本發(fā)明涉及柔性裝配技術領域，具體涉及一種氣浮式柔性牽引對接裝配平臺。

背景技術：

柔性裝配技術在尖端裝備的制造中至關重要。在尖端裝備的制造領域中，存在一類包含兩個重型組件的機械產品，這類產品在裝配過程中一個重要的過程在于組件之間的對接。顯然，由操作人員通過手工方式直接對接兩組件只適用于組件重量較輕的情況，而對于重型組件，只能依靠產品生產配套的對接牽引平臺。目前，對接裝配平臺主要是機械式對接平臺，這類平臺的對接牽引機構和位姿調整機構均以機械軸承作為核心機構，存在產品柔性適應性差、機構復雜、對接柔順程度差等問題，限制了產品的裝配效率和裝配質量。

基于氣體潤滑技術的機械設備核心機構為氣浮機構，氣浮機構主要用來實現(xiàn)產品組件的水平面三自由位置和姿態(tài)的無摩擦運動。這樣，由于無摩擦力的影響，產品各自由度位置姿態(tài)調整的驅動所需的驅動力能夠極大的減小，從而保證產品裝配過程中水平面上的三個自由度的柔順性。

柔性繩具有只承受拉力，不承受切向力的特點?；谶@一點，利用柔性繩牽引組件運動，可以在保證組件在對接方向收牽引力的同時，橫向不受牽引機構所帶來的干擾力。這樣利用柔性繩牽引機構與氣浮機構配合，可以保證組件被牽引的同時，橫向保持自由狀態(tài)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有對接裝配平臺存在柔性適應性差、機構復雜、對接柔順程度差的問題，進而提出一種氣浮式柔性牽引對接裝配平臺。

本發(fā)明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種氣浮式柔性牽引對接裝配平臺包括前對接牽引托架、后對接牽引托架、柔性牽引機構和氣浮平臺，前對接牽引托架設置在第一對接組件的下端，后對接牽引托架設置在第二對接組件的下端，前對接牽引托架和后對接牽引托架沿長度方向設置在氣浮平臺的上端面上，柔性牽引機構的一端設置在氣浮平臺的上端面上，柔性牽引機構的另一端設置在后對接牽引托架上，前對接牽引托架實現(xiàn)對第一對接組件俯仰角度的調整，后對接牽引托架實現(xiàn)對第二對接組件滾轉角度和高度的調整，柔性牽引機構實現(xiàn)對第一對接組件和第二對接組件之間的牽引對接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比包含的有益效果是：

氣浮式柔性牽引對接裝配平臺，可以實現(xiàn)機械裝備生產中兩個重型組件的機械產品的柔性化自動對接裝配。通過采用氣體潤滑技術，極大的減小了組件之間進行位置、姿態(tài)調整以及對接牽引所需的驅動力，進而改善了對接裝配平臺對產品的柔性適應性，并且簡化了機構的復雜程度。同時，通過采用基于柔性繩的對接牽引機構，使組件在對接方向收牽引力的同時，橫向不受由牽引機構所帶來的干擾力。這樣保證了組件被牽引的同時，橫向保持自由狀態(tài)，可以很好的提高組件對接過程的對接柔順程度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體結構的軸測圖；

圖2是本發(fā)明整體結構的主視圖；

圖3是本發(fā)明中前對接牽引托架3的軸測圖；

圖4是本發(fā)明中柔性牽引機構4的軸測圖；

圖5是本發(fā)明中后對接牽引托架5的軸測圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1至圖5說明本實施方式，本實施方式所述一種氣浮式柔性牽引對接裝配平臺包括前對接牽引托架3、后對接牽引托架5、柔性牽引機構4和氣浮平臺6，前對接牽引托架3設置在第一對接組件1的下端，后對接牽引托架5設置在第二對接組件2的下端，前對接牽引托架3和后對接牽引托架5沿長度方向設置在氣浮平臺6的上端面上，柔性牽引機構4的一端設置在氣浮平臺6的上端面上，柔性牽引機構4的另一端設置在后對接牽引托架5上，前對接牽引托架3實現(xiàn)對第一對接組件1俯仰角度的調整，后對接牽引托架5實現(xiàn)對第二對接組件2滾轉角度和高度的調整，柔性牽引機構4實現(xiàn)對第一對接組件1和第二對接組件2之間的牽引對接。

本實施方式中氣浮平臺6為一塊矩形平板結構，其上表面可以用于支撐氣浮機構和滿足氣浮機構的工作要求。以氣浮平臺6的長邊方向定義為平臺的前后方向，短邊方向定義為左右方向，厚度方向定義為高度方向。

