一种具有移动顺应性的船舶总段对接协同装配架车的制作方法

本发明涉及大型设备自动化装配对接领域，尤其涉及一种具有移动顺应性的船舶总段对接协同装配架车。

背景技术：

目前，国内大型船舶部件装配对接大多数仍依靠目视和手摇实现。通常将两部件分别放在托架或平台上，两部件对接环面上有一圈对应的孔销配合结构。通过推动一部件缓慢靠近另一部件，观察的同时手动调整对应孔销姿态，对准后插入。但是这种方法存在诸多问题，比如对接面孔销配合精度低、装配应力大、不具有普适性以及效率低等。而且在实际工作中，装配设备柔顺性较差，易对装配部件造成一定的伤害。针对此问题，具有三自由度的可自动化控制的协同装配架车应运而生，但是大型船舶部件通常是曲面结构，架车与部件的接触点需要是一个面而不是一个点或是一条线，因此，大型船舶部件的曲面弧度与倾角无法得到顺应，导致装配过程中，架车与大型船舶部件接触点的应力过大，影响装配精度。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种可以根据船舶部件的形状与尺寸规划组合阵列，协同控制所有架车，从而实现不同形状与尺寸船舶部件的装配的对接协同装配驾车。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是操作精度高，自动化程度高，运动范围大，每台架车都具有顺应能力、可装配部件及可适应装配环境广等。

为实现上述目的，本发明提供了一种具有移动顺应性的船舶总段对接协同装配架车。其特征在于，包括单自由度轨道协同装配架车、转接板、一号双移动平台、二号双移动平台、三号双移动平台、鞍座、支架以及末端调姿平台；其中，所述转接板固定安装于所述单自由度轨道协同装配架车上，所述一号双移动平台、所述二号双移动平台和所述三号双移动平台按圆周120度布置于转接板上，三个所述鞍座分别设置于所述一号双移动平台、所述二号双移动平台和所述三号双移动平台上，所述支架设置于所述鞍座上，所述末端调资平台设置于所述支架上。

进一步地，所述鞍座与所述支架通过转动副连接。

进一步地，所述支架与所述末端调姿平台通过球副连接。

进一步地，所述单自由度轨道协同装配架车包括：运动控制柜、车壳、后车轮主轴、底盘、轨道轮和前车轮主轴；其中，所述底盘通过螺栓与所述车壳固定，所述后车轮主轴以及所述前车轮主轴安装在所述车壳上，所述车轮主轴安装连接四个所述轨道轮，所述轨道轮可沿轨道实现单自由度移动。

进一步地，所述运动控制柜固定在所述底盘上，所述运动控制柜被设置为控制单自由度轨道协同装配架车的驱动电机和双移动平台上驱动电机的运动。

进一步地，所述一号双移动平台包括：下平台驱动电机、移动平台座、工型滚轮导轨、外侧横置滚轮、下平台滑座、上平台移动模组、上平台驱动电机、丝杆以及内侧竖置滚轮；其中，所述移动平台座固定在所述转接板上，所述工型滚轮导轨成对称布置于所述移动平台座内，所述工型滚轮导轨内侧设置有所述丝杆，所述下平台滑座与所述丝杆连接，所述下平台驱动电机设置于所述移动平台座一端的工型滚轮导轨上，所述下平台滑座通过螺栓与所述上平台移动模组固定，两对所述外侧横置滚轮与所述下平台滑座通过轴承配合成横向对称布置，两对所述内侧竖置滚轮与所述下平台滑座通过轴承配合成竖向对称布置，通过滚动导引并起支撑作用，所述上平台驱动电机设置于所述上平台移动模组的一端。

进一步地，所述下平台驱动电机可以驱动所述下平台滑座沿平行于所述工型滚轮导轨的方向移动。

进一步地，所述上平台驱动电机可以驱动所述上平台移动模组沿垂直于所述工型滚轮导轨的方向移动。

进一步地，所述下平台滑座与所述丝杆螺旋副连接。

进一步地，所述一号双移动平台、所述二号双移动平台和所述三号双移动平台结构相同。

与现有技术相比，本发明提供了一种具有移动顺应性的船舶总段对接协同装配架车，使每台架车均具有了很好的顺应性，减小了装配时的接触应力，提高了承载能力，可以实现自由组合不同阵列的架车，去装配不同形状与大小的船舶部件。同时，多台架车自动化协作装配，采用激光跟踪仪或igps测量部件位姿，自动化高精度的装配取代了现有目视手摇调资，精度更高，效率更高，安全性与可靠性更高。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明的一个较佳实施例的总体结构图；

