CN110044629A - 用于航空压气机零件表面检查的支架结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是航空发动机维护技术领域的一种用于航空压气机零件表面检查的支架结构，包括支架主体、检查装置和夹紧装置，所述夹紧装置包括左右两块卡板和位于两块卡板中间的两个夹紧臂，所述两块卡板可分别卡在航空压器机零件表面凹槽两侧的卡口上，所述两个夹紧臂靠近支架主体的一端铰接，另一端由连杆机构带动实现开闭，使其可撑开卡紧在航空压器机零件表面的凹槽内壁上。本发明利用支架主体的长度作为定焦距离，配合卡板可实现迅速定位，然后利用连杆机构带动两个夹紧臂在零件的内凹槽处施加夹紧力将整个支架结构固定在零件表面，从而实现检查装置的快速定焦固定，提高了作业效率，保证了后续检查维护工作的可靠性和精确性。

Description

用于航空压气机零件表面检查的支架结构

技术领域

本发明涉及航空发动机维护技术领域，尤其涉及一种用于航空压气机零件表面检查的支架结构。

背景技术

在航空行业中，飞机发动机在经过长时间的使用后需要定期进行维护检查。尤其对于燃烧室的零件，通常燃烧室内燃烧区的工作温度大约为2000℃，燃烧室壁温通常在900℃以上，对于高温合金表面防护涂层磨损，开裂的检查尤为重要。

在进行发动机零件表面检查时，需要使用检查装置(如工业相机)对零件局部进行放大处理，而工业相机为定焦相机，对于对焦的范围非常敏感。传统的人工手持拍照方式效率低下；而独立放置的工业相机支架过于笨重，也很难满足相机的对焦要求。由于这些因素，发动机零件表面检查的效率无法提升，对于整个维护检查的周期造成了很大的影响。

发明内容

为克服现有工业相机在发动机零件表面检查时存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种便于检查装置对焦，提高零件表面检查效率的用于航空压气机零件表面检查的支架结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

用于航空压气机零件表面检查的支架结构，包括支架主体，支架主体的上端可安装检查装置，支架主体下端设有夹紧装置，所述夹紧装置包括左右两块卡板和位于两块卡板中间的两个夹紧臂，所述两块卡板可分别卡在航空压器机零件表面凹槽两侧的卡口上，所述两个夹紧臂靠近支架主体的一端铰接，另一端由连杆机构带动实现开闭，使其可撑开卡紧在航空压器机零件表面的凹槽内壁上。

进一步的是，所述检查装置为工业相机。

进一步的是，所述检测装置通过相机连接支架与支架主体相连，所述相机连接支架与支架主体在竖直面上的夹角为10～20°。

进一步的是，所述支架主体的侧面设有把手。

进一步的是，所述两块卡板分别为主定位卡板和从定位卡板，两者的宽度满足主定位卡板与卡口为小间隙配合，从定位卡板与卡口为大间隙配合。

进一步的是，所述两个夹紧臂远离支架主体的一端均设有一个压脚，压脚位于所在夹紧臂撑开方向的外侧。

进一步的是，所述连杆机构包括主轴、固定轴和连杆，所述主轴可沿支架主体上下滑动，并在滑动的路径上设有弹簧，主轴下端与两个夹紧臂的上端铰接，所述固定轴与支架主体的下端相连，所述连杆包括两根，两根连杆的一端与固定轴的下端铰接，另一端分别与两个夹紧臂的中部铰接。

进一步的是，所述固定轴设置在支架主体底部中心位置，所述主轴的下端设有两个支臂，两个支臂分别位于固定轴两侧，所述固定轴的中部沿其长度方向设有条形孔，条形孔内穿插有一根转轴，所述转轴两端分别与两个夹紧臂的上端以及两个支臂的端部铰接。

进一步的是，所述支架主体的上端设有线性轴承，下端设有定位板，所述定位板的中部设有安装孔，安装孔的两侧设有导向孔，所述主轴的上端穿接在线性轴承内，并超出支架主体上端，下端的两个支臂穿接在导向孔内，所述固定轴穿插在安装孔内。

