CN103447988B - 自适应柔性托扶定位机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应柔性托扶定位机构，包括自适应柔性定位单元和托扶框架组件，自适应柔性定位单元与托扶框架组件连接，通过托扶框架组件支撑定位和自适应柔性定位单元的调整，可以实现一组托扶定位机构用于多种机型钻铆接装配的托扶定位功能，实现了托扶定位器的通用性和便捷性，节省了飞机制造成本，很大程度上解决了工装占地问题，也大大提升了飞机钻铆接装配制造效率，结构简单可靠。

Description

自适应柔性托扶定位机构

技术领域

本发明涉及一种具有自适应与可调整的柔性托扶定位机构，在飞机装配过程中，钻铆接时用于托扶定位的机构，属于航空制造工程/飞机装配领域。

背景技术

伴随着飞机性能不断提高，飞机装配质量也相应提高，进而自动化钻/铆接设备也相应发展起来。飞机产品上可以用于制孔或钻铆接的定位交点具有限定的区域，又考虑到自动化钻/铆接中，保证自动钻/铆接的质量，需要解决托扶接触应力不均、定位刚性不足、工装的震颤等问题。因此，具有自适应性、可调整性、可操作性的托扶定位机构的设计与应用已经迫不及待。

在飞机装配中，各个连接件的装配钻铆接工作量非常大，传统的飞机装配钻铆接采用刚性专用工装形式，一个工装对应一个结构件进行钻铆接装配，每个型号的飞机装配钻铆接都要制造大量装配钻铆接工装，特别是传统的刚性专用飞机装配钻铆工装定位单元的位置不可移动调节和更换托扶定位机构，因此，在钻铆接装配中，需要制造多个适应不同状态的专用托扶定位机构。当飞机型号改变时，这些专用的刚性工装托扶定位机构必须重新设计制造，这不仅延长了飞机的装配制造周期，提高了飞机制造成本，而且工装的存储占地面积大，随着各种新机型的增多，工装存储占地问题严峻。传统刚性钻铆接托扶定位机构的上述弊端，同样制约了我国飞机制造业的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供面向飞机钻铆接过程中的一种具有自适应与可调整的功能的柔性托扶定位机构。

自适应柔性托扶定位机构，包括自适应柔性定位单元和托扶框架组件，自适应柔性定位单元与托扶框架组件连接；

自适应柔性定位单元包括万向旋转头、可调连接杆和主连接杆；主连接杆上端设有轴肩，中下部设有腰形孔，主连接杆的外周自上至下设有自适应定位弹簧和支撑定位弹簧，轴肩和主连接杆内设有内螺纹孔，可调连接杆下方与主连接杆螺纹连接，可调连接杆上方连接万向旋转头，可调连接杆上设有调节孔，制动螺母位于调节孔与轴肩之间；

托扶框架组件的结构是：支撑主板的上方分别与上定位板和下定位板连接，下方设有腰形定位孔；支撑板位于上定位板和下定位板间，支撑板通过定位锁紧螺栓分别与上定位板和下定位板连接，上定位板和下定位板上对应设有连接杆定位孔，下定位板的侧面设有连接杆限位孔；

自适应定位弹簧位于上定位板上方，支撑定位弹簧位于上定位板和下定位板之间，定位销分别穿过连接杆限位孔和腰形孔。

上述的自适应柔性托扶定位机构，所述的支撑主板在下定位板的下方连接加强筋。

本发明的有益效果：本发明为自适应柔性托扶定位机构，通过托扶框架组件支撑定位、自适应柔性定位单元的调整，包括对柔性定位组件的摆动调整及其配合主连接杆直线调整，就可以实现对平面或任意角度曲面的托扶定位。优点如下：

1、该机构的柔性定位组件能够实现自适应托扶调整定位，可以满足飞机平面外形和曲面外形的多状态托扶定位需求，保证飞机钻铆接的质量要求；

2、该机构通过调整可调连接杆伸缩长度和力矩扳手托扶力矩调整，就能够完成对复杂托扶面的数字化力矩调整，根据托扶定位材料不同，可以设定不同材料托扶定位力大小；

3、该机构设有自适应定位弹簧和支撑定位弹簧组件，在强应力装配情况下，能够根据被定位零部件外形自动调整力度大小，避免对飞机外形产生硬损伤，也通过弹簧拉伸作用力自动调整整个机构内应力并实现对机构支撑定位。

