本发明涉及半封闭细长薄壁筒段作业，具体涉及一种半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置。
背景技术：
1、半封闭细长薄壁筒段结构广泛应用作飞行器舱段、管道、化工容器等，在筒段外表面作业时，因筒壁比较薄、刚度很差，在承受作用力时容易产生较大的变形，难以控制作业质量。作业工艺决定的筒段外部作业时产生的作用力是必然会产生的，很难调整，只有在内腔提供支撑，抵消筒段外部作用力产生的不良影响，才能可靠地保证作业质量。如无有效的内腔支撑，甚至可能因作业质量差损坏产品。因此通常必须在筒段内腔提供有效支撑，才能满足作业质量要求。
2、当在筒段外表面作业时，如果筒段是贯通的，两端均不封闭，梁可以贯穿筒段，梁上安装内腔支撑装置，支撑内腔作业区域，抵消筒段外部施加的作用力，改善筒段作业区域的受力状态，从而提高作业质量。但因半封闭筒段的一端是封闭的，梁无法贯穿筒段，只能采取悬臂梁的形式。因细长薄壁筒段的直径较小、长径比较大，悬臂梁又呈细长结构，会产生垂向的较大挠度。另外，悬臂梁自身刚度不高，在内腔支撑装置起作用时，悬臂梁可能因内腔支撑力产生变形，导致内腔支撑装置的定位基准变动，降低内腔支撑装置的作用效果。因此，需要采取有效措施改进内腔支撑装置的支撑效果，与外部作业设备协同工作，提高半封闭细长薄壁筒段结构外部的作业质量。
3、因此，发明人提供了一种半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置。
技术实现思路
1、(1)要解决的技术问题
2、本发明实施例提供了一种半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，解决了半封闭细长薄壁筒段外表面作业的质量、工作效率低的技术问题。
3、(2)技术方案
4、本发明提供了一种半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，包括立柱、横梁、第一内腔机器人、第二内腔机器人、同步运动连接装置和定位工装，所述立柱用于安装在地面上，所述横梁的第一端以水平方向旋转安装于所述立柱上，所述第一内腔机器人和所述第二内腔机器人以任意角度安装于所述横梁上且用于穿入细长筒段的内腔以实现内部支撑，所述第一内腔机器人通过所述同步运动连接装置连接所述第二内腔机器人，所述定位工装用于定位安装所述细长筒段。
5、进一步地，所述立柱包括立柱箱体、转台及转台驱动系统，所述转台安装在所述立柱箱体的侧面，所述转台驱动系统安装在所述立柱箱体内部，所述转台驱动系统的输出端安装齿轮且与所述转台外圆安装的齿圈拟合以驱动所述转台旋转。
6、进一步地，所述横梁包括横梁箱体、第一运动导轨、第一运动导轨挡块、齿条、第二运动导轨、第二运动导轨挡块、机器人运动位移光栅尺及机器人运动位移光栅尺压块；其中，所述第一运动导轨安装在所述横梁箱体的第一侧面，所述第一运动导轨挡块安装在所述第一运动导轨的两端；所述齿条安装在所述横梁箱体上且与所述第一运动导轨同侧的表面，所述齿条用于带动所述第一内腔机器人移动；所述第二运动导轨安装在所述横梁箱体的第二侧面，所述第二运动导轨挡块安装在所述第二运动导轨的两端；所述机器人运动位移光栅尺安装在所述横梁箱体的上表面，所述机器人运动位移光栅尺压块安装在所述横梁箱体的上表面且用于压住所述机器人运动位移光栅尺的两端。
7、进一步地，所述横梁还包括运动位置接近开关、支撑电动缸、横梁长度计安装支座及横梁长度计；其中，所述运动位置接近开关用于对所述同步运动连接装置进行限位，所述支撑电动缸安装在所述横梁箱体伸入所述细长筒段内部的端面，所述支撑电动缸用于支撑所述细长筒段且对所述细长筒段施加的支撑力的反作用力作用到所述横梁箱体上以使所述横梁箱体产生向上的变形，所述横梁长度计安装支座布置在所述支撑电动缸且连接所述横梁箱体；所述横梁长度计安装在所述横梁长度计安装支座内，所述横梁长度计的轴线与所述支撑电动缸的轴线平行且均位于平行于所述横梁箱体端面的竖直平面内。
