樊建勋 吴远东 陈程 王伟华
中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西省西安市710089
【摘 要】本文结合某型飞机整体机翼及垂平尾产品准确、安全、快速转站需求，研发了一款具备通用接口的双车联动智能运输单元。该双车联动智能运输单元可单独使用，同时也可以根据不同大小、重量的飞机部件，进行多车之间的联动运输。符合现阶段模块化组合装配理念，实现运输车能力的最大化应用。
【关键词】运输 Mecanum轮 悬挂 联动 模块化
引言
为了提高装配质量和效率，部/总装生产线在厂房布局规划中按照精益理念进行站位布局，这对飞机部件在转站过程中承载能力、稳定性、定位/停车精度、路线偏移精度等提出了很高的要求，而传统的运输方式（吊装、托运）对现场环境、转运通道要求高，尤其对于大部件的转运存在诸多安全隐患。
结合某型飞机整体机翼及垂平尾产品准确、安全、快速转站需求，研发了一款具备通用接口的双车联动智能运输单元。该双车联动智能运输单元可单独使用，同时也可以根据不同大小、重量的飞机部件，进行多车之间的联动运输，如图1。符合现阶段模块化组合装配理念，减少厂房占用面积，实现运输车能力的最大化应用。
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1.设计要求
智能运输单元具备全向行驶的功能，可实现二维平面内任意方向的移动功能，包括直行、横行、斜行、零回转半径转动等全向移动形式；具备升降功能，顶升位置需协调尾翼翻转工装、机翼运输支撑工装；具备安全防护以及定位区域检测等功能，可以完成对尾翼翻转工装、机翼运输支撑工装的自动找正，顶升。
2.智能运输单元设计及关键技术研究
2.1 总体方案设计
智能运输单元是指配有自动导引系统、安全检测系统、遥控系统、驱动系统、车架及悬挂系统的可以由自动导引系统根据预先设定好的运行线路上的标记对小车的运行进行控制的运输装备，采用模块化设计，可实现机械机构的快速结合、控制系统的通讯快速匹配，如图2。
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2.2 驱动系统设计
要实现装备的全方位移动，就需要驱动装置具有全方位移动的功能，目前可实现全方位移动的驱动装置主要有三类：一类是由一组两个行走轮差速实现、一类是由行走轮带舵轮实现、一类是由Mecanum轮实现。
由Mecanum轮实现全方位移动：Mecanum轮是一种由在大轮外沿按45度角均布的几个鼓形轮组成的轮系，因此该轮系在进行转动时就将运动方向沿轮的轴向和径向分解成两个方向的运动，因此成组使用该轮系，分别对每个轮系的运动速度进行控制，使各个轮系在两个方向之间运动速度的相互作用，实现小车沿理想的轨迹运行。其结构及运动控制原理如图3。
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2.4 顶升及浮动系统设计
顶升系统是由一个电机通过减速器、换向器、连轴器等同时驱动四个螺旋升降机，该顶升系统由于采用了一个电机驱动，同步采用机械同步，因此能够很好的保证其同步精度，同时由于螺旋顶升机构具有良好自锁性，可保证在任何情况下都不会使承载物突然下降而引发危险，其结构如图4。
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在原先智能运输单元基础上，同步顶升系统中增加了浮动平台设计，具体为：在智能运输单元上4组升降单元中新增了4个浮动平台，见图5。浮动平台是用来解决由双车精度误差、运输单元启停等造成的产品稳定性问题。采用这种结构，一方面可以有效解决运输单元在启动和刹车过程中的对产品稳定性的影响；另一方面用卡锁组件固定工装提升了运输过程中的稳定性，以确保安全。
2.5 悬挂系统设计
智能运输单元的悬挂采用了碟形弹簧的悬挂方式，具体做法如下：
将四个麦轮组件中的两个与车体之间成刚性连接，另外两个通过悬挂装置与车体连接。麦轮的轮架通过两个支点与车架发生关系，上支点通过一套碟簧减震机构与车架连接，下支点铰接，组成为一个三角形受力结构，由于车自重碟簧减震机构始终保持一定压力，减震机构会一直给与轮架与车架之间一定支撑力，保证四个麦轮与地面有效接触。具体结构如图6。
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3.结语
本研究为了解决飞机部件在转站过程中对承载能力、稳定性、定位/停车精度、路线偏移精度要求高的问题，设计了一款具备通用接口的双车联动智能运输单元，并进行了详细设计和应用验证，应用结果表明各项指标均达到设计及产品要求，得到用户好评，该项目的研制成功，使公司具备了部/总装部件多车联动智能运输装备的研制能力，掌握了双车联动智能运输单元结构、控制、算法等关键核心技术，为公司现有智能运输单元的维保、升级改造提供技术保证，同时为公司后续重点型号的多车联动进行了技术验证。