CN112659011B - 一种舵面折叠、释放工装及舵面折叠和释放方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舵面折叠、释放工装及舵面折叠和释放方法，属于结构装配技术领域，解决了现有技术中舵面折叠困难的问题。本发明工装包括抱环和压紧机构；所述抱环具有舵面容纳部和飞行器表面共形部，所述舵面容纳部和飞行器表面共形部交错分布，舵面容纳部用于容纳舵面，飞行器表面共形部与飞行器表面接触，用于固定飞行器；所述压紧机构设置在抱环上，用于对舵面进行折叠。本发明适用于舵面的折叠。

Description

一种舵面折叠、释放工装及舵面折叠和释放方法

技术领域

本发明属于结构装配技术领域，特别涉及一种舵面折叠、释放工装及舵面折叠和释放方法。

背景技术

近年随着飞行器的不断发展进步，舵面作为飞行器姿态调节的关键部件，其各项指标参数也不断提高。由于飞行器存放装置的要求，飞行器在存放箱中舵面应处于收拢状态，而出箱过程中在机构的驱动下变为展开状态。因此在飞行器总装过程中，无论飞行器装箱以及各种相关试验均需对舵面进行反复折叠及释放，通常相关操作在解锁装置的配合下进行手工操作实施，该种方式在多种飞行器上广泛的应用。

随着舵面指标的提高，无论是由于舵面表面的各种涂层的广泛应用，使得舵面表面防护要求不断提高，严禁任何磕碰及划伤；以及舵面展开力矩的不断提升，使得手工折翼操作越来越难，都对新型舵面折叠方法提出更高的要求。

发明内容

鉴于以上分析，本发明旨在提供一种舵面折叠、释放工装及舵面折叠和释放方法，用以解决现有技术中舵面折叠困难的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种舵面折叠、释放工装，包括抱环和压紧机构；

抱环具有舵面容纳部和飞行器表面共形部，舵面容纳部和飞行器表面共形部交错分布，舵面容纳部用于容纳舵面，飞行器表面共形部与飞行器表面接触，用于固定飞行器；

压紧机构设置在抱环上，用于对舵面进行折叠。

进一步的，抱环由多个抱卡组件构成，抱卡组件包括卡块和卡块安装板，多个卡块安装板两两相连形成闭环，卡块一端设置在卡块安装板上，另一端与飞行器表面共形且接触，相邻两个卡块之间形成舵面容纳腔。

进一步的，压紧机构包括压板和顶升机构；

压板一端铰接在卡块上，压板可绕铰接轴转动，压板另一端与顶升机构连接。

进一步的，铰接轴与舵面顶部平行。

进一步的，顶升机构为螺旋机构，包括螺杆和手柄；

螺杆一端与压板采用球铰连接，螺杆另一端穿过卡块安装板，螺杆与卡块安装板螺纹连接。

进一步的，顶升机构上设置有机械挡块。

进一步的，工装还包括滑块，滑块设置在舵面上与压板接触的区域。

进一步的，工装还包括轴向限位挡板，轴向限位挡板用于卡住飞行器轴向的其他部件，完成工装的轴向限位；

抱环上设置有定位刻线，用于对工装进行周向定位。

另一方面，本发明还提供了一种舵面折叠方法，包括以下步骤：

步骤1.将工装安装在飞行器上；

步骤2.将压板搭至舵面上，通过顶升机构将舵面折叠至指定折叠位置；

步骤3.将飞行器放入存放箱内，通过存放箱对舵面进行限位；

步骤4.拆除工装。

进一步的，步骤1包括：

将压板恢复至初始位置；

将部分抱卡组件连接并安装在飞行器上；

通过轴向限位挡板和定位刻线完成工装的轴向和周向定位；

将剩余的抱卡组件进行装配，形成闭合的抱环。

另一方面，本发明还提供了一种舵面释放方法，包括以下步骤：

步骤1.在存放箱内将工装安装到飞行器上；

步骤2.通过顶升机构将压板搭至舵面上；

步骤3.将飞行器从存放箱中取出；

步骤4.顶升机构控制压板逐渐回收，缓慢释放舵面直至展开位置；多个压板的收回是同步进行的；

步骤5.拆除工装。

与现有技术相比，本发明至少能实现以下技术效果之一：

舵面作为产品姿态调节的关键部件，其收拢展开为产品装配、试验以及装箱过程的必要操作。随着舵面指标的提高，舵面表面防护要求不断提高，以及舵面展开力矩的不断提升，使得手工折翼操作越来越难，本发明提供的装置及方法，实现舵面轻松和可靠的折叠释放，同时满足产品本身的安全防护要求，可操作性强，已实现了产品上的应用。