进一步的是，所述弹簧的上端安装在主轴下端两个支臂的中间，弹簧下端与固定轴的上端相连。

本发明的有益效果是：利用支架主体的长度作为定焦距离，配合夹紧装置的两块卡板可迅速定位检查装置的位置，然后利用连杆机构带动两个夹紧臂在零件的内凹槽处施加夹紧力将整个支架结构固定在零件表面，从而实现检查装置的快速定焦固定，提高了作业效率，保证了后续检查维护工作的可靠性和精确性。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明与航空压气机零件连接示意图。

图3是本发明连杆机构示意图。

图4是本发明夹紧装置局部放大图。

图中标记为，1-支架主体，2-相机连接支架，3-夹紧装置，4-航空压气机零件，5-主轴，6-固定轴，7-连杆，8-弹簧，9-转轴，11-把手，12-线性轴承，13-定位板，31-卡板，32-夹紧臂，41-凹槽，42-卡口，51-支臂，61-条形孔，131-安装孔，132-导向孔，311-主定位卡板，312-从定位卡板，321-压脚。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图2所示，航空压气机零件4的表面具有开口较小、内部空间较大的凹槽41，在凹槽41的两侧设有卡口42。传统方式在对航空压气机零件4的表面进行检查时一般通过手持工业相机进行拍摄或是采用复杂的机械臂进行辅助拍摄，两者都存在各自的缺点，在实际维护工作中效率低，耗费的人力、物力成本较高。

本发明针对航空压气机零件4表面的特殊结构，设计了与之相匹配的支架结构来提高作业效率。具体结构如图1所示，包括支架主体1，所述位于支架主体1的上端可安装检查装置，支架主体1的下端设有夹紧装置3，所述夹紧装置3包括左右两块卡板31和位于两块卡板31中间的两个夹紧臂32，所述两块卡板31可分别卡在航空压器机零件4表面凹槽41两侧的卡口42上，所述两个夹紧臂32靠近支架主体1的一端铰接，另一端由连杆机构带动实现开闭，使其可撑开卡紧在航空压器机零件4表面的凹槽41内壁上。

支架主体1的长度满足检查装置的定焦距离，可根据实际应用场景进行定制，或是设计成长度可调的结构形式。所述的检查装置包括但不限于工业相机，普通摄像设备或是其它需要确定距离后再进行检查的设备均可。卡板31和夹紧臂32的尺寸同样根据实际需求进行选择，或是设计成可拆卸更换的结构形式。所述连杆机构可采用多种形式，能实现将一根连杆一个方向的位移转换为两个夹紧臂32的开合即可。

本发明的工作过程是：首先确定需要进行检查的位置，然后将夹紧装置3的两块卡板31插入凹槽41两侧的卡口42上，此时两个夹紧臂32处于合拢状态，可随卡板31的插入凹槽41内，定位完成后拨动连杆机构，使两个夹紧臂32向两侧撑开与凹槽41接触直到卡紧，最后启动检查装置进行定位检查，待该点检查完毕后再移动支架结构到下一个检查点。整个过程方便快捷，只靠一个检查人员一只手握住支架主体1并拨动连杆，另一只手操作检查装置即可，作业效率大大提高，并且检查的精确性和可靠性都有保障。

当采用工业相机对零件表面进行检查时，需要检查人员注视相机，因此，为了满足人体工学，将所述检测装置，即工业相机通过相机连接支架2与支架主体1相连，所述相机连接支架2与支架主体1在竖直面上的夹角为10～30°。为了方便检查人员一手持握支架主体1，在所述支架主体1的侧面设有把手11。

由于凹槽41以及卡口42的结构尺寸均较小，在将卡板31准确插入到卡口42中还是需要一定技巧。为了提高安放支架结构的效率，将所述两块卡板31分别设定为主定位卡板311和从定位卡板312，两者的宽度满足主定位卡板311与卡口42为小间隙配合，从定位卡板312与卡口42为大间隙配合。所谓小间隙配合指主定位卡板311的厚度比卡口42宽度小0.1～0.2mm，所谓大间隙配合指从定位卡板312的厚度比卡口42宽度小0.3～0.4mm。这样在利用卡板31定位时，只需注意先将定位卡板311卡入一侧的卡口42内，然后另一侧的从定位卡板312就会顺势进入另一侧的卡口42，从而提高定位效率。

