CN103121513A

CN103121513A - 一种用于飞机z型长桁的夹持装置

Info

Publication number: CN103121513A
Application number: CN2013100144910A
Authority: CN
Inventors: 李西宁; 凌扬洋; 王仲奇; 康永刚; 胡智元
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: CN103121513B

Abstract

一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，2块夹持板分别固定在夹持固定杆一端两侧的外表面上，2块夹持固定板对称的固定在所述夹持板两侧的外表面上。夹持固定杆的另一端穿入夹持臂内。夹持臂固定在夹持固定杆的一端。夹持固定座位于夹持臂内并紧固在夹持架的夹持板上。夹持推杆固定在夹持臂的一端。弹簧压套安装在夹持推杆端面的安装孔内。调节弹簧套装在弹簧压套的外表面。气缸一端端面的气缸活塞杆位于弹簧压套内，与所述弹簧压套的内表面螺纹连接。导向座和连接座均固定在两个夹持板之间。本发明能够检测所夹持的飞机长桁与蒙皮之间相互接触力并且可以夹持不同厚度的飞机Z型长桁，实现了装配工装的柔性，并且一套装配工装就能适应多种不同型号的产品。

Description

一种用于飞机Z型长桁的夹持装置

技术领域

本发明涉及飞机制造领域，具体是一种能够夹持飞机Z型长桁的夹持机构。

背景技术

在目前的飞机蒙皮和长桁的装配过程中，国内主要依靠刚性的装配工装实现定位，这样对应不同的产品就要更换不同的装配工装，增加了工装的生产成本和准备周期。如授权公告号为“CN201864042U”的专利，它为一种飞机长桁装配装置，降低了工装的制造和装配难度，提高了装配精度。但是它只是一种刚性的装配工装，不能适应多种产品的要求，对于不同的产品就要更换相应不同的装配工装，增加了工装的生产成本和准备周期，同时这种装配装置并不能良好的控制蒙皮与长桁的接触力，从而并不能很好地保证装配质量。

而目前国外先进的飞机壁板柔性装配技术主要是通过多点阵真空吸盘式柔性工装来实现。这种柔性装配技术是依靠真空吸盘对蒙皮进行定位，而对长桁的定位由于吸盘无法吸附在长桁上，所以必须借助其他的辅助定位装置进行定位。

发明内容

为克服现有技术中存在的不能监测装配中蒙皮和长桁的接触力，以及不能夹持多种产品的不足，本发明提出了一种用于飞机Z型长桁的夹持装置。

本发明包括夹持架、导向座、夹持推杆、夹持固定座、夹持臂、气缸和力传感器。所述的夹持架包括夹持固定杆、2块夹持板和2块夹持固定板，其中2块夹持板分别固定在夹持固定杆一端两侧的外表面上，2块夹持固定板对称的固定在所述夹持板两侧的外表面上。夹持固定杆的另一端穿入夹持臂内。夹持臂固定在夹持固定杆的一端。

夹持固定座位于夹持臂内并紧固在夹持架的夹持板上。夹持推杆固定在夹持臂的一端。弹簧压套安装在夹持推杆端面的安装孔内，并且两者之间间隙配合。调节弹簧套装在弹簧压套的外表面。气缸安装在气缸脚架上，并且该气缸一端端面的气缸活塞杆位于弹簧压套内，与所述弹簧压套的内表面螺纹连接。气缸脚架固定在夹持板上。导向座固定在两个夹持板之间。连接座固定在两个夹持固定板之间。

所述弹簧导柱的一端安装在气缸端面的孔内，另一端装入位于导向座上的弹簧导柱的安装孔内，并且所述弹簧导柱与气缸和导向座之间紧密配合。传感器弹簧套装在所述弹簧导柱上。力传感器安装在力传感器座上。连接座位于夹持固定板的一端。

所述夹持臂由两个夹头组成，通过该夹头上的连接耳片，用夹持推轴固连成为夹持臂。连接时，将一个夹持头上的连接耳片插入另一个夹持头上的连接耳片内，并使两对连接耳片上的销孔同心。