1)本发明工装采用抱环和压紧机构的方式，大大提高了舵面折叠效率；相邻两个卡块之间形成舵面容纳腔，使得工装既可以固定在飞行器上，又不会碰触到舵面，减少磕碰隐患。

2)卡块与飞行器的接触面设置软性材料进行保护，确保了舵面折叠过程中工装不与飞行器发生攒动，减少工装与飞行器发生磕碰。

3)卡块第一端的宽度大于第二端的宽度，使得卡块形成类似梯形的形状。一方面，第一端宽度较大可提高工装工作时卡块的稳定性；另一方面，靠近飞行器的方向圆的半径逐渐减小，第二端设置宽度较小，才能在靠近飞行器表面区域的舵面容纳腔提供足够的操作空间。

4)将卡块与卡块安装板设置为可拆卸连接，根据飞行器的尺寸更换整个卡块，可根据飞行器具有不同的规格，舵面的数量、尺寸进行调整，扩大了舵面折叠、释放工装的适用范围。

5)本发明在舵面上与压板接触的区域设置滑块，滑块与舵面的接触区域设置软性材料，避免了舵面与工装接触及相对运动时对舵面本体发生异常受力或者应力集中过大，保护舵面的同时降低舵面在压板压力下折叠过程中相对滑移摩擦力。

6)舵面顶部为斜面，本发明将压板与卡块铰接连接的铰接轴与舵面顶部斜面平行设置，使得压板与舵面为线接触，避免了压板与舵面接触只是点接触，应力集中过大。

7)为了避免压板在将舵面达到最大折叠角度后继续施力造成过折叠，在顶升机构上设置机械挡块。

8)为了保证工装的安装位置，工装包括轴向限位挡板。

9)相邻卡块安装板之间采用快拆结构连接，提高了工装的安装及拆卸速度。

10)本发明舵面折叠、释放工装优选的采用铝合金材料，在卡块上设置减重孔，卡块安装板采用中空结构。降低了工装的重量，减轻了对飞行器的负担，降低人工安装操作时的困难。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。

图1舵面折叠、释放工装结构示意图；

图2舵面折叠、释放工装使用示意图。

附图标记：

1-抱环；101-卡块；102-卡块安装板；2-压紧机构；201-压板；202-顶升机构；3-舵面；4-轴向限位挡板；5-快拆结构。

具体实施方式

以下结合具体实施例作进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。

应理解，尽管这里术语第一、第二、第三等可用来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应限于这些术语。这些术语仅用来区分一个元件、组件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分。因此，在不脱离本发明教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可称为第二元件、组件、区域、层或部分。

为了便于描述，这里诸如“在...之下”、“在...下方”、“下面”、“在...之上”、“上方”等的空间相对术语可用来描述附图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应理解，除了附图中描绘的取向之外，空间相对术语旨在包含装置在使用或操作中的不同取向。例如，当附图中的装置翻转时，描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将取向为在其他元件或特征“之上”。因此，示例性术语“在...下方”可包括之上和之下两种取向。装置可以其他方式取向(旋转90度或在其他方向)，于是相应地解释在此所使用的空间相对描述符。

一种舵面折叠、释放工装，包括抱环1和压紧机构2；抱环1用于将工装固定在飞行器上；压紧机构2设置在抱环1上，用于对舵面3进行折叠。

抱环1由多个抱卡组件构成，抱卡组件包括卡块101和卡块安装板102，多个卡块安装板102两两相连形成闭环，卡块101一端与卡块安装板102相连，相邻两个卡块101之间形成舵面3容纳腔，卡块101的另一端与飞行器表面接触，实现与飞行器的装配和固定。

随着舵面3展开力矩的不断提升，手工折翼操作越来越难，且所有的舵面3均折叠到位后才能放至存放箱，每个舵面3都需要至少一名操作人员，耗费大量人力。且由于飞行器大小、形状、舵面3折叠方向等的限定，多个操作人员的站位、操作等也很困难。本发明工装大大提高了舵面3折叠效率，相邻两个卡块101之间形成舵面3容纳腔，使得工装既可以固定在飞行器上，又不会碰触到舵面3，减少磕碰隐患。

具体的，卡块101第一端固定设置在卡块安装板102上，卡块101第二端与飞行器的接触面与飞行器对应位置的形状相匹配。为了确保舵面3折叠过程中工装不与飞行器发生攒动，减少工装与飞行器发生磕碰，优选的，卡块101第二端与飞行器的接触面设置软性材料进行保护。示例性的，卡块101第二端为圆弧形，弧度向卡块101第一端方向凹陷，圆弧形的半径与飞行器对应位置的半径相同，软性材料为棉毡。

卡块101第一端的宽度大于第二端的宽度，使得卡块101形成类似梯形的形状。一方面，第一端宽度较大可提高工装工作时卡块101的稳定性；另一方面，靠近飞行器的方向圆的半径逐渐减小，第二端设置宽度较小，才能在靠近飞行器表面区域的舵面3容纳腔提供足够的操作空间。