前對接牽引托架3可以實現(xiàn)第一對接組件1的俯仰姿態(tài)調整，后對接牽引托架5可以實現(xiàn)第二對接組件2的滾轉姿態(tài)調整和高度調整，柔性牽引機構3可以實現(xiàn)第一對接組件1與第二對接組件2之間的對接動作。

本實施方式所提供的氣浮式柔性牽引對接裝配平臺的工作過程包括牽引對接及后退、俯仰偏差調整、滾轉偏差調整以及垂直高度調整。通過這四個工作過程可以實現(xiàn)機械產品的兩個產品組件的裝配。

具體實施方式二：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述前對接牽引托架3包括前升降平臺3-3、俯仰平臺3-6、支撐機構3-7、前浮動平臺3-9、前電機3-11、前滑塊3-12、兩個前托架3-1、兩個前升降機3-4和四個前氣足3-10，前浮動平臺3-9下端面的四個角分別各設有一個前氣足3-10，前浮動平臺3-9上端面長度方向的一側設有兩個前升降機3-4，兩個前升降機3-4沿前浮動平臺3-9的寬度方向上設置，前升降機3-4與前電機3-11連接，兩個前升降機3-4的上端固接有前升降平臺3-3，前升降平臺3-3的上端面上沿浮動平臺3-9的寬度方向鉸接有前滑塊3-12，俯仰平臺3-6下端面的一側沿長度方向設有前直線導軌，前滑塊3-12與卡裝在前直線導軌的外側，前浮動平臺3-9上端面長度方向的另一側固接有支撐機構3-7，支撐機構3-7的上端與俯仰平臺3-6下端面的另一側鉸接，俯仰平臺3-6的上端面上沿長度方向設有兩個前托架3-1，第一對接組件1設置在前托架3-1內。其它組成和連接方式與具體實施方式一相同。

本實施方式中前對接牽引托架3用來托舉第一對接組件1。

前對接牽引托架3可以實現(xiàn)第一對接組件1的俯仰姿態(tài)調整，同時利用自身的氣浮機構為對接組件1提供水平面上三自由的無摩擦運動環(huán)境。

前對接牽引托架3主體為前浮動平臺3-9，前浮動平臺3-9下方四角裝有四套前氣足3-10，用來支撐前氣足3-10其以上的所有部分，并提供水平面三自由度無摩擦運動環(huán)境。

前浮動平臺3-9上表面的一端設有兩個前升降機3-4，兩個前升降機3-4共同由前電機3-11驅動。這樣通過前電機3-11可以實現(xiàn)兩個前升降機3-4的同步上升、下降。

兩個前升降機3-4共同支撐前升降平臺3-3。

前升降平臺3-3的上方通過鉸接的方式與前滑塊3-12相連，這樣前滑塊3-12可以與前升降平臺3-3相對做俯仰運動。

前滑塊3-12與俯仰平臺3-6通過平行于俯仰平臺3-6前后方向前直線導軌連接，這樣前滑塊3-12可以與俯仰平臺3-6沿前后方向相對運動。

前浮動平臺3-9的上表面的另一端固連著支撐機構3-7。

支撐機構3-7上端通過鉸接的方式與俯仰平臺3-6連接，這樣支撐機構3-7可與俯仰平臺3-6做相對俯仰運動。

工作過程中，兩個前托架3-1共同托舉第一對接組件1，并與第一對接組件1固連。

具體實施方式三：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述前對接牽引托架3還包括前減速機3-5，前電機3-11通過前減速機3-5與前升降機3-4連接。其它組成和連接方式與具體實施方式二相同。

具體實施方式四：結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述前對接牽引托架3還包括四個前壓力傳感器3-2，前壓力傳感器3-2設置在前托架3-1與俯仰平臺3-6之間，每個前托架3-1的下端均對稱設有兩個前壓力傳感器3-2。其它組成和連接方式與具體實施方式二或三相同。