所述夹头上的连接耳片位于夹头内表面的一端，在该耳片上均有销孔，并且该销孔的中心线平行于板块的宽度方向。在夹持头板块内表面的另一端，有凸出该表面的凸块，该凸块的上表面有一对连接耳片，该连接耳片上均有中心线平行于板块的宽度方向的销孔。在所述凸块上有贯通该凸块宽度方向的弧形槽孔，用于安装夹持固定轴。

所述夹持推杆为“U”形板状。在夹持推杆两个侧板上有安装夹持推轴的销孔；在夹持推杆“U”形槽底板的中心有弹簧压套的安装孔。

在所述该导向座一个表面的四角分别有凸出该表面的固定片，导向座上对称分布有导向柱的安装孔。在导向座的几何中心有弹簧导柱的安装孔。

所述连接座上有转轴安装孔；转轴与连接座间隙配合。

所述夹持固定座的一个表面有“U”形槽，与该表面对称的另一个表面中心有横截面为方形的凸块。所述夹持固定座表面“U”形槽的深度须满足夹持推杆运动行程的需要；所述夹持固定座另一个表面的凸块的长度，以及该凸块两侧表面与所述固定座两侧表面之间的距离均根据被夹持长桁的尺寸确定。在夹持固定座上分布有3个销孔，通过夹持固定销将所述夹持固定座固定在两个夹持板之间。

所述夹持固定杆的两端均为“U”形。其中一端“U”形的两个侧板内表面之间的宽度大于气缸的最大宽度，该端两个侧板外表面之间的宽度与两个夹持板内表面之间的宽度相同。所述夹持固定板另一端“U”形的两个侧板内表面之间的宽度大于夹持推杆的外径夹持臂的宽度。

力传感器座为板件。力传感器座的一个表面的两侧边缘有凸出该表面的连接板，该连接板上有安装孔，通过销子将力传感器座固定在两个夹持固定板之间。力传感器座的另一个表面为力传感器7的安装面，并且该表面对称的分布有一对导向柱，该导向柱分别穿入导向座上的导向柱孔内，并且所述导向柱与导向座之间间隙配合。

本发明能够检测所夹持的飞机长桁与蒙皮之间相互接触力并且可以夹持不同厚度的飞机Z型长桁。

本发明中，利用调节弹簧来调节夹持臂的夹持来实现夹持不同厚度的飞机Z型长桁，以适应不同的产品。从而实现了一个飞机长桁夹持装置能够夹持多种不同厚度的长桁，适用于多种产品的装配，实现了飞机装配的柔性。

本发明在飞机长桁夹持装置中加入了力传感器，这样就可以通过力传感器监测长桁与蒙皮的接触力的大小，从而通过接触力的合理设定和控制，就可以减少蒙皮和长桁由于没有接触或者接触力过大对蒙皮造成的损坏，从而更好地保证了装配质量。

本发明对长桁进行夹持后依靠控制系统的控制，使其所夹持的长桁达到某个位置，然后通过夹持装置中的力传感器来反馈控制所夹持的长桁与蒙皮的接触力，以用来确定长桁与蒙皮的接触关系。另外，此飞机长桁夹持装置能够通过调节弹簧的调节来实现对于不同型号的飞机Z型长桁的夹持，这样就实现了装配工装的柔性，使一套装配工装就能适应多种不同型号的产品。

