CN107117329A - 一种外翼翼盒后缘组件的定位支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外翼翼盒后缘组件的定位支撑装置，属于飞机数字化装配技术领域。定位支撑装置包括底座及用于对后缘组件进行定位支撑的定位支撑单元，底座包括安装底座及通过展向导轨滑块机构安装在安装底座上的伸缩底座，伸缩底座邻近后缘组件翼根的端部与安装底座固定连接，伸缩底座中的伸缩件为铝合金结构，定位支撑单元固设在伸缩底座上。采用该定位装置，通过件定位支撑单元固设在铝合金结构的伸缩座上，使后缘组件与定位支撑单元在航向上具有热膨胀相容性，在提后缘组件安装效率的同时，提高其安装质量。

Description

一种外翼翼盒后缘组件的定位支撑装置

技术领域

本发明涉及一种飞机装配工装，具体地说，涉及一种用于对大型飞机外翼翼盒装配中的后缘组件进行定位支撑的定位支撑装置。

背景技术

在现代飞机的装配过程中，飞机外翼翼盒装配为总装中的重要环节，在此装配过程中，需要使用定位支撑装置对后缘组件进行定位支撑，即将其支撑在与地基固定连接的底座上，并对其位姿进行调整，由于装配厂房很大，导致难以对翼盒所处的环境温度进行调控，会导后缘组件随环境温度变化而不断膨胀/收缩，而固定在地基上的支撑装置通常不会随之移动，即在后缘组件与其定位支撑装置间存有热变形协调误差，导致装配连接过程困难，装配效率低下，而且装配后的装配应力也较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种外翼翼盒后缘组件的定位支撑装置，以适配后缘组件与定位支撑装置间随安装环境温度变化所产生热变形协调误差，提高后缘组件的装配效率、质量。

为了实现上述目的，本发明提供的定位支撑装置包括底座及用于对后缘组件进行定位支撑的定位支撑单元，底座包括安装底座及通过展向导轨滑块机构安装在安装底座上的伸缩底座，伸缩底座邻近后缘组件翼根的端部与安装底座固定连接，伸缩底座中的伸缩件为铝合金结构，定位支撑单元固设在伸缩底座上。

在工作过程中，通过将后缘组件定位支撑装置的底座设计成包括安装底座及通过展向导轨滑块机构支撑于在安装底座上的伸缩底座，且伸缩底座中的伸缩件采用与翼盒相同的铝合金制成，从而使伸缩底座与后缘组件在航向上具有相协调的热膨胀系数，通过将定位支撑单元固设在伸缩座上，从而在装配过程中，定位支撑单元的位置会与后缘组件一起随安装环境温度变化而产生移动，以消除现有技术中固设在钢制底座上的定位支撑单元对后缘组件进行定位支撑所存在热变形约束问题，便于后缘组件的装配，以提高装配质量。

具体的方案为伸缩底座包括底板，底板由若干块端部通过连接件相互连接的伸缩件拼接成，底板邻近后缘组件翼根的端部与安装底座固定连接；展向导轨滑块机构包括若干段沿展向分布的展向导轨段及与展向导轨段相配合的滑块；伸缩件的底面固设有一个以上的滑块。便于制造，以降低成本。

另一个具体的方案为展向导轨滑块机构包括若干段沿展向均匀布置的展向导轨段及与展向导轨段相配合的滑块。便于制造，以降低成本。

再一个具体的方案为伸缩件为铝合金板，伸缩底座包括底板，底板由若干块端部通过连接件相互连接的铝合金板拼接成，底板中邻近后缘组件翼根的铝合金板与安装底座固定连接；展向导轨滑块机构包括固设在每块铝合金板底面上的一块上的滑块。便于制造，以降低成本。

更具体的方案为连接件为铝合金结构。

优选的方案为定位支撑单元包括用于对后缘组件位姿进行调整的三坐标数控定位器，该三坐标数控定位器包括固定座、横移座、横移致动器、纵移座、纵移致动器及升降机构，固定座固设在伸缩底座上；横移座通过横向导轨滑块机构与固定座滑动连接，横移致动器的定子与固定座固定连接，动子与横移座固定连接；纵移座通过纵向导轨滑块机构与横移座滑动连接，纵移致动器的定子与横移座固定连接，动子与纵移座固定连接；升降机构固设在纵移座上，升降端与后缘组件固定连接。通过调整升降端在三个自由度上的位移，从而可对与其固定连接后缘组件局的部区域位姿进行调姿，可进一步提高后缘组件的安装精度。

更有选的方案为升降端与后缘组件间通过带球头座的托板固定连接，托板与后缘组件固定连接，与球头座相配合的支撑球头与升降端固定连接。以在后缘组件与升降端间形成球铰连接，便于安装、调整的进行。