俯仰平臺3-6的上表面通過四個壓力傳感器3-2分別支撐位于俯仰平臺3-6上表面兩端的兩個前托架3-1。

具體實施方式五：結合圖1、圖2和圖5說明本實施方式，本實施方式所述后對接牽引托架5包括后第一升降平臺5-3、后浮動平臺5-6、滾轉平臺5-7、后第二升降平臺5-8、后第二電機5-10、后滑塊5-13、固定塊5-14、后第一電機5-15、兩個后第一升降機5-4、兩個后托架5-1和四個后氣足5-12，后浮動平臺5-6下端面的四個角分別各設有一個后氣足5-12，后浮動平臺5-6上端面寬度方向的一側設有兩個后第一升降機5-4，兩個后第一升降機5-4沿后浮動平臺5-6的長度方向上設置，后第一升降機5-4與后第一電機5-15連接，兩個后第一升降機5-4的上端固接有后第一升降平臺5-3，后第一升降平臺5-3的上端面上沿后浮動平臺5-6的長度方向鉸接有后滑塊5-13，滾轉平臺5-7下端面的一側平行設有兩個后直線導軌，每個后直線導軌均滾轉平臺5-7的沿寬度方向設置，后滑塊5-13卡裝在兩個后直線導軌的外側，后浮動平臺5-6上端面寬度方向的另一側設有兩個后第二升降機5-9，兩個后第二升降機5-9沿后浮動平臺5-6的長度方向上設置，后第二升降機5-9與后第二電機5-10連接，兩個后第二升降機5-9的上端固接有后第二升降平臺5-8，后第二升降平臺5-8的上端面通過固定塊5-14與滾轉平臺5-7下端面的另一側固接，滾轉平臺5-7的上端面上沿長度方向設有兩個后托架5-1，第二對接組件2設置在后托架5-1內。其它組成和連接方式與具體實施方式四相同。

本實施方式中后對接牽引托架5用來托舉第二對接組件2。

后對接牽引托架5可以實現(xiàn)第二對接組件2的滾轉姿態(tài)調整和高度調整，同時利用自身的氣浮機構為第二對接組件2提供水平面上三自由的無摩擦運動環(huán)境。

后對接牽引托架5主體為后浮動平臺5-6，后浮動平臺5-6下方四角裝有四套后氣足5-12，用來支撐后氣足5-12其以上的所有部分，并提供水平面三自由度無摩擦運動環(huán)境。

后浮動平臺5-6上表面沿左右方向的一側設有兩個后第一升降機5-4，兩個后第一升降機5-4共同由后第一電機5-15驅動。這樣通過后第一電機5-15可以實現(xiàn)兩個后第一升降機5-4的同步上升、下降。

兩個后第一升降機5-4共同支撐后第一升降平臺5-3。

后第一升降平臺5-3的上方通過鉸接的方式與后滑塊5-13相連，這樣后滑塊5-13可以與后第一升降平臺5-3相對做滾轉運動。

后滑塊5-13與滾轉平臺5-7通過平行于滾轉平臺5-7左右方向后直線導軌連接，這樣后滑塊5-13可以與滾轉平臺5-7左右方向相對運動。

后浮動平臺5-6上表面沿左右方向的另一側設有兩個后第二升降機5-9，兩個后第二升降機5-9共同由后第二電機5-10驅動。這樣通過后第二電機5-10可以實現(xiàn)兩個后第二升降機5-9的同步上升、下降。

兩個后第二升降機5-9共同支撐后第二升降平臺5-8。

后第二升降平臺5-8的上方通過固連的方式與固定塊5-14相連。

固定塊5-14與滾轉平臺5-7下表面固連。

工作過程中，兩個后托架5-1共同托舉第二對接組件2，并與第二對接組件2固連。

具體實施方式六：結合圖1、圖2和圖5說明本實施方式，本實施方式所述后對接牽引托架5還包括后第一減速機5-5和后第二減速機5-11，后第一電機5-15通過后第一減速機5-5與后第一升降機5-4連接，后第二電機5-10通過后第二減速機5-11與后第二升降機5-9連接。其它組成和連接方式與具體實施方式五相同。

具體實施方式七：結合圖1、圖2和圖5說明本實施方式，本實施方式所述后對接牽引托架5還包括四個后壓力傳感器5-2，后壓力傳感器5-2設置在后托架5-1與滾轉平臺5-7之間，每個后托架5-1的下端均對稱設有兩個后壓力傳感器5-2。其它組成和連接方式與具體實施方式六相同。

滾轉平臺5-7的上表面通過四個后壓力傳感器5-2分別支撐位于滾轉平臺5-7上表面兩端的兩個后托架5-1。

具體實施方式八：結合圖1、圖2和圖4說明本實施方式，本實施方式所述柔性牽引機構4包括驅動電機4-1、前滑輪4-2、前支座4-3、柔性牽引繩4-4、兩個壓力傳感器4-5、繩索固定機構3-8和后滑輪組件5-16，前支座4-3固接在氣浮平臺6上端面靠近前對接牽引托架3的一側，前滑輪4-2與前支座4-3轉動連接，繩索固定機構3-8固接在前浮動平臺3-9的上端面上，后滑輪組件5-16設置在后浮動平臺5-6的上端面上，柔性牽引繩4-4的一端與繩索固定機構3-8的一側固接，柔性牽引繩4-4的另一端由先至后依次繞過錢滑輪4-2和后滑輪組件5-16且與繩索固定機構3-8的另一側固接。其它組成和連接方式與具體實施方式五、六或七相同。