定位完成后需要利用夹紧臂32来保证支架结构的稳定性，避免在后续检测过程中支架晃动。由于凹槽41开口较小，内部空间较大，为了提高夹紧作用力，在所述两个夹紧臂32远离支架主体1的一端均设有一个压脚321，压脚321位于所在夹紧臂32撑开方向的外侧。所述压脚321可以采用聚缩醛材料制作，避免划伤零件，可以根据产品调整压脚321的位置。当夹紧臂32撑开时，两个压脚321可分别抵在凹槽41的两侧壁上，并且作用力的方向为斜向上方向，这样凹槽41给支架的反作用力在竖直方向的分力就与卡口42对卡板31的支撑力形成平衡力，从而使支架结构牢牢固定在凹槽41内。

由于能实现夹紧臂32开合功能的连杆机构太多，不能穷尽，本申请优选了其中的一种。如图3所示，所述连杆机构包括主轴5、固定轴6和连杆7，所述主轴5可沿支架主体1上下滑动，并在滑动的路径上设有弹簧8，弹簧8连接在主轴5与支架本体1之间，弹簧8的伸缩方向与主轴5的移动方向一致，主轴5下端与两个夹紧臂32的上端铰接，所述固定轴6与支架主体1的下端相连，所述连杆7包括两根，两根连杆7的一端与固定轴6的下端铰接，另一端分别与两个夹紧臂32的中部铰接。

该连杆机构的工作过程是：在自然状态下，主轴5受弹簧8作用处于支架主体1的最上端，此时主轴5带动夹紧臂32的上端向上移动到最高处，在连杆作用下，两个夹紧臂32处于合拢状态；当向下推动主轴5时，夹紧臂32的上端向下移动，在连杆7的作用下，夹紧臂32远离主轴5的一端就会向外转动，从而实现两个夹紧臂32向外撑开的动作，控制好推动主轴5的力度并保持，待检查完成后，松开主轴5，主轴5就会在弹簧8作用下向上移动，收起夹紧臂32。

在上述方案中，为了简化结构，两个夹紧臂32可以像普通钳子一样铰接在同一竖直面上，但这样在凹槽41轴向上的定位就会不稳定，支架存在可沿凹槽41轴向滑动的缺陷。因此，进一步的改进如图4所示：将所述固定轴6设置在支架主体1底部中心位置，所述主轴5的下端设有两个支臂51，两个支臂51分别位于固定轴6两侧，所述固定轴6的中部沿其长度方向设有条形孔61，条形孔61内穿插有一根转轴9，所述转轴9两端分别与两个夹紧臂32的上端以及两个支臂51的端部铰接。

该方案在满足上述功能的前提下还能提高支架结构在凹槽41轴向上定位的稳定性。因为两个夹紧臂32的作用力不在一个竖直面上，凹槽41给与的反作用力就会给支架主体1一个使其旋转的扭矩，与此同时，卡板31与卡口42的面接触又限制了支架主体1的转动，因此，该扭矩就会提高卡板31与卡口42接触的紧密性，从而提高两者的摩擦力，最终达到了提高支架结构在凹槽41轴向上定位的稳定性，进一步避免了在检查过程中支架的晃动。

为了提高支架主体1自身结构的稳定、使用寿命以及操作的便利性，在所述支架主体1的上端设有线性轴承12，下端设有定位板13，所述定位板13的中部设有安装孔131，安装孔131的两侧设有导向孔132，所述主轴5的上端穿接在线性轴承12内，并超出支架主体1上端，下端的两个支臂51穿接在导向孔132内，所述固定轴6穿插在安装孔131内。

对于有铰接的位置，可通过安装滚动轴承来提高转动的可靠性，利用线性轴承12和导向孔132的配合，可使主轴5上下移动更加顺畅，同时提高了稳定性和使用寿命，主轴5上端超出支架主体1上端，在夹紧过程中只需用握住支架主体1的手的大拇指向下压动主轴5即可实现支架的夹紧固定，方便快捷。固定轴6在穿过安装孔131后可采用螺栓与定位板13进行连接，便于装置。