另一个优选的方案为定位支撑单元包括用于对后缘组件进行辅助支撑的单坐标数控定位器，单坐标数控定位器包括与伸缩底座固定连接的固定座，相对固定座可沿垂向往复移动的支撑轴及垂向致动器；垂向致动器的定子与固定座固定连接，动子与支撑轴固定连接。通过在垂向对后缘组件进行辅助支撑，以在航向上增强其刚性，提高其装配质量。

再一个优选方案为定位支撑单元包括交点定位器，交点定位器包括水平调整单元、支撑座、升降板、交点定位块及交点定位接头；水平调整单元包括固定底座、横向调整块及纵向调整块；横向调整块与固定底座通过横向导轨滑块机构滑动连接，且二者间设有横向位置手动微调机构；纵向调整块与横向调整块通过纵向导轨滑块机构滑动连接，且二者间设有纵向位置手动微调机构；支撑座的底部通过垂向旋转轴与纵向调整块转动连接，且二者间设有转角手动微调机构；升降板与支撑座间通过垂向导轨滑块机构滑动连接，且二者间设有相对位置锁定机构及辅助升降的气动弹簧；交点定位块通过纵向转轴与升降板转动连接，且二者间设有转角手动微调机构；交点定位接头通过横向转轴与交点定位块转动连接，且二者间设有转角手动微调机构。该交点定位器具有六个可调自由度，且均为通过手动微调机构进行调整，便于与后缘组件上的交点进行微调校正，提高后缘组件的装配精度。

附图说明

图1是安装有后缘组件的本发明实施例的立体图；

图2是图1中左侧端部区域的局部放大图；

图3是图1中右侧端部区域的局部放大图；

图4是本发明实施例中伸缩底座与安装底座间相互配合的结构示意图。

其中：01、后缘组件，1、安装底座，11、调整垫铁，21、展向导轨段，22、滑块，31、铝合金板，32、连接件，33、热变形锚点螺栓，4、三坐标数控定位器，41、固定座，42、横移座，43、横移致动器，44、纵移座，45、纵移致动器，46、升降底座，47、升降致动器，48、升降轴，5、单坐标数控定位器，51、固定座，52、垂向致动器，53、支撑轴，6、交点定位器，61、固定底座，62、横向位置手动微调机构，63、横向调整块，64、纵向调整块，65、纵向位置手动微调机构，66、支撑座，67、升降板，68、交点定位块，69、交点定位接头。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

实施例

参见图1至图4，外翼翼盒后缘组件的定位支撑装置包括底座及定位支撑单元，底座包括底板及固定在地基上的安装底座1，安装底座1由铁或钢铸成，底板由若干块端部通过铝合金制成的连接件32固定连接的铝合金板31拼接成的长板状结构；定位支撑单元包括支撑在后缘组件01与底板间的调姿单元、辅助支撑单元及多个交点定位器6，调姿单元由多个固设在底板上的三坐标数控定位器4构成，辅助支撑单元由多个单坐标数控定位器5构成。

在安装底座1的顶面上固设有由若干段沿外翼翼盒展向均匀布置的展向导轨段21构成的展向导轨，每块铝合金板31的下板面固设有与展向导轨段21相配合的滑块22，展向导轨与所有的滑块22一起构成本实施例中的展向导轨滑块机构，底板邻近外翼翼盒翼根的端部通过热变形锚点螺栓33与支撑底座1固定连接，即底板通过展向导轨滑块机构置于安装在支撑底座1上。

在安装底座1的底面固设有多个与地基固定连接的调整垫铁11。

如图2及图3所示，三坐标数控定位器4包括固定座41、横移座42、横移致动器43、纵移座44、纵移致动器45及升降机构，升降机构包括升降底座46、升降致动器47及升降轴48。

固定座41通过侧支架及固定螺栓与铝合金板31固定连接，横移座42通过横向导轨滑块机构与固定座41滑动连接，横移致动器43为气缸，其缸体与固定座41固定连接，活塞杆与横移座42固定连接，从而通过活塞杆相对缸体的轴向移动，以推动横移座42相对固定座41沿横向移动；纵移座44通过纵向导轨滑块机构与横移座42滑动连接，纵移致动器45为气缸，其缸体与横移座42固定连接，活塞杆与纵移座44固定连接，从而通过活塞杆相对缸体的轴向移动，以推动纵移座44在水平面内相对横移座42沿与横向相正交的纵向移动；升降座46与纵移座44固定连接，升降轴48相对升降座46可沿垂向往复移动，垂向致动器47为气缸，其缸体与升降座46固定连接，活塞杆与升降轴48固定连接，从而推动升降轴48在垂向上往复移动，升降轴48的上端构成本实施例中的升降端。

