3-49 基于柔性浮动支承的对接装配装置的设计

吉 方 姚 进 汪法根 蒲如平

　　对接装配是机械产品生产过程中常见的装配工艺，通常是利用被对接件与对接件端面上的凸缘、止口或定位销、孔的定位配合以实现两回转体工件轴线重合的装配要求。在实践中，针对对接装配可操作性的要求，通过认真分析常规对接装配方法的局限性，提出了一种基于柔性浮动机构的纯机械被动式对接装配方法。

　　柔性机构是一种利用构件弹性变形产生机械运动的机构，它可以在受到外力作用的情况下通过弹性变形产生复杂的机械运动。对接装配中，为了调节对接件的空间位姿，需要对接件具有6个运动自由度，采用柔性机构不仅可以实现只有复杂的刚性机构才能实现的6自由度运动调节，而且可以做到6自由度的联动调节，从而可以使对接件空间位姿的调节操作十分灵活。图1所示为一柔性支承机构原理图。在实际应用中还引入了浮动支承机构（如图2所示）。浮动支承机构的设计实质上是采用了力平衡原理，其目的是平衡掉一部分对接件与辅助支承件的重力，以便用于支承的压缩弹簧的刚度可以设计得较小，受力后弹簧易于变形，方便对接件空间姿态的灵活调整。在装配工装设计中，由柔性支承机构和浮动支承机构组合设计而成的柔性浮动支承可以使对接件具有6个运动自由度。

　　基于柔性浮动支承的对接装配装置的结构示意图如图3所示。对接装配装置设计为小车的形式主要是为了便于对接件的短距离运输，同时也可作为对接件水平姿态粗调之用。升降机构主要用于对对接件垂直方向位置进行粗调，导向杆用来防止对接装置中辅助支承架以上的部分发生侧倾。由压缩弹簧、配重、定滑轮组、托架、钢丝绳、辅助支承架组成的6自由度柔性浮动支承用于对对接件的空间姿态进行微调。

　　该对接装配装置通过采用柔性机构，不仅满足了对接装配工艺所需的6个运动自由度的要求，还简化了装配装置的结构。同时由于该装置采用的是纯机械设计方案，故增强了其对装配场合的适应性。