一种六自由度调节接头及调节方法与流程

本发明属于飞行器接头设计领域，涉及一种六自由度调节接头及调节方法。

背景技术：

1、由于飞行器结构对接头使用的精度要求，因此飞行器设计和制造过程中对接头自身的制造精度提出了严格的要求，导致增加制造成本、降低了制造效率；此外，由于飞行器结构对连接接头使用过程中调节的需求，传统的调节方法大多通过对接头结构添加补偿片实现，这无疑会大大的增加结构重量。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种六自由度调节接头及调节方法，该调节接头空间占用小、结构简单、调整方便，能够实现快速、精准的六自由度无级调节。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种六自由度调节接头，所述的六自由度调节接头包括壳体1、驱动凸轮2、定位螺母3、驱动杆4、定位销5、锁紧螺母6、球头导杆7和限位销8。

4、所述的壳体1是六自由度调节接头的安装基础，其为四周包围结构，上、下表面开敞便于内部可达，壳体1相对的两个内表面对称设置有水平布置的弧形导轨，两个弧形导轨下方均设有水平布置的条形滑槽，壳体1另两个壁面上设置有螺纹孔。

5、所述的球头导杆7为中心制有螺纹通孔的块状结构，且螺纹通孔竖向布置，球头导杆7相对的两侧壁上对称设有头部呈球形的短杆，短杆的球形头部与壳体1内壁的弧形导轨滑动配合，且球头导杆7能够绕其两短杆之间的水平方向的中轴小幅度旋转，球头导杆7短杆下方均制有弧形凹槽。

6、所述的限位销8共设两个，为螺纹长杆，二者分别穿过壳体1上的螺纹孔并螺纹配合，二者端部嵌入球头导杆7内，并能够在球头导杆7内自由转动，限位销8突出壳体1外壁一定长度，通过拧转两个限位销8，使球头导杆7沿弧形导轨滑动，以实现球头导杆7沿z轴方向的无极平动且调节精度可控。

7、所述的定位销5为尾部呈弧形的螺纹杆，共设两个，分别穿过壳体1上的条形滑槽后，尾部与球头导杆7上的弧形凹槽配合，通过调节两个定位销5在壳体1上的伸出长度，控制球头导杆7的转动角度，每个定位销5上均设置有两个螺母，从壳体1壁面内外侧将定位销5锁紧在壳体1上，实现球头导杆7在z轴方向的定位以及绕z轴的转动角度的锁定。

8、所述的驱动杆4为螺纹杆，上端制有一水平方向的螺纹孔，其下端穿入球头导杆7的螺纹通孔中，二者螺纹配合以实现球头导杆7沿y轴方向的无极平动以及绕y轴的转动且调节精度可控，驱动杆4上设有两个锁紧螺母6，分别从上下两侧将驱动杆4拧紧在球头导杆7上，以锁定驱动杆4的位置。

9、所述的驱动凸轮2主体为螺纹杆，其一端端部固接有凸轮接头，驱动凸轮2螺纹杆穿入驱动杆4上端的螺纹孔中，驱动凸轮2的凸轮接头呈椭圆形，其螺纹杆固接在椭圆形长轴的一端，通过拧转驱动凸轮2实现凸轮接头沿x轴方向的无极调节同时实现椭圆形凸轮接头的偏转角度调节且调节精度可控，驱动凸轮2螺纹杆上套有两个定位螺母3，分别从两侧将驱动凸轮2锁紧在驱动杆4上，实现驱动凸轮2位置锁定，同时，椭圆形凸轮接头的偏转角度调节用于实现y轴方向自由度的微调。

