設備集成化兩自由度安裝機構研究

張曉帆+++徐方舟+++宋春雨

摘 要：針對現代飛行器裝填比大，維護困難的特點，設計了設備集成化兩自由度安裝機構，采用集成化的安裝方案，可以有效減少狹小空間內部操作，提高設備的拆裝效率，增加飛行器維護性。

關鍵詞：集成化；設備；兩自由度

引言

現代飛行器正向著緊湊化的方向發展，內部安裝設備空間狹小，另一方面設備和電纜的數量也成倍增加，布局緊湊，操作開口少，設備的安裝固定困難，而且大都具有測試更換的需求。采用傳統的設備單獨固定的安裝方案，安裝結構重量大，內部設備更換維修困難，可維護性較差。為提高飛行器的可維護性，需要新的儀器設備安裝模式。

1 集成化兩自由度安裝方案

部分現代飛行器由于內部設備、電纜布局需要，設備布局在飛行器中間部位，不能直接固定于飛行器結構上，因此也就無法使用傳統的安裝方案。

為節省安裝結構重量，可采用多個設備集成在一起，整體水平安裝固定的方案，但由于設備組合體總重較大，安裝時需要使用輔助工具進行吊裝。如進行水平吊裝，需要針對組合體質心位置設計起吊工裝，對裝配操作空間要求也較大，難以實現。

集成化兩自由度安裝方案采用豎直吊起，滑動和旋轉同時進行的方案，具體的裝配過程如圖1所示。首先借助輔助工具將設備組合體起吊，將其旋轉軸固定到旋轉軸座上，在輔助工具吊裝力輔助作用下，進行兩個自由度的運動，最后水平推送到飛行器內部，通過外部的鎖緊機構進行鎖緊。

此種安裝方案，對于吊裝姿態精度要求不高，不用單獨設計工裝，裝配過程中始終可以借助外部輔助工具的吊裝力，由于存在沿軌道移動和旋轉兩個自由度，并可以根據飛行器內部空間情況，進行不同移動距離和旋轉角度的組合，使得其更適合狹小內部空間的操作。

2 設備集成化兩自由度安裝機構研究

設備集成化兩自由度安裝機構由旋轉軸，旋轉軸座，直線公、母滑道，支撐件，鎖緊機構等機構組成，如圖2所示。旋轉軸和設備組合體通過螺栓固接在一起，吊裝過程中旋轉軸放入旋轉軸座中，旋轉軸可繞旋轉軸座轉動，旋轉軸座可沿固定在飛行器上的母滑道直線移動，安裝到位后通過固定在飛行器上的鎖緊機構對設備組合體進行最終固定。

旋轉軸座起到旋轉導向作用，具體形式如下圖3所示。在安裝前為使旋轉座準確定位，可將其通過銷釘固定在直線母滑道上，吊裝過程中將與設備組合體連接的旋轉軸放入旋轉軸座，確認吊裝到位后拆卸銷釘，釋放水平移動的自由度。

起到水平導向作用的結構為直線母滑道。其內部一側為燕尾槽形，另一側矩形的滑道，旋轉軸座底部采用與母滑道配合的滑道形式。

直線公滑道固連在設備組合體上，也采用與母滑道配合的滑道形式，導向機構的具體結構形式為圖4所示。安裝過程最后階段需設置較短行程的水平移動軌跡，使得直線公滑道和直線母滑道配合，從而限制設備組合體的轉動，將其自由度減小到1個。

在飛行器可操作區域設置一套鎖緊機構如圖5所示，與限位機構配合，限制水平移動自由度，實現設備組合體的最終固定。

3 結束語

設備集成化兩自由度安裝機構可以實現設備組合體的整體安裝固定，并提供安裝導向，可根據飛行器內部空間選擇不同的旋轉和平移兩自由度的組合，適用于裝填比大、操作空間受限的新型飛行器，有效提高飛行器的可維護性。

參考文獻

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