轮式三维移动支撑柔性工装结构制造技术

一种轮式三维移动支撑柔性工装结构，包括：柔性支撑机构和轮式移动平台，柔性支撑机构通过支撑安装基座固定设置于轮式移动平台的上表面；柔性支撑机构包括：伸缩立柱单元和真空吸盘模块，伸缩立柱单元的下表面设置于支撑安装基座上，真空吸盘模块的真空吸盘与伸缩立柱单元的顶端通过球头轴承连接；轮式移动平台包括：平台主体和车轮模块，车轮模块通过伸缩支撑架设置于平台主体下方；本发明专利技术通过对多个轮式移动平台在X、Y方向移动的集群控制，显著提高了支撑柱点阵位置布局的灵活性，为薄壁类零件加工提供了更好的支撑点位布局，从而提高了薄壁类零件的加工质量，克服了传统柔性工装灵活性差，对薄壁类零件支撑阵列布局优化不能很好适应的缺点。

Flexible tooling structure of wheel type three-dimensional mobile support

【技术实现步骤摘要】
轮式三维移动支撑柔性工装结构
本专利技术涉及一种飞机制造领域的技术，具体是一种轮式三维移动支撑柔性工装结构。
技术介绍
柔性工装一般用于大型薄壁件在加工成形过程中的“滑移”问题，从而避免工件因外观质量较低和疲劳强度恶化而导致的报废问题。现有大型薄壁件加工的柔性工装主要划分为两类，一类是TORRESTOOL系统，另一类是POGOFlexibleToolingSystems。TORRESTOOL系统中POGO柱分布于各排架上，同一排架上各POGO柱在X轴上位置相同，即各个POGO的X方向平移自由度是受限的。POGOFlexibleToolingSystems中全部POGO柱则固定设置于对应基座之上，只具有Z方向一个平移自由度。受限于上述两种柔性工装系统支撑柱结构布局的局限性，在实际加工大型薄壁类零件时，现有柔性工装无法很好地依据薄壁件形状进行布局优化，不能很好地利用优化方法提高加工质量。
技术实现思路
本专利技术针对现有柔性工装结构布局灵活性不足的缺陷，提出了一种轮式三维移动支撑柔性工装结构。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术包括：柔性支撑机构和轮式移动平台，其中：柔性支撑机构通过支撑安装基座固定设置于轮式移动平台的上表面。所述的柔性支撑机构包括：伸缩立柱单元和真空吸盘模块，其中：伸缩立柱单元的下表面设置于支撑安装基座上，真空吸盘模块的真空吸盘与伸缩立柱单元的顶端通过球头轴承连接。所述的轮式移动平台包括：平台主体和车轮模块，其中：车轮模块通过伸缩支撑架设置于平台主体下方。所述的支撑安装基座为长方形薄片结构，该支撑安装基座上对称分布于四角设有螺纹孔结合螺栓，以分别固定连接柔性支撑机构及平台主体。所述的平台主体为长方体结构，平台主体内设有支撑转向柱，其中：支撑转向柱位于平台主体内部中心且上端与平台主体内部上表面固定相连。所述的真空吸盘模块包括：真空吸盘、真空发生器和帽状防尘罩，其中：真空吸盘与伸缩立柱单元通过球头轴承相连，真空发生器位于移动平台主体内部，帽状防尘罩位于真空吸盘顶部，真空发生器与真空吸盘通过管材连接。技术效果与现有传统柔性工装结构相比，本专利技术显著提高了支撑POGO柱点阵位置布局的灵活性，为薄壁类零件加工提供了更好的支撑点位布局，从而提高了薄壁类零件的加工质量，克服了传统柔性工装灵活性差，对薄壁类零件支撑阵列布局优化不能很好适应的缺点。此外，本专利技术显著提高大型薄壁件加工过程中的支撑柱点阵布局速度，极大地提高了加工效率。本专利技术通过动力电池驱动的接线方式，极大的简化了柔性工装的安装和接线工作，弥补了传统柔性工装设计制造成本高，柔性差的不足，提高了柔性工装的可靠性。附图说明图1为本专利技术的主视图；图2a为轮式移动平台部分俯视图；图2b为轮式移动平台内部结构示意图；图2c为轮式移动平台半剖视图；图3a为伸缩单元示意图；图3b和图3c为伸缩单元半剖视图；图4为车轮模块的主视图；图5为柔性支撑机构的主视图；图中：1柔性支撑机构、2轮式移动平台、3平台主体、4车轮模块、5支撑安装基座、6转向单元、7伸缩单元、8第一驱动电机、9小齿轮、10大齿轮环、11转向圆盘、12固定平板、13上平台、14下平台、15第二驱动电机、16第一电机固定杆、17第二电机固定杆、18第三电机固定杆、19第四电机固定杆、20丝杠、21第一丝杠固定杆、22第二丝杠固定杆、23支撑杆、24支撑固定杆、25连接杆、26主承载杆、27上斜拉杆、28锁止杆、29第一固定铰链、30第二固定铰链、31轮毂电机驱动车轮、32下斜拉杆、33驱动装置、34真空吸盘模块、35球头轴承、36伸缩立柱单元。