10、驱动凸轮2、驱动杆4、球头导杆7同时联调，即可实现驱动凸轮2上的凸轮接头的六自由度无级调节，且调整精度可控，空间位置准确。

11、一种六自由度调节方法，基于上述六自由度调节接头实现，所述的六自由度调节方法包括以下步骤：

12、步骤一：旋转两个限位销8驱动球头导杆7在壳体1上的弧形导轨内运动，到达所需位置后调节两个定位销5，使球头导杆7绕z轴转动，旋紧定位销5上的螺母实现球头导杆7位置锁定，保证球头导杆7的空间定位，实现对驱动凸轮2上的凸轮接头沿z轴方向无级平动和绕z轴转动的精准调节。

13、步骤二：旋转驱动杆4至所需高度且凸轮接头面向所需朝向角度，拧紧锁紧螺母6，实现对凸轮接头沿y轴方向的无级平动及绕y轴转动精准调节。

14、步骤三：旋转驱动凸轮2至所需位置且凸轮接头旋至所需偏转角度后，拧紧定位螺母6，实现对凸轮接头沿x轴方向的无级平动精准调节及绕x轴的转动实现其沿y轴方向的精准微调。

15、步骤四：同时联调驱动凸轮2、驱动杆4和球头导杆7，最终实现凸轮接头的六自由度无级精准调节。

16、本发明的有益效果在于：

17、(1)本发明用于六自由度调节的接头及调节方法，包括壳体、驱动凸轮、定位螺母、驱动杆、定位销、锁紧螺母、球头导杆和限位销。壳体是六自由度调节接头的安装基础；球头导杆安装在壳体的导轨内，再通过与壳体螺纹连接的限位销和定位销实现定位；驱动杆通过螺纹与球头导杆连接，再通过锁紧螺母锁紧，实现驱动杆与壳体的空间定位；驱动凸轮通过螺纹与驱动杆连接，再通过定位螺母锁紧，实现驱动凸轮与壳体的空间定位。

18、(2)本发明结构高度集成，驱动凸轮、定位螺母、驱动杆、定位销、锁紧螺母、球头导杆和限位销结构形式简单，占用空间小。

19、(3)本发明可实现六自由度单一自由度无级调节，亦可实现六自由度协同无级调节。

20、(4)本发明通用性强，驱动凸轮、定位螺母、驱动杆、定位销、锁紧螺母、球头导杆和限位销相互之间安装简单，应用前景广阔。

1.一种六自由度调节接头，其特征在于，所述的六自由度调节接头包括壳体(1)、驱动凸轮(2)、驱动杆(4)、球头导杆(7)；所述的壳体(1)内沿水平方向对称设置一对弧形导轨，球头导杆(7)与两弧形导轨配合实现沿z轴的移动和绕z轴转动并锁紧定位；所述的驱动杆(4)穿入球头导杆(7)并螺纹配合，通过拧转驱动杆(4)实现沿y轴的移动和绕y轴转动并锁紧定位；驱动凸轮(2)穿入驱动杆(4)顶部并螺纹配合，通过拧转驱动凸轮(2)实现沿x轴的移动和绕x轴转动并锁紧定位。

2.根据权利要求1所述的一种六自由度调节接头，其特征在于，所述的六自由度调节接头具体包括壳体(1)、驱动凸轮(2)、驱动杆(4)、定位销(5)、球头导杆(7)和限位销(8)；

3.根据权利要求1所述的一种六自由度调节接头，其特征在于，所述的两个个定位销(5)上均设置有两个螺母，从壳体(1)壁面内外侧将定位销(5)锁紧在壳体(1)上。

4.根据权利要求1所述的一种六自由度调节接头，其特征在于，所述的驱动杆(4)上设有两个锁紧螺母(6)，分别从上下两侧将驱动杆(4)锁紧在球头导杆(7)上。

5.根据权利要求1所述的一种六自由度调节接头，其特征在于，所述的驱动凸轮(2)螺纹杆上套有两个定位螺母(3)，分别从两侧将驱动凸轮(2)锁紧在驱动杆(4)上。

6.一种六自由度调节方法，基于权利要求1-5任一所述的六自由度调节接头实现，其特征在于，所述的六自由度调节方法包括以下步骤：