附图说明

图1是本发明的等轴测视图。

图2是夹持头的等轴测视图。

图3是本发明的剖视图。

图4是夹持头的剖视图。

图5是夹持臂的等轴测视图。

图6是夹持推杆的等轴测视图。

图7是力传感器导向座的等轴测视图。

图8是连接座的等轴测视图。

图9是夹持固定座的等轴测视图。

图10是夹持固定板的等轴测视图。

图11是力传感器组件的等轴测视图。

图12是弹簧压套和弹簧压帽组件的等轴测视图。图中：

1.螺帽 2.夹持头支撑柱 3.连接座 4.连接转轴 5.力传感器座

6.夹持固定板 7.力传感器 8.导向柱 9.力传感器弹簧 10.弹簧导柱

11.导向座 12.夹持固定杆 13.气缸活塞杆 14.弹簧压套 15.调节弹簧

16.弹簧压帽 17.夹持推杆 18.夹持销 19.胶垫 20.夹持固定座

21.夹持臂 22.夹持固定销 23.夹持固定轴 24.夹持推轴 25.气缸脚架

26.气缸 27.夹持板

具体实施方式

本实施例是一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，包括夹持架、夹持推杆17、夹持固定座20、夹持臂21、气缸26和力传感器7。

如图1～4所示。所述的夹持架包括夹持固定杆12、2块夹持板27和2块夹持固定板6，其中2块夹持板27分别固定在夹持固定杆12一端两侧的外表面上，2块夹持固定板6对称的固定在所述夹持板27两侧的外表面上。夹持固定杆12的另一端穿入夹持臂21内。

夹持臂21通过夹持固定轴23固定在夹持固定杆12上。夹持固定座20位于夹持臂21内并通过夹持固定销22紧固在夹持架的夹持板27上。夹持推杆17固定在夹持臂21的一端。弹簧压套14安装在夹持推杆17端面的安装孔内，并且两者之间间隙配合。调节弹簧15套装在弹簧压套14的外表面。气缸26安装在气缸脚架25上，并且该气缸26一端端面的气缸活塞杆13位于弹簧压套14内，与所述弹簧压套14的内表面螺纹连接。气缸脚架25固定在夹持板27上。

所述弹簧导柱10的一端安装在气缸26端面的孔内，另一端装入位于导向座11上的弹簧导柱的安装孔内，并且所述弹簧导柱10与气缸26和导向座11之间紧密配合。传感器弹簧9套装在所述弹簧导柱10上。力传感器7安装在力传感器座5上。连接座3位于夹持固定板6的一端。

如图5所示。夹持臂21由两个夹头组成，通过该夹头上的连接耳片，用夹持推轴固连成为夹持臂。所述两件夹头的结构相同。所述的夹头为板块状。在夹头板块内表面的一端，有一对凸出该表面的耳片，在该耳片上均有销孔，并且该销孔的中心线平行于板块的宽度方向；所述的一对耳片之间的间距以所夹持的长桁的尺寸确定。在夹持头板块内表面的另一端，有凸出该表面的凸块，该凸块的上表面有一对连接耳片，该连接耳片上均有销孔，并且该销孔的中心线平行于板块的宽度方向，用于连接两个夹头。在所述凸块上有贯通该凸块宽度方向的弧形槽孔，用于安装夹持固定轴23。连接时，将一个夹持头上的连接耳片插入另一个夹持头上的连接耳片内，并使两对连接耳片上的销孔同心；将夹持推轴24穿入销孔内，将两个夹持头固连，形成夹持臂21。

如图6所示。所述夹持推杆17为“U”形板状。在夹持推杆17两个侧板上有安装夹持推轴24的销孔；在夹持推杆17“U”形槽底板的中心有弹簧压套14的安装孔。

如图7所示。导向座11为板状，在该导向座11一个表面的四角分别有凸出该表面的固定片，通过该固定片将所述导向座11固定在两个夹持板27之间。导向座11上对称分布有导向柱8的安装孔。在导向座11的几何中心有弹簧导柱10的安装孔。

如图8所示。连接座3为块状。在所述连接座3上有贯通孔，转轴4安装在该贯通孔内，通过该转轴4将连接座3固定在两个夹持固定板6之间；转轴4与连接座3间隙配合。该连接座另一端表面有连接板，并且连接板的中心有减重槽。