升降轴48的上端固设有支撑球头，后缘组件01在对应的位置处固设有带球头座的托板，通过球头座与支撑球头的配合，实现升降端与后缘组件01的固定连接，以在后缘组件与升降端间形成球铰连接，便于安装、调整的进行。

根据后缘组件01的位置，通过调整升降端在三个自由度上的位移，从而可对与其固定连接后缘组件局的部区域位姿进行调姿。

单坐标数控定位器5包括与伸缩底座固定连接的固定座51、相对固定座51可沿垂向往复移动的支撑轴53及垂向致动器52；垂向致动器为气缸，其缸体与固定座51固定连接，活塞杆与支撑轴53固定连接，从而推动支撑轴53在垂向上往复移动。通过支撑轴53在垂向位移调整以对后缘组件01进行辅助支撑，以在航向上增强其刚性。

在本实施例中，气缸的活塞杆构成致动器的动子，而缸体构成致动器的定子。

交点定位器6包括水平调整单元、支撑座66、升降板67、交点定位块68及交点定位接头69，水平调整单元包括固定底座61、横向调整块63及纵向调整块64。横向调整块63与固定底座61通过横向导轨滑块机构滑动连接，横向导轨滑块机构由横向燕尾滑槽及与之配合的滑块构成，且二者间设有横向位置手动微调机构62，横向位置手动微调机构62包括沿横向布置的调节螺栓及与之配合的调节螺母，调节螺栓的螺杆端与滑块可转动地固定连接，调节螺栓与横向燕尾滑槽固定连接，以通过转送调节螺栓推动滑块沿横向燕尾滑槽往复滑动。纵向调整块64与横向调整块63通过纵向导轨滑块机构滑动连接，纵向导轨滑块机构由纵向燕尾滑槽及与之配合的滑块构成，且二者间设有纵向位置手动微调机构65，纵向位置手动微调机构65包括沿纵向布置的调节螺栓及与之配合的调节螺母，调节螺栓的螺杆端与滑块可转动地固定连接，调节螺栓与纵向燕尾滑槽固定连接，以通过转送调节螺栓推动滑块沿纵向燕尾滑槽往复滑动；支撑座66的底部通过垂向旋转轴与纵向调整块64转动连接，且二者间设有转角手动微调机构；升降板67与支撑座66间通过垂向导轨滑块机构滑动连接，且二者间设有相对位置锁定机构及辅助升降的气动弹簧，相对位置锁定机构包括设于一者上的定位销孔座及设于另一者上的定位销，通过定位销插入设于定位销孔座上的销孔实现对二者间相对位置的固定；交点定位块68通过纵向转轴与升降板67转动连接，且二者间设有转角手动微调机构；交点定位接头69通过横向转轴与交点定位块68转动连接，且二者间设有转角手动微调机构。在本实施例中，转角手动微调机构结构均相同，以交点定位块68与升降板67间的转角手动微调机构为例进行说明，其包括与交点定位块68固定连接的紧定螺钉及可转动地固设在升降板67的一对调节螺钉，该对调节螺钉的轴向沿紧定螺钉径向布置，其二者螺杆端相对地抵靠在紧定螺钉的两侧上，从而拧进其中一个调节螺钉的同时，拧退另一个调节螺钉，以推动紧定螺钉绕纵向转轴旋转，从而带动升降板67相对交点定位块68绕纵向转轴旋转。

在装配过程中，由于后缘组件与底板均采用铝合金材料制成，二者在展向上将以相协调的热胀伸缩量进行变化，有效地解决现有技术中将定位支撑单元直接固定在与地基固定连接的底座上而导致热胀伸缩量不协调的问题，提高后缘组件的安装效率及翼盒的安装效果。

在使用过程中：

1)后缘组件01上架前，在后缘组件01上的指定位置安分别与单坐标数控定位器5及三坐标数控定位器4固定连接的托板；

2)调姿单元中的三坐标数控定位器4的升降端在三维中移动至吊装配置位置，辅助支撑单元中的单坐标数控定位器5的支撑轴在垂向上移动至其最低位置，交点定位器6移动到其最低位置；

3)将后缘组件01吊装到调姿单元上，后缘组件01和三坐标数控定位器4之间通过托板上的球头座与固设在升降轴48上的球头构成球铰连接；

4)根据测量得到的后缘组件01当前位姿，协调各三坐标数控定位器4完成后缘组件位姿调整；

5)交点定位器6升起，检查后缘组件01上的各交点位置；

6)辅助支撑单元中的多台单坐标数控定位器5的支撑轴53升起，形成对后缘组件01的辅助支撑。

从而具有以下优点：

1)伸缩底座与安装底座1在翼根端通过热变形锚点螺栓33实现固定连接，在翼展方向的其余位置通过展向导轨滑块机构实现滑动连接，可以避免钢制安装底座1的热变形对铝合金结构的伸缩底座的热变形产生影响，在展向消除安装底座1对伸缩底座的变形约束，即消除对后缘组件01的变形约束；