前浮動平臺3-9的上表面裝有繩索固定機構3-8作為柔性牽引機構4的著力點。

后浮動平臺5-6的上表面裝有后滑輪組件5-16作為柔性牽引機構4的著力點。

本實施方式中柔性牽引繩4-4連接繩索固定機構3-8，柔性牽引繩4-4從繩索固定機構3-8的一端出發(fā)通過前滑輪4-2轉向，然后通過后滑輪組件5-16再次轉向，最終回到繩索固定機構3-8的另一端。

氣浮式柔性牽引對接裝配平臺的工作過程包括：牽引對接及后退、俯仰偏差調整、滾轉偏差調整以及垂直高度調整。通過這四個工作過程可以實現(xiàn)機械產品的第一對接組件1和第二對接組件2對接裝配。

本實施方式中前滑輪4-2、繩索固定機構3-8和后滑輪組件5-16共線設置。

具體實施方式九：結合圖1、圖2和圖4說明本實施方式，本實施方式所述繩索固定機構3-8的兩側分別各設有一個拉力傳感器4-5，柔性牽引繩4-4的兩端通過拉力傳感器4-5與繩索固定機構3-8連接。其它組成和連接方式與具體實施方式八相同。

具體實施方式十：結合圖1、圖2、圖3和圖5說明本實施方式，本實施方式所述前直線導軌和后直線導軌的兩端均設有限位器。其它組成和連接方式與具體實施方式九相同。

如此設計便于實現(xiàn)對裝配平臺加以保護，防止前滑塊3-12和后滑塊5-13脫出導軌。

工作原理

氣浮式柔性牽引對接裝配平臺的工作過程包括：牽引對接及后退、俯仰偏差調整、滾轉偏差調整以及垂直高度調整。通過這四個工作過程可以實現(xiàn)機械產品的第一對接組件1和第二對接組件2對接裝配。

牽引對接及后退：操作人員控制驅動電機4-2帶動柔性牽引繩4-4通過拉動繩索固定機構3-8，實現(xiàn)第一對接組件1與第二對接組件2之間的相對靠近和遠離。對接過程中，操作人員根據(jù)拉力傳感器4-5采集的拉力數(shù)據(jù)判斷兩個組件的相對姿態(tài)是否正常。如果正常，可以控制組件對接，否則應后退并調整姿態(tài)，直至拉力數(shù)據(jù)正常位置。

俯仰偏差調整：在對接過程中，操作人員目測觀察第一對接組件1與第二對接組件2是否存在俯仰姿態(tài)偏差?；蛘弋?shù)谝粚咏M件1與第二對接組件2發(fā)生接觸時，根據(jù)前壓力傳感器3-2和后壓力傳感器5-2判斷兩組件之間是否存在相對俯仰偏差。如果存在，應進行俯仰偏差調整。調整過程中，操作人員控制前電機3-11帶動前減速機3-5進而帶動兩個前升降機3-4上升、下降。兩個前升降機3-4驅動前升降平臺3-3上升、下降，即可帶動俯仰平臺3-6的一端升降。而俯仰平臺3-6的另一端和支撐機構3-7的鉸接部分在此過程中作為支點，實現(xiàn)俯仰平臺的俯仰姿態(tài)調整，進而帶動第一對接組件1做俯仰姿態(tài)調整。

滾轉偏差調整：在對接過程中，操作人員目測觀察第一對接組件1與第二對接組件2是否存在滾轉姿態(tài)偏差。或者當?shù)谝粚咏M件1與第二對接組件2發(fā)生接觸時，根據(jù)前壓力傳感器3-2和后壓力傳感器5-2判斷兩組件之間是否存在相對滾轉偏差。如果存在，應進行滾轉偏差調整。調整過程中，操作人員控制后第一電機5-15和后第二電機5-10反向運動，帶動相應的減速機，進而帶動后第一升降平臺5-3和后第二升降平臺5-8反向運動，即可帶動滾轉平臺5-7的滾轉姿態(tài)調整，進而帶動第二對接組件2做滾轉姿態(tài)調整。

垂直高度調整：在對接過程中，操作人員應目測觀察第一對接組件1與第二對接組件2是否存在垂直高度偏差。或者當?shù)谝粚咏M件1與第二對接組件2發(fā)生接觸時，根據(jù)前壓力傳感器3-2和后壓力傳感器5-2判斷兩組件之間是否存在相對垂直高度偏差。如果存在，應進行垂直高度調整。調整過程中，操作人員控制后第一電機5-15和后第二電機5-10同向運動，帶動相應的減速機，進而帶動后第一升降平臺5-3和后第二升降平臺5-8同向運動，即可帶動滾轉平臺5-7的垂直高度，進而帶動第二對接組件2做垂直高度調整。