如图9所示。夹持固定座20为块状。夹持固定座20的一个表面有“U”形槽，与该表面对称的另一个表面中心有横截面为方形的凸块。所述夹持固定座表面“U”形槽的深度须满足夹持推杆17运动行程的需要；所述夹持固定座另一个表面的凸块的长度，以及该凸块两侧表面与所述固定座两侧表面之间的距离均根据被夹持长桁的尺寸确定。在夹持固定座上分布有3个销孔，通过夹持固定销22将所述夹持固定座20固定在两个夹持板27之间。

如图10所示。夹持固定杆12为板件。所述夹持固定杆12的两端均为“U”形。其中一端“U”形的两个侧板内表面之间的宽度大于气缸26的最大宽度，该端两个侧板外表面之间的宽度与两个夹持板27内表面之间的宽度相同。所述夹持固定板12另一端“U”形的两个侧板内表面之间的宽度大于夹持推杆17的外径夹持臂21的宽度。在所述夹持固定杆12两端的侧板上分别有孔，其中与夹持板26配合端的所述孔为螺纹孔，用于将该夹持固定板12固定在两个夹持板27之间，与夹持固定轴23配合端的所述孔为夹持固定轴23的安装孔。

如图11所示。力传感器座5为板件。力传感器座5的一个表面的两侧边缘有凸出该表面的连接板，该连接板上有安装孔，通过销子将力传感器座5固定在两个夹持固定板6之间。力传感器座5的另一个表面为力传感器7的安装面，并且该表面对称的分布有一对导向柱8，该导向柱8分别穿入导向座11上的导向柱孔内，并且所述导向柱8与导向座11之间间隙配合。

如图12所示。弹簧压套14为筒状，其内径与气缸活塞杆13的外径螺纹配合。在弹簧压套14一端的外圆周上有径向凸出的弹簧座。调节弹簧15套装在所述弹簧压套14的外圆表面。在弹簧压套14另一端的外圆周上有弹簧压帽16，通过该弹簧压帽16限制所述调节弹簧的轴向位置。

如图4所示。工作时，控制气缸26控制气缸活塞杆13往返运动，当气缸活塞杆13伸出时，通过弹簧压套14、调节弹簧15、弹簧压帽16、夹持推杆17、夹持推轴24带动夹持臂21绕夹持固定轴23转动，实现夹持臂21的张合动作。当气缸活塞杆13返回时，带动夹持臂21绕夹持固定轴23转动，实现夹持臂21的夹紧动作。由于气缸活塞杆13往返运动行程固定，当所夹持的飞机长桁厚度不同时，夹持臂21夹持端和转动端的行程也不相同，而此时通过压缩调节弹簧15来调节转动端的行程，从而使夹持臂21能够以合适的力夹持飞机长桁，使飞机长桁不至于被夹坏，实现夹持多种不同厚度的Z型飞机长桁的功能，从而实现了装配的柔性。

如图3所示。所述长桁夹持装置向前移动时，在夹持头所夹持的长桁与蒙皮接触之前，夹持头和力传感器之间通过力传感器弹簧保持固定的距离。当夹持头所夹持的长桁与蒙皮接触之后，夹持头保持不动，整个飞机长桁夹持装置继续前进，力传感器7通过力传感器导向柱8、力传感器导向座11的导向和夹持头支撑柱2相对于夹持固定板6的滑动，相对于夹持头继续向前移动。此时，就会压缩力传感器弹簧9，将飞机长桁和蒙皮的接触力传递给力传感器7，当力传感器7所测的接触力超过给定的值时，通过控制系统控制停止飞机长桁夹持装置的前进，从而避免继续进给对蒙皮造成的损坏，实现了对装配过程中飞机长桁和蒙皮间接触力大小的监测。

夹持固定板6通过连接转轴4连接在连接座3上，夹持装置可以绕连接转轴4转动，以适应在蒙皮上不同位置的飞机长桁的转角。

Claims

1.一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，其特征在于，包括夹持架、导向座、夹持推杆、夹持固定座、夹持臂、气缸和力传感器；所述的夹持架包括夹持固定杆、2块夹持板和2块夹持固定板，其中2块夹持板分别固定在夹持固定杆一端两侧的外表面上，2块夹持固定板对称的固定在所述夹持板两侧的外表面上；夹持固定杆的另一端穿入夹持臂内；夹持臂固定在夹持固定杆的一端；