4、该机构通用性强，可以大大节省飞机制造成本，缩短飞机制造周期，极大地解决工装占地问题。

    综上，自适应柔性托扶定位机构通过柔性定位组件和可调连接杆伸缩长度及其力矩扳手托扶力矩调整，可以满足飞机复杂外形的托扶需求，在飞机钻铆接装配中，可以实现一组托扶定位机构用于多种机型钻铆接装配的托扶定位功能，实现了托扶定位器的通用性和便捷性，节省了飞机制造成本，很大程度上解决了工装占地问题，也大大提升了飞机钻铆接装配制造效率，结构简单可靠。

附图说明

图1是自适应柔性托扶定位机构的整体结构示意图。

图2是自适应柔性定位单元的结构示意图。

图3是托扶框架组件的结构示意图。

图4是柔性定位组件的结构示意图。

图5是主连接杆的结构示意图。

具体实施方式

如图1-5所示，自适应柔性托扶定位机构，包括自适应柔性定位单元1和托扶框架组件2，自适应柔性定位单元1通过托扶框架组件2支撑定位，通过托扶框架组件2支撑定位和自适应柔性定位单元1的调整，包括对柔性定位组件的摆动调整及其配合主连接杆8的直线调整，就可以实现对平面或任意角度曲面的托扶定位，使用时通过托扶框架组件2上的腰形定位孔9与任意钻铆接工装设备连接。

托扶框架组件2的结构是：支撑主板10的上方分别与上定位板13-1和下定位板13-2连接，下方设有腰形定位孔9；支撑板16位于上定位板13-1和下定位板13-2间，支撑板16通过定位锁紧螺栓14分别与上定位板13-1和下定位板13-2连接，上定位板13-1和下定位板13-2上对应设有连接杆定位孔15，下定位板13-2的侧面设有连接杆限位孔12；所述的支撑主板10在下定位板13-2的下方连接加强筋11。

自适应柔性定位单元1包括万向旋转头3、可调连接杆19和主连接杆8；主连接杆8上端设有轴肩21，中下部设有腰形孔6，主连接杆8的外周自上至下设有自适应定位弹簧4和支撑定位弹簧7，轴肩21和主连接杆8内设有内螺纹孔20，可调连接杆19下方与主连接杆8螺纹连接，可调连接杆19上方连接万向旋转头3，可调连接杆19上设有调节孔17，制动螺母18位于调节孔17与轴肩21之间；自适应定位弹簧4位于上定位板13-1上方，支撑定位弹簧7位于上定位板13-1和下定位板13-2之间，定位销5分别穿过连接杆限位孔12和腰形孔6。

    自适应摆动角度调整是通过自适应柔性定位单元1的万向旋转头3在左右两侧30°以内任意摆动角度自适应调整，以适应不同曲面的托扶定位需求，最终完成了该机构自适应角度调整。

    托扶应力调整是通过力矩扳手对可调连接杆19伸缩长度进行调整，进而实现柔性定位组件中万向旋转头3与托扶面的应力控制与读取，最终完成了该机构的托扶应力调整。

Claims (2)

1.自适应柔性托扶定位机构，其特征在于：包括自适应柔性定位单元（1）和托扶框架组件（2），自适应柔性定位单元（1）与托扶框架组件（2）连接；

自适应柔性定位单元（1）包括万向旋转头（3）、可调连接杆（19）和主连接杆（8）；主连接杆（8）上端设有轴肩（21），中下部设有腰形孔（6），主连接杆（8）的外周自上至下设有自适应定位弹簧（4）和支撑定位弹簧（7），轴肩（21）和主连接杆（8）内设有内螺纹孔（20），可调连接杆（19）下方与主连接杆（8）螺纹连接，可调连接杆（19）上方连接万向旋转头（3），可调连接杆（19）上设有调节孔（17），制动螺母（18）位于调节孔（17）与轴肩（21）之间，万向旋转头（3）的摆动范围为左右两侧30°以内；

托扶框架组件（2）的结构是：支撑主板（10）的上方分别与上定位板（13-1）和下定位板（13-2）连接，下方设有腰形定位孔（9）；支撑板（16）位于上定位板（13-1）和下定位板（13-2）间，支撑板（16）通过定位锁紧螺栓（14）分别与上定位板（13-1）和下定位板（13-2）连接，上定位板（13-1）和下定位板（13-2）上对应设有连接杆定位孔（15），下定位板（13-2）的侧面设有连接杆限位孔（12）；

自适应定位弹簧（4）位于上定位板（13-1）上方，支撑定位弹簧（7）位于上定位板（13-1）和下定位板（13-2）之间，定位销（5）分别穿过连接杆限位孔（12）和腰形孔（6）。

2.如权利要求1所述的自适应柔性托扶定位机构，其特征在于：所述的支撑主板（10）在下定位板（13-2）的下方连接加强筋（11）。