图2为本发明的一个较佳实施例的单自由度轨道协同装配架车结构图；

图3为本发明的一个较佳实施例的一号双移动平台结构图；

图4为本发明的另一个较佳实施例的双移动平台布置示意图；

图5为本发明的另一个较佳实施例的船舶对接装配示意图；

图6为本发明的另一个较佳实施例的现场船舶对接装配正视图；

图7为本发明的另一个较佳实施例的现场船舶对接装配俯视布置图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：单自由度轨道协同装配架车1、转接板2、一号双移动平台3、二号双移动平台4、三号双移动平台5、鞍座6、支架7以及末端调姿平台8。其中：一号双移动平台3、二号双移动平台4和三号双移动平台5按圆周120度布置通过转接板2与单自由度轨道协同装配架车1固定，鞍座6滑动设置于双移动平台，鞍座6与支架7通过转动副连接，支架7与末端调姿平台8通过球副连接。

如图2所示，所述的单自由度轨道协同装配架车1包括：运动控制柜9、车壳10、后车轮主轴11、底盘12、轨道轮13、前车轮主轴14，其中：底盘12通过螺栓与车壳10固定，后车轮主轴11以及前车轮主轴14安装在车壳10上，并安装连接四个轨道轮13，轨道轮13沿着轨道可实现单自由度移动。运动控制柜9固定在底盘12上，用于控制单自由度轨道协同装配架车1的驱动电机和双移动平台上驱动电机的运动。

如图3所示，所述的一号双移动平台3包括：下平台驱动电机15、移动平台座16、工型滚轮导轨17、外侧横置滚轮18、下平台滑座19、上平台移动模组20、上平台驱动电机21、丝杆22以及内侧竖置滚轮23，其中：移动平台座16固定在转接板2上，下平台滑座19与丝杆22螺旋副连接，下平台驱动电机15可以驱动实现下平台滑座19沿y1方向移动，上平台驱动电机21可以驱动实现上平台移动模组20沿x1方向移动，下平台滑座19通过螺栓与上平台移动模组20固定，工型滚轮导轨17成对称布置于移动平台座16，为下平台滑座19起导向作用，两对外侧横置滚轮18与下平台滑座19通过轴承配合成横向对称布置，通过滚动导引，两对内侧竖置滚轮23与下平台滑座19通过轴承配合成竖向对称布置，通过滚动导引并起支撑作用。一号双移动平台3、二号双移动平台4和三号双移动平台5结构相同。

实施例2

如图1、4所示，所述的双移动平台包括一号双移动平台3、二号双移动平台4和三号双移动平台5，它们三者结构相同，布置方向不同，通过三者的相对运动实现六自由度姿态调整。具体的顺应调姿方式为：一号双移动平台3沿y1方向运动，二号双移动平台4沿y2方向运动，三号双移动平台5沿y3方向运动，实现末端调姿平台8沿z轴方向的平移运动；一号双移动平台3不运动，二号双移动平台4沿y2方向运动，三号双移动平台5沿y3方向运动，实现末端调姿平台8绕x轴方向的翻转运动，同样可实现平面两自由度的翻转运动；一号双移动平台3沿y1方向运动，二号双移动平台4沿x2方向运动，三号双移动平台5沿x3方向运动，实现末端调姿平台8沿y轴方向的平移运动，同样可实现平面两自由度的平移运动，综上可实现六自由度姿态调整。

实施例3

如图5、6、7所示，四台具有移动顺应性的船舶总段对接协同装配架车组合成对接单元25，布置在轨道26上，船舶构件24通过四台架车协同调姿。最终将使用四组对接单元25，形成2行2列的阵型与船舶构件24连接，完成大型船舶构件自动对接装配。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

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