8、进一步地，所述横梁还包括拖链支架、拖链槽、拖链、拖链起始端接头及拖链末端接头；多个所述拖链支架安装在所述横梁箱体的底面且依次排列托住所述拖链槽，所述第一内腔机器人、所述第二内腔机器人及所述同步运动连接装置的线缆安装在所述拖链的内腔，所述拖链槽安装于所述横梁箱体的侧面，所述拖链安装于所述拖链槽，所述拖链起始端接头的两端分别连接所述拖链、所述第一内腔机器人，所述拖链末端接头的两端分别连接所述拖链、所述拖链槽，所述拖链随着所述第一内腔机器人的运动在所述拖链槽内卷曲或舒展。
9、进一步地，所述第一内腔机器人包括第一滑台、第一滑台滑块、第一支撑单元支座及第一支撑单元；所述第一滑台滑块安装在所述第一滑台上，两个所述第一滑台滑块同轴安装，两组第一滑台滑块分别与所述第一运动导轨构成移动副且用于带动所述第一滑台沿所述第一运动导轨移动；所述第一支撑单元支座安装在所述第一滑台上，所述第一支撑单元安装在所述第一支撑单元支座上且用于实现沿所述细长筒段的径向支撑。
10、进一步地，所述第一内腔机器人还包括运动电机、运动减速器、运动减速器安装座、运动减速器安装座调整装置及运动驱动齿轮；其中，所述运动电机的输出端与所述运动减速器的输入端连接，所述运动电机的输出轴插入所述运动减速器的输入轴孔内，所述运动电机的输出轴上的键与所述运动减速器的输入轴孔内的键槽配合；所述运动减速器安装于所述运动减速器安装座上，所述运动减速器安装座安装于所述第一滑台上；所述运动减速器安装座的两端均安装有所述运动减速器安装座调整装置，两个所述运动减速器安装座调整装置安装在所述第一滑台且用于调节所述运动减速器安装座的位置，所述运动驱动齿轮安装在所述运动减速器的输出轴上且与所述齿条啮合。
11、进一步地，所述第二内腔机器人包括第二滑台、第二滑台滑块、第二支撑单元支座及第二支撑单元；所述第二滑台滑块连接在所述第二滑台上，两个所述第二滑台滑块同轴安装，两组第二滑台滑块分别与所述第二运动导轨构成移动副且用于带动所述第二滑台滑块沿所述第二运动导轨移动；所述第二支撑单元支座安装在所述第二滑台上，所述第二支撑单元安装在所述第二支撑单元支座上且用于实现沿所述细长筒段的径向支撑。
12、进一步地，所述第二支撑单元包括支撑模组、支撑座、支撑滚轮组件、支撑单元长度计安装支座及支撑单元长度计；其中，所述支撑模组安装于所述第二支撑单元支座上，所述支撑座安装在所述支撑模组的运动滑块上；当所述支撑模组的运动滑块运动时，带动所述支撑座沿长度方向伸缩；所述支撑滚轮组件安装在所述支撑座的端部；所述支撑单元长度计安装支座安装于所述支撑座的侧面，且靠近所述支撑滚轮组件的滚轮；所述支撑单元长度计安装在所述支撑单元长度计安装支座的孔内。
13、进一步地，所述同步运动连接装置包括同步运动连接板、运动接近开关感应块、运动光栅尺读数头安装座及运动光栅尺读数头；其中，所述同步运动连接板分别连接所述第一内腔机器人和第二内腔机器人，以使所述第一内腔机器人与所述第二内腔机器人以相同速度在所述横梁上移动到相同位置；所述同步运动连接板的两端均固定所述运动接近开关感应块，所述运动光栅尺读数头安装座与所述同步运动连接板连接；所述运动光栅尺读数头安装在所述运动光栅尺读数头安装座上且与所述运动位移光栅尺构成位移测量反馈系统，并通过测量所述同步运动连接板的位置获得所述第一内腔机器人和所述第二内腔机器人的位置。
14、(3)有益效果
15、综上，本发明通过将横梁伸入半封闭的细长筒段内部，当横梁移动到待作业区域后，第一内腔机器人、第二内腔机器人支撑筒段内腔，与外部作业设备协同工作，通过筒段内外受力平衡，改善筒段作业区域的受力状况，进而提高作业质量。该内腔支撑装置可以有效弥补细长薄壁筒段作业区域受力易变形的不足，提高作业精度和效率。
1.一种半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，其特征在于，包括立柱(1)、横梁(2)、第一内腔机器人(3)、第二内腔机器人(4)、同步运动连接装置(5)和定位工装(7)，所述立柱(1)用于安装在地面上，所述横梁(2)的第一端以水平方向旋转安装于所述立柱(1)上，所述第一内腔机器人(3)和所述第二内腔机器人(4)以任意角度安装于所述横梁(2)上且用于穿入细长筒段(6)的内腔以实现内部支撑，所述第一内腔机器人(3)通过所述同步运动连接装置(5)连接所述第二内腔机器人(4)，所述定位工装(7)用于定位安装所述细长筒段(6)。