2)通过调姿单元和辅助支撑单元中多个定位器的协同运动实现对后缘组件01上下位置调整，以保证后缘组件01在无变形状态下与交点定位器6协调，有助于外翼翼盒的高效率、少应力装配的实现；

3)随安装环境温度的变化，伸缩底座带动调姿单元、辅助支撑单元、交点定位器组成的定位支撑单元实现沿翼展方向与翼盒组件的自适应热变形协调。

以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外翼翼盒后缘组件的定位支撑装置，包括底座及用于对后缘组件进行定位支撑的定位支撑单元；

其特征在于：

所述底座包括安装底座及通过展向导轨滑块机构安装在所述安装底座上的伸缩底座，所述伸缩底座邻近后缘组件翼根的端部与所述安装底座固定连接，所述伸缩底座中的伸缩件为铝合金结构；

所述定位支撑单元固设在所述伸缩底座上。

2.根据权利要求1所述的定位支撑装置，其特征在于：

所述伸缩底座包括底板，所述底板由若干块端部通过连接件相互连接的所述伸缩件拼接成，所述底板邻近后缘组件翼根的端部与所述安装底座固定连接；

所述展向导轨滑块机构包括若干段沿展向分布的展向导轨段及与所述展向导轨段相配合的滑块；

所述伸缩件的底面固设有一个以上的所述滑块。

3.根据权利要求1所述的定位支撑装置，其特征在于：

所述展向导轨滑块机构包括若干段沿展向均匀布置的展向导轨段及与所述展向导轨段相配合的滑块。

4.根据权利要求1所述的定位支撑装置，其特征在于：

所述伸缩件为铝合金板；

所述伸缩底座包括底板，所述底板由若干块端部通过连接件相互连接的所述铝合金板拼接成，所述底板中邻近后缘组件翼根的铝合金板与所述安装底座固定连接；

所述展向导轨滑块机构包括固设在每块铝合金板底面上的一块上的滑块。

5.根据权利要求4所述的定位支撑装置，其特征在于：

所述连接件为铝合金结构。

6.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的定位支撑装置，其特征在于：

所述定位支撑单元包括用于对后缘组件位姿进行调整的三坐标数控定位器，所述三坐标数控定位器包括固定座、横移座、横移致动器、纵移座、纵移致动器及升降机构，所述固定座固设在所述伸缩底座上；

所述横移座通过横向导轨滑块机构与所述固定座滑动连接，所述横移致动器的定子与所述固定座固定连接，动子与所述横移座固定连接；

所述纵移座通过纵向导轨滑块机构与所述横移座滑动连接，所述纵移致动器的定子与所述横移座固定连接，动子与所述纵移座固定连接；

所述升降机构固设在所述纵移座上，升降端与后缘组件固定连接。

7.根据权利要求6所述的定位支撑装置，其特征在于：

所述升降端与后缘组件间通过带球头座的托板固定连接，所述托板与后缘组件固定连接，与所述球头座相配合的支撑球头与所述升降端固定连接。

8.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的定位支撑装置，其特征在于：

所述定位支撑单元包括用于对后缘组件进行辅助支撑的单坐标数控定位器，所述单坐标数控定位器包括与所述伸缩底座固定连接的固定座、相对所述固定座可沿垂向往复移动的支撑轴及垂向致动器；

所述垂向致动器的定子与所述固定座固定连接，动子与所述支撑轴固定连接。

9.根据权利要求8所述的定位支撑装置，其特征在于：

所述支撑轴通过带球头座的托板与后缘组件固定连接，所述托板与后缘组件固定连接，与所述球头座相配合的支撑球头与所述支撑轴固定连接。

10.根据权利要求1至5任一项所述的定位支撑装置，其特征在于：

所述定位支撑单元包括交点定位器，所述交点定位器包括水平调整单元、支撑座、升降板、交点定位块及交点定位接头；

所述水平调整单元包括固定底座、横向调整块及纵向调整块；所述横向调整块与所述固定底座通过横向导轨滑块机构滑动连接，且二者间设有横向位置手动微调机构；所述纵向调整块与所述横向调整块通过纵向导轨滑块机构滑动连接，且二者间设有纵向位置手动微调机构；

所述支撑座的底部通过垂向旋转轴与所述纵向调整块转动连接，且二者间设有转角手动微调机构；所述升降板与所述支撑座间通过垂向导轨滑块机构滑动连接，且二者间设有相对位置锁定机构及辅助升降的气动弹簧；所述交点定位块通过纵向转轴与所述升降板转动连接，且二者间设有转角手动微调机构；所述交点定位接头通过横向转轴与所述交点定位块转动连接，且二者间设有转角手动微调机构。