设备集成化两自由度安装机构研究

张晓帆+++徐方舟+++宋春雨

摘 要：针对现代飞行器装填比大，维护困难的特点，设计了设备集成化两自由度安装机构，采用集成化的安装方案，可以有效减少狭小空间内部操作，提高设备的拆装效率，增加飞行器维护性。

关键词：集成化；设备；两自由度

引言

现代飞行器正向着紧凑化的方向发展，内部安装设备空间狭小，另一方面设备和电缆的数量也成倍增加，布局紧凑，操作开口少，设备的安装固定困难，而且大都具有测試更换的需求。采用传统的设备单独固定的安装方案，安装结构重量大，内部设备更换维修困难，可维护性较差。为提高飞行器的可维护性，需要新的仪器设备安装模式。

1 集成化两自由度安装方案

部分现代飞行器由于内部设备、电缆布局需要，设备布局在飞行器中间部位，不能直接固定于飞行器结构上，因此也就无法使用传统的安装方案。

为节省安装结构重量，可采用多个设备集成在一起，整体水平安装固定的方案，但由于设备组合体总重较大，安装时需要使用辅助工具进行吊装。如进行水平吊装，需要针对组合体质心位置设计起吊工装，对装配操作空间要求也较大，难以实现。

集成化两自由度安装方案采用竖直吊起，滑动和旋转同时进行的方案，具体的装配过程如图1所示。首先借助辅助工具将设备组合体起吊，将其旋转轴固定到旋转轴座上，在辅助工具吊装力辅助作用下，进行两个自由度的运动，最后水平推送到飞行器内部，通过外部的锁紧机构进行锁紧。

此种安装方案，对于吊装姿态精度要求不高，不用单独设计工装，装配过程中始终可以借助外部辅助工具的吊装力，由于存在沿轨道移动和旋转两个自由度，并可以根据飞行器内部空间情况，进行不同移动距离和旋转角度的组合，使得其更适合狭小内部空间的操作。

2 设备集成化两自由度安装机构研究

设备集成化两自由度安装机构由旋转轴，旋转轴座，直线公、母滑道，支撑件，锁紧机构等机构组成，如图2所示。旋转轴和设备组合体通过螺栓固接在一起，吊装过程中旋转轴放入旋转轴座中，旋转轴可绕旋转轴座转动，旋转轴座可沿固定在飞行器上的母滑道直线移动，安装到位后通过固定在飞行器上的锁紧机构对设备组合体进行最终固定。

旋转轴座起到旋转导向作用，具体形式如下图3所示。在安装前为使旋转座准确定位，可将其通过销钉固定在直线母滑道上，吊装过程中将与设备组合体连接的旋转轴放入旋转轴座，确认吊装到位后拆卸销钉，释放水平移动的自由度。

起到水平导向作用的结构为直线母滑道。其内部一侧为燕尾槽形，另一侧矩形的滑道，旋转轴座底部采用与母滑道配合的滑道形式。

直线公滑道固连在设备组合体上，也采用与母滑道配合的滑道形式，导向机构的具体结构形式为图4所示。安装过程最后阶段需设置较短行程的水平移动轨迹，使得直线公滑道和直线母滑道配合，从而限制设备组合体的转动，将其自由度减小到1个。

在飞行器可操作区域设置一套锁紧机构如图5所示，与限位机构配合，限制水平移动自由度，实现设备组合体的最终固定。

3 结束语

设备集成化两自由度安装机构可以实现设备组合体的整体安装固定，并提供安装导向，可根据飞行器内部空间选择不同的旋转和平移两自由度的组合，适用于装填比大、操作空间受限的新型飞行器，有效提高飞行器的可维护性。

参考文献

[1]霍曼，邓中卫.国外军用飞机航空电子系统发展趋势[J].航空电子技术，2004，35（4）：5-10.

[2]生建友.现代机载电子设备结构设计[J].电气工程师，1999，7：30-32.