯仰安裝平臺通過俯仰浮動導軌組、支撐轉軸Ⅰ、支撐轉軸Ⅲ、軸承座Ⅰ和軸承座Ⅱ,與下方兩個剪叉機構相連;兩個剪叉機構安裝在舉升俯仰機構底盤上,同步運行時可實現豎直升降,異步運行時可實現豎直面內的俯仰運動; 所述的兩個剪叉機構結構形式相同,主要由直線導軌滑塊副Ⅲ、絲桿螺母副Ⅲ、剪叉板、支撐轉軸Ⅱ、軸承座、絲桿螺母連接板和剪叉機構上平板組成,由伺服電機驅動;兩個剪叉板為一副,剪叉板兩端各打一個圓形通孔,與支撐轉軸Ⅱ配合,由圓螺母與止動墊圈擰緊固定,剪叉板中間開孔安裝銷軸,一副剪叉板使用一個銷軸,保證運動時剪叉機構上平板為水平狀態;剪叉機構的兩側叉腳分為浮動側與固定側:浮動側的叉腳可跟隨直線導軌滑塊副Ⅲ進行運動,該側伺服電機與絲桿螺母副Ⅲ相連,絲桿螺母副Ⅲ的螺母支架上安裝絲桿螺母連接板,與直線導軌滑塊副Ⅲ相連,絲桿螺母連接板兩側安裝軸承座,簡支起支撐轉軸Ⅱ,軸上穿過剪叉板,使用圓螺母與止動墊圈固定剪叉板的軸向位置;固定側無導軌,叉腳不能位移,軸承座Ⅲ直接安裝于舉升俯仰機構底盤上,簡支支承起支撐轉軸Ⅱ,用于安裝剪叉板的叉腳; 所述的軸向對接機構主要由直線導軌滑塊副Ⅳ、絲桿螺母副Ⅳ和安裝底座組成,由伺服電機驅動;直線導軌滑塊副Ⅳ的導軌通過導軌定位座安裝在安裝底座上,滑塊上承載雙剪叉式舉升俯仰機構底盤,伺服電機與絲桿螺母副Ⅳ相連,驅動上方零件相對安裝底座直線運動,實現軸向對接。
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