直升机尾传动轴自动调整工装

本发明涉及航空装配，特别涉及一种直升机尾传动轴自动调整工装。

背景技术：

1、在直升机装配尾传动轴的装配过程中，由直升机的特有结构决定，需要着重解决主减速器-中减速器-尾减速器的同轴度补偿问题。其目标是将主减速器的输出轴和中减速器的输入轴、中减速器的输出轴和尾减速器的输入轴分别调整为同轴，且两个轴线之间的夹角为145°。自主减速器的输出轴到中减速器的输入轴之间布置有多个支撑座，这些支撑座的轴线也需要保持一致。由于直升机的大尺度，可采用准直望远镜进行同轴度的测量。

2、上述过程中，完成同轴度测量后需要根据测量结果进行调整。现有的调整过程是通过对中减速器的工装支撑座进行加减垫片完成，中减速器的工装支撑座有三个，可以通过三个工装支撑座的升降实现中减速器工装整体的升降、俯仰和横滚运动。实际生产中，每次加减垫片都需要拆装一次中减速器的工装，同时由于尾传动轴的精度要求和调整难度，需要进行多次调整，导致尾传动轴同轴度调整工序极大耗费人力和时间。另外，调整过程非常依赖工人的经验。

3、综上所述，现有的调整方法存在效率低、工人熟练度要求高、不够智能化等问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种直升机尾传动轴自动调整工装，可以省去现有生产中反复拆装中减速器加减垫片的操作，减少对工人经验的依赖和调整次数，降低工人劳动强度，提高生产效率，提高生产的智能化程度。

2、根据本发明实施例的直升机尾传动轴自动调整工装，包括：

3、基座，所述基座用于安装在直升机尾梁上中减速器的原工装安装位置处，模拟中减速器的原工装基座；

4、并联调姿机构，所述并联调姿机构设置在所述基座上，用于模拟所述中减速器的原工装支撑座；

5、调姿平台，所述调姿平台设置在所述并联调姿机构上，所述并联调姿机构用于驱动所述调姿平台作升降、俯仰和横滚运动；

6、电子准直望远镜，所述电子准直望远镜有两个，两个所述电子准直望远镜设置在所述调姿平台上，分别用于采集主减速器输出轴靶标和尾减速器输入轴靶标的视频图像，并将所述视频图像传送给计算机处理和分析，以与所述并联调姿机构构成视觉伺服系统，实现两个所述电子准直望远镜的自动调节功能。

7、本发明实施例的直升机尾传动轴自动调整工装，使用时，在直升机尾梁上中减速器的原工装安装位置处安装好直升机尾传动轴自动调整工装，同时在直升机尾梁上安装主减速器和尾减速器，并在主减速器主轴和尾减速器主轴上分别安装好靶标；通过两个电子准直望远镜分别采集主减速器输出轴靶标和尾减速器输入轴靶标的视频图像，并将视频图像传送给计算机处理和分析，以与并联调姿机构构成视觉伺服系统，实现两个电子准直望远镜的自动调姿，最终使得主减速器输出轴靶标和尾减速器输入轴靶标处在对应的电子准直望远镜视野的合理区域，例如处在对应的电子准直望远镜视野的中心，达到自动调整同轴度的目的，获得中减速器的原工装后续安装过程中所需的一次操作的加垫调整量。之后，将本发明实施例的直升机尾传动轴自动调整工装从直升机尾梁上拆卸下来，并在直升机尾梁上中减速器的原工作安装位处安装原工装，根据本发明实施例的直升机尾传动轴自动调整工装自动获得的一次操作的加垫调整量，对原工装支撑座只需一次操作调节垫片，可使中减速器输入轴与主减速器输出轴同轴对准，同时使中减速器输出轴与尾减速器输入轴同轴对准。

8、根据本发明实施例的直升机尾传动轴自动调整工装，具有如下的优势：采用较小的直升机尾传动轴自动调整工装代替需要人工复杂操作的中减速器的原工装模拟完成工装姿态的调整，最后将直升机尾传动轴自动调整工装的调整结果应用到中减速器的原工装上，原工装支撑座只需一次操作调节垫片，可使中减速器输入轴与主减速器输出轴同轴对准，同时使中减速器输出轴与尾减速器输入轴同轴对准。直升机尾传动轴自动调整工装的同轴度调节过程是自动化进行的，不需要人工参与和复杂的拆装，极大节约了人力和时间成本，提高了直升机尾传动轴调整工序的自动化程度。