具体实施方式如图1所示，为本实施例涉及的一种轮式三维移动支撑柔性工装结构，包括：柔性支撑机构1和轮式移动平台2，其中：柔性支撑机构1通过支撑安装基座5固定设置于轮式移动平台2的上表面。如图2a～图2c所示，所述的轮式移动平台2包括：平台主体3和车轮模块4，其中：车轮模块4通过伸缩支撑架设置于平台主体3下方。所述的支撑安装基座5为长方形薄片结构，该支撑安装基座5上对称分布于四角设有螺纹孔结合螺栓，以分别固定连接柔性支撑机构1及平台主体3。所述的平台主体3为长方体结构，平台主体3内设有支撑转向柱，其中：支撑转向柱位于平台主体3内部中心且上端与平台主体3内部上表面固定相连。如图2c所示，所述的支撑转向柱包括：位于顶端的转向单元6与伸缩单元7，其中：转向单元6与移动平台主体3内部上表面固定连接；如图3所示，该转向单元6包括：第一驱动电机8、小齿轮9、大齿轮环10、转向圆盘11和固定平板12，其中：第一驱动电机8设置于固定平板12环形卡槽边缘处，小齿轮9设置于第一驱动电机8的输出轴末端并与大齿轮环10外齿相啮合，大齿轮环10设置于固定平板12中央的环形卡槽处，固定平板12通过位于平板四角处的螺纹孔利用螺栓与平台主体3内部上表面相连，转向圆盘11与大齿轮环10固定连接，并通过螺栓与伸缩单元7固定连接。菱形升降平台升高至下平面接触地面，使得轮式移动平台2的四个车轮离地，转向时，伸缩单元7中驱动电机15带动丝杠20转动，使得第一丝杠固定杆21与第二丝杠固定杆22彼此靠近，从而使菱形升降平台上升，进而使轮式移动平台2的四个车轮离开地面；然后转向单元6中的第一驱动电机8驱动小齿轮9转动，进而带动大齿轮环10转动，从而达到轮式移动平台2转向的目的；转向完成后，伸缩单元7中驱动电机驱动使轮式移动平台2的四个车轮重回地面。如图3a～图3c所示，所述的伸缩单元7为菱形升降平台结构，包括：上平台13、下平台14、第二驱动电机15、第一电机固定杆16、第二电机固定杆17、第三电机固定杆18、第四电机固定杆19、丝杠20、第一丝杠固定杆21、第二丝杠固定杆22、四组支撑杆23、支撑固定杆24和连接杆25，其中：上平台13上表面与转向圆盘11固定相连，上平台13下表面通过支撑固定杆24与支撑杆23相连，下平台14上表面通过支撑固定杆24与支撑杆23相连，第二驱动电机15通过第一电机固定杆16、第二电机固定杆17、第三电机固定杆18、第四电机固定杆19与第一丝杠固定杆21固定连接，丝杠20与第二驱动电机15的输出轴同轴相连，丝杠20通过第一丝杠固定杆21与第二丝杠固定杆22与支撑杆23相连，每组支撑杆23均为菱形四连杆结构，连接杆25通过自身螺纹与支撑固定杆24相连。上升状态时，第二驱动电机15通过驱动丝杠20，带动第一丝杠固定杆21与第二丝杠固定杆22从两侧向中心移动，进而带动菱形转动连接的支撑杆23升高，从而实现上升功能；下降状态则过程正好相反。如图4所示，所述的车轮模块4为带有轮毂电机车轮31的伸缩支撑架，该伸缩支撑架包括：驱动装置33和与之相连的支撑机构，其中：支撑机构包括：主承载杆26、上斜拉杆27、锁止杆28和下斜拉杆32，其中：主承载杆26的一端通过第一固定铰链29本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮式三维移动支撑柔性工装结构，其特征在于，包括：柔性支撑机构和轮式移动平台，其中：柔性支撑机构通过支撑安装基座固定设置于轮式移动平台的上表面；/n所述的柔性支撑机构包括：伸缩立柱单元和真空吸盘模块，其中：伸缩立柱单元的下表面设置于支撑安装基座上，真空吸盘模块的真空吸盘与伸缩立柱单元的顶端通过球头轴承连接；/n所述的轮式移动平台包括：平台主体和车轮模块，其中：车轮模块通过伸缩支撑架设置于平台主体下方；/n所述的支撑安装基座为长方形薄片结构，该支撑安装基座上对称分布于四角设有螺纹孔结合螺栓，以分别固定连接柔性支撑机构及平台主体。/n