2.根据权利要求1所述的半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，其特征在于，所述立柱(1)包括立柱箱体(11)、转台(12)及转台驱动系统(13)，所述转台(12)安装在所述立柱箱体(11)的侧面，所述转台驱动系统(13)安装在所述立柱箱体(11)内部，所述转台驱动系统(13)的输出端安装齿轮且与所述转台(12)外圆安装的齿圈拟合以驱动所述转台(12)旋转。
3.根据权利要求1所述的半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，其特征在于，所述横梁(2)包括横梁箱体(21)、第一运动导轨(22)、第一运动导轨挡块(23)、齿条(24)、第二运动导轨(25)、第二运动导轨挡块(26)、机器人运动位移光栅尺(27)及机器人运动位移光栅尺压块(28)；其中，
4.根据权利要求3所述的半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，其特征在于，所述横梁(2)还包括运动位置接近开关(29)、支撑电动缸(210)、横梁长度计安装支座(211)及横梁长度计(212)；其中，
5.根据权利要求3所述的半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，其特征在于，所述横梁(2)还包括拖链支架(213)、拖链槽(214)、拖链(215)、拖链起始端接头(216)及拖链末端接头(217)；多个所述拖链支架(213)安装在所述横梁箱体(21)的底面且依次排列托住所述拖链槽(214)，所述第一内腔机器人(3)、所述第二内腔机器人(4)及所述同步运动连接装置(5)的线缆安装在所述拖链(215)的内腔，所述拖链槽(214)安装于所述横梁箱体(21)的侧面，所述拖链(215)安装于所述拖链槽(214)，所述拖链起始端接头(216)的两端分别连接所述拖链(215)、所述第一内腔机器人(3)，所述拖链末端接头(217)的两端分别连接所述拖链(215)、所述拖链槽(214)，所述拖链(215)随着所述第一内腔机器人(3)的运动在所述拖链槽(214)内卷曲或舒展。
6.根据权利要求3所述的半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，其特征在于，所述第一内腔机器人(3)包括第一滑台(31)、第一滑台滑块(32)、第一支撑单元支座(33)及第一支撑单元(34)；
7.根据权利要求6所述的半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，其特征在于，所述第一内腔机器人(3)还包括运动电机(35)、运动减速器(36)、运动减速器安装座(37)、运动减速器安装座调整装置(38)及运动驱动齿轮(39)；其中，
8.根据权利要求1所述的半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，其特征在于，所述第二内腔机器人(4)包括第二滑台(41)、第二滑台滑块(42)、第二支撑单元支座(43)及第二支撑单元(44)；
9.根据权利要求8所述的半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，其特征在于，所述第二支撑单元(44)包括支撑模组(441)、支撑座(442)、支撑滚轮组件(443)、支撑单元长度计安装支座(444)及支撑单元长度计(445)；其中，
10.根据权利要求3所述的半封闭细长薄壁筒段内外协同作业的内腔支撑装置，其特征在于，所述同步运动连接装置(5)包括同步运动连接板(51)、运动接近开关感应块(52)、运动光栅尺读数头安装座(53)及运动光栅尺读数头(54)；其中，