9、总之，本发明实施例的直升机尾传动轴自动调整工装可以省去现有生产中反复拆装中减速器加减垫片的操作，减少对工人经验的依赖和调整次数，降低工人劳动强度，提高生产效率，提高生产的智能化程度。

10、在一些实施例中，所述原工装支撑座有三个；所述并联调姿机构包括三个电动缸，三个所述电动缸均为直线运动电动缸且并联连接在所述基座和所述调姿平台上，三个所述电动缸的相对位置关系与三个所述原工装支撑座的相对位置关系比例相同。

11、在一些实施例中，三个所述电动缸分别为一号电动缸、二号电动缸和三号电动缸，所述一号电动缸位于所述二号电动缸和所述三号电动缸的前方，所述二号电动缸和所述三号电动缸呈左右间隔设置且所述二号电动缸位于所述三号电动缸的右侧；

12、所述一号电动缸与所述基座连接的运动副是球与平面，仅约束z方向的平动；所述二号电动缸与所述基座连接的运动副是球铰，同时在y方向开一字孔解放y方向的平动，约束x和z方向的平动；所述三号电动缸与所述基座连接的运动副是球铰，约束x、y及z方向的平动；其中，x方向为前后方向，y方向为左右方向，z方向为竖向。

13、在一些实施例中，所述调姿平台包括前后固连的前平台和后平台，所述前平台和所述后平台之间夹角为145°，相应地，两个所述电子准直望远镜分别固定在所述前平台和所述后平台上，且两个所述电子准直望远镜的轴线之间夹角为145°。

14、在一些实施例中，两个所述电子准直望远镜分别通过固定在所述前平台和所述后平台上的紧固装置紧固。

15、在一些实施例中，所述并联调姿机构根据所述计算机对所述视频图像处理和分析得到的调整量自动迭代反馈调节所述调姿平台的姿态，直到所述主减速器输出轴靶标和所述尾减速器输入轴靶标处在对应的所述电子准直望远镜视野的合理区域。

16、在一些实施例中，所述计算机通过对所述视频图像处理和分析，得到所述主减速器输出轴靶标和所述尾减速器输入轴靶标在各自对应图像平面中的测量位置坐标，并将所述测量位置坐标与各自对应的期望位置坐标相比较得到位置差异，经过计算模型计算得到所述调整量。

17、在一些实施例中，所述计算模型为线性模型，用于描述三个所述电动缸的运动与靶标图像位移之间的关系。

18、在一些实施例中，所述线性模型通过如下方式建立：

19、定义圆形靶标在图像坐标系中的靶标图像坐标u＝[u,v]t；定义所述调姿平台的升降、俯仰、横滚三个运动方向的位移量为x＝[l p r]t；定义三个所述电动缸的位移量为s＝[s1 s2 s3]t；定义所述一号电动缸到所述二号电动感缸和所述三号电动缸之间连线的距离为d1，所述二号电动缸到x轴的距离为d2，所述三号电动缸到x轴的距离为d3；

20、将三个所述电动缸的位移量与所述调姿平台运动之间建立线性关系：

21、s＝mex；

22、其中，线性参数为取决于机械结构的jacobi矩阵：

23、

24、由于所述调姿平台运动位移远小于主减速器和尾减速器之间的距离，因此认为所述直升机尾传动轴自动调整工装位移与所述靶标图像坐标之间存在线性关系u＝mx+d；其中m和d为线性参数，可通过多组实验标定并拟合得到；

25、通过推导可得到所述线性模型为：

26、在一些实施例中，所述直升机尾传动轴自动调整工装的工作方式如下：

27、s1：在直升机尾梁上中减速器的原工装安装位置处安装好所述直升机尾传动轴自动调整工装；

28、s2：利用两个所述电子准直望远镜检测所述主减速器输出轴靶标和所述尾减速器输入轴靶标在各自对应图像平面中的测量位置坐标，并将所述测量位置坐标与各自对应的期望位置坐标相比较得到位置差异；

29、s3：根据所述计算模型，输入所述位置差异得到三个所述电动缸的调整量；

30、s4：三个所述电动缸根据所述调整量完成运动，将所述调姿平台调整到新的位置；

31、s5：重复步骤s2至s4，直到所述位置差异在精度要求范围内，则停止作业,读取三个所述电动缸的相对伸长量，作为最终安装所述中减速器的所述原工装支座的加垫调整量。

32、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。