【技术特征摘要】
1.一种轮式三维移动支撑柔性工装结构，其特征在于，包括：柔性支撑机构和轮式移动平台，其中：柔性支撑机构通过支撑安装基座固定设置于轮式移动平台的上表面；
所述的柔性支撑机构包括：伸缩立柱单元和真空吸盘模块，其中：伸缩立柱单元的下表面设置于支撑安装基座上，真空吸盘模块的真空吸盘与伸缩立柱单元的顶端通过球头轴承连接；
所述的轮式移动平台包括：平台主体和车轮模块，其中：车轮模块通过伸缩支撑架设置于平台主体下方；
所述的支撑安装基座为长方形薄片结构，该支撑安装基座上对称分布于四角设有螺纹孔结合螺栓，以分别固定连接柔性支撑机构及平台主体。


2.根据权利要求1所述的结构，其特征是，所述的车轮模块上进一步设有伸缩支撑架和轮毂电机车轮。


3.根据权利要求1或2所述的结构，其特征是，所述的伸缩支撑架包括：驱动装置和与之相连的支撑机构；该支撑机构包括：主承载杆、上斜拉杆、下斜拉杆和锁止杆，其中：主承载杆的一端通过第一固定铰链与平台主体内部转动连接，上斜拉杆的一端通过第二固定铰链与移动平台主体内部转动连接，另一端与下斜拉杆和锁止杆一端转动连接，下斜拉杆另一端与主承载杆转动连接，锁止杆另一端与驱动装置转动连接；正常工作状态时，上斜拉杆与下斜拉杆处于同一直线上，且锁止杆此时与该直线垂直，主承载杆垂直于水平面；折叠收起状态时，驱动装置通过锁止杆拉动上斜拉杆与下斜拉杆，使上斜拉杆上端转动连接点与下斜拉杆下端转动连接点重合接触，此时车轮模块收缩入平台主体内部。


4.根据权利要求1所述的结构，其特征是，所述的平台主体为长方体结构，平台主体内设有支撑转向柱，其中：支撑转向柱位于平台主体内部中心且上端与平台主体内部上表面固定相连。


5.根据权利要求4所述的结构，其特征是，所述的支撑转向柱包括：位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚欧，闫晓燊，宋奉隆，赵万生，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31