对于弹簧8的安装方式，最好将其设置在主轴5与固定轴6之间，弹簧8的上端安装在主轴5下端两个支臂51的中间，弹簧8下端与固定轴6的上端相连。使弹簧8尽量靠近夹紧臂32，可提高手压动主轴的触感，便于控制夹紧力。

本发明利用发动机零件本身的卡槽和凹槽内壁作为着力点，通过卡板和夹紧臂固定检查设备的位置，操作简单方便，不需要大量时间调整检测装置的位置进行对焦，减少了操作时间，提高了作业效率，并且该支架结构轻便灵活，实用范围广，成本低廉，有利于推广到复数的维护生产线上，具有很好的实用性和应用前景。

Claims (10)

1.用于航空压气机零件表面检查的支架结构，其特征是：包括支架主体(1)，所述支架主体(1)的上端可安装检查装置，支架主体(1)下端设有夹紧装置(3)，所述夹紧装置(3)包括左右两块卡板(31)和位于两块卡板(31)中间的两个夹紧臂(32)，所述两块卡板(31)可分别卡在航空压器机零件(4)表面的凹槽(41)两侧的卡口(42)上，所述两个夹紧臂(32)靠近支架主体(1)的一端铰接，另一端由连杆机构带动实现开闭，使其可撑开卡紧在航空压器机零件(4)表面的凹槽(41)的内壁上。

2.如权利要求1所述的用于航空压气机零件表面检查的支架结构，其特征是：所述检查装置为工业相机。

3.如权利要求2所述的用于航空压气机零件表面检查的支架结构，其特征是：所述检测装置通过相机连接支架(2)与支架主体(1)相连，所述相机连接支架(2)与支架主体(1)在竖直面上的夹角为10～20°。

4.如权利要求1所述的用于航空压气机零件表面检查的支架结构，其特征是：所述支架主体(1)的侧面设有把手(11)。

5.如权利要求1所述的用于航空压气机零件表面检查的支架结构，其特征是：所述两块卡板(31)分别为主定位卡板(311)和从定位卡板(312)，两者的宽度满足主定位卡板(311)与卡口(42)为小间隙配合，从定位卡板(312)与卡口(42)为大间隙配合。

6.如权利要求1所述的用于航空压气机零件表面检查的支架结构，其特征是：所述两个夹紧臂(32)远离支架主体(1)的一端均设有一个压脚(321)，压脚(321)位于所在夹紧臂(32)撑开方向的外侧。

7.如权利要求1～6任意一项权利要求所述的用于航空压气机零件表面检查的支架结构，其特征是：所述连杆机构包括主轴(5)、固定轴(6)和连杆(7)，所述主轴(5)可沿支架主体(1)上下滑动，并在滑动的路径上设有弹簧(8)，主轴(5)下端与两个夹紧臂(32)的上端铰接，所述固定轴(6)与支架主体(1)的下端相连，所述连杆(7)包括两根，两根连杆(7)的一端与固定轴(6)的下端铰接，另一端分别与两个夹紧臂(32)的中部铰接。

8.如权利要求7所述的用于航空压气机零件表面检查的支架结构，其特征是：所述固定轴(6)设置在支架主体(1)的底部中心位置，所述主轴(5)的下端设有两个支臂(51)，两个支臂(51)分别位于固定轴(6)两侧，所述固定轴(6)的中部沿其长度方向设有条形孔(61)，条形孔(61)内穿插有一根转轴(9)，所述转轴(9)两端分别与两个夹紧臂(32)的上端以及两个支臂(51)的端部铰接。

9.如权利要求8所述的用于航空压气机零件表面检查的支架结构，其特征是：所述支架主体(1)的上端设有线性轴承(12)，下端设有定位板(13)，所述定位板(13)的中部设有安装孔(131)，安装孔(131)的两侧设有导向孔(132)，所述主轴(5)的上端穿接在线性轴承(12)内，并超出支架主体(1)上端，下端的两个支臂(51)穿接在导向孔(132)内，所述固定轴(6)穿插在安装孔(131)内。

10.如权利要求9所述的用于航空压气机零件表面检查的支架结构，其特征是：所述弹簧(8)的上端安装在主轴(5)下端两个支臂(51)的中间，弹簧(8)下端与固定轴(6)的上端相连。