夹持固定座位于夹持臂内并紧固在夹持架的夹持板上；夹持推杆固定在夹持臂的一端；弹簧压套安装在夹持推杆端面的安装孔内，并且两者之间间隙配合；调节弹簧套装在弹簧压套的外表面；气缸安装在气缸脚架上，并且该气缸一端端面的气缸活塞杆位于弹簧压套内，与所述弹簧压套的内表面螺纹连接；气缸脚架固定在夹持板上；导向座固定在两个夹持板之间；连接座固定在两个夹持固定板之间。

2.如权利要求1所述一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，其特征在于，所述弹簧导柱的一端安装在气缸端面的孔内，另一端装入位于导向座上的弹簧导柱的安装孔内，并且所述弹簧导柱与气缸和导向座之间紧密配合；传感器弹簧套装在所述弹簧导柱上；力传感器安装在力传感器座上；连接座位于夹持固定板的一端。

3.如权利要求1所述一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，其特征在于，所述夹持臂由两个夹头组成，通过该夹头上的连接耳片，用夹持推轴固连成为夹持臂；连接时，将一个夹持头上的连接耳片插入另一个夹持头上的连接耳片内，并使两对连接耳片上的销孔同心。

4.如权利要求3所述一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，其特征在于，所述夹头上的连接耳片位于夹头内表面的一端，在该耳片上均有销孔，并且该销孔的中心线平行于板块的宽度方向；在夹持头板块内表面的另一端，有凸出该表面的凸块，该凸块的上表面有一对连接耳片，该连接耳片上均有中心线平行于板块的宽度方向的销孔；在所述凸块上有贯通该凸块宽度方向的弧形槽孔，用于安装夹持固定轴。

5.如权利要求1所述一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，其特征在于，所述夹持推杆为“U”形板状；在夹持推杆两个侧板上有安装夹持推轴的销孔；在夹持推杆“U”形槽底板的中心有弹簧压套的安装孔。

6.如权利要求1所述一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，其特征在于，在所述该导向座一个表面的四角分别有凸出该表面的固定片，导向座上对称分布有导向柱的安装孔；在导向座的几何中心有弹簧导柱的安装孔。

7.如权利要求1所述一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，其特征在于，所述连接座上有转轴安装孔；转轴与连接座间隙配合。

8.如权利要求1所述一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，其特征在于，所述夹持固定座的一个表面有“U”形槽，与该表面对称的另一个表面中心有横截面为方形的凸块；所述夹持固定座表面“U”形槽的深度须满足夹持推杆运动行程的需要；所述夹持固定座另一个表面的凸块的长度，以及该凸块两侧表面与所述固定座两侧表面之间的距离均根据被夹持长桁的尺寸确定；在夹持固定座上分布有3个销孔，通过夹持固定销将所述夹持固定座固定在两个夹持板之间。

9.如权利要求1所述一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，其特征在于，所述夹持固定杆的两端均为“U”形；其中一端“U”形的两个侧板内表面之间的宽度大于气缸的最大宽度，该端两个侧板外表面之间的宽度与两个夹持板内表面之间的宽度相同；所述夹持固定板另一端“U”形的两个侧板内表面之间的宽度大于夹持推杆的外径夹持臂的宽度。

10.如权利要求1所述一种用于飞机Z型长桁的夹持装置，其特征在于，力传感器座为板件；力传感器座的一个表面的两侧边缘有凸出该表面的连接板，该连接板上有安装孔，通过销子将力传感器座固定在两个夹持固定板之间；力传感器座的另一个表面为力传感器7的安装面，并且该表面对称的分布有一对导向柱，该导向柱分别穿入导向座上的导向柱孔内，并且所述导向柱与导向座之间间隙配合。