考虑到飞行器具有不同的规格，舵面3的数量也可能不同，为了扩大舵面3折叠、释放工装的适用范围，在一个实施例中，可将卡块101与卡块安装板102设置为可拆卸连接，根据飞行器的尺寸更换整个卡块101。在另一个实施例中，卡块101第一端和第二端为可拆卸连接，第一端与卡块101安装结构为一体化结构，更换时，只需更换卡块101第二端即可。

为了提高工装的安装及拆卸速度，相邻卡块安装板102之间采用快拆结构5连接。具体的，在一个实施例中，相邻卡块安装板102直接通过固定销连接，卡块安装板102上两端均设置有销孔，固定销插入相邻卡块安装板102的销孔内进行连接，固定销与销孔为过渡配合，固定销插入后在固定销的插入端设置防脱部件。在另一实施例中，快拆结构5可以是一个卡块安装板102上设置有插孔，另一个卡块安装板102上设置有与插孔形状对应的插销，插孔与插销上均设置有与插孔和插销轴向垂直的销孔。安装时，插销插入插孔后，将固定销插入销孔内；拆卸时反向操作即可。

每个舵面3对应设置有1个压紧机构，压紧机构包括压板和顶升机构；压板一端铰接在卡块101上，压板可绕铰接轴转动，另一端与顶升机构连接。舵面3折叠时，压板另一端搭在舵面3顶部。

在一个实施例中，顶升机构为螺旋机构，一种具体结构为：顶升机构包括螺杆和手柄。螺杆一端与压板采用球铰连接，螺杆另一端通过螺纹孔穿过卡块安装板，螺杆另一端设置有手柄。螺杆上设置有螺纹，螺杆与卡块安装板螺纹连接。使用时，操作人员旋转手柄，螺杆向前推出，挤压压板，压板再挤压舵面3，对舵面3进行折叠。

在另一实施例中，顶升机构202的一种具体结构为：包括压板201连接杆、转换块、螺杆和手柄；压板201连接杆一端与压板201铰接，另一端与转换块连接；螺杆一端穿过卡块安装板102与卡块安装板102螺纹连接，另一端与转换块连接；螺杆穿过卡块安装板102的一端设置有手柄。通过旋转手柄，推动螺杆，螺杆推动压板201连接杆；压板201连接杆推动压板201折叠舵面3。

为了避免舵面3与工装接触及相对运动时对舵面3本体发生异常受力或者应力集中过大，在舵面3上与压板201接触的区域设置滑块，滑块与舵面3的接触区域设置软性材料，保护舵面3的同时降低舵面3在压板201压力下折叠过程中相对滑移摩擦力。滑块为可替换的，滑块采用非金属材质，示例性的，采用聚四氟乙烯材料。滑块与舵面3的接触区域设置的软性材料示例性的，可以是棉毡。

舵面3顶部为斜面，为了避免压板201与舵面3接触只是点接触，应力集中过大，进一步的，将压板201与卡块101铰接连接的铰接轴与舵面3顶部斜面平行设置，使得压板201与舵面3为线接触。

为了避免压板201在将舵面3达到最大折叠角度后继续施力造成过折叠，在顶升机构202上设置机械挡块，具体的设置在舵面3达到最大折叠角度情况的理论位置。同时机械挡块设计快拆机构，可在特殊工况下拆除机械挡块后继续折叠舵面3。

为了保证工装的安装位置，工装包括轴向限位挡板4，轴向限位挡板4用于卡住飞行器轴向的其他部件，完成工装的轴向限位。示例性的，飞行器由不同的舱段对接而成，不同的舱段直径不同，即在不同舱段对接处形成阶梯外形，轴向限位挡板4通过卡住阶梯面来进行轴向定位。抱环1上还设置有定位刻线，用于对工装进行周向定位。飞行器装配时会在飞行器周向上留下周向对接螺钉孔，定位刻线根据飞行器的周向对接螺钉孔进行设计，安装时，定位刻线指向周向对接螺钉孔孔心，即可完成工装的周向定位。

考虑到本发明工装使用时需安装在飞行器上，重量太大一方面会对飞行器造成负担，另一方面也会对人工安装操作时造成困难，本发明舵面折叠、释放工装优选的采用铝合金材料。进一步的，在卡块101上设置减重孔，卡块安装板102采用中空结构。

一种舵面折叠方法，包括以下步骤：

步骤1.将舵面3折叠、释放工装安装在飞行器上；

步骤2.将压板201搭至舵面3上，通过顶升机构202将舵面3折叠至指定折叠位置；

步骤3.将飞行器放入存放箱内，通过存放箱对舵面3进行限位；

步骤4.拆除舵面3折叠、释放工装。

具体的，步骤1包括：

将压板201恢复至初始位置(即压板201距离舵面3最大时的位置)；

将部分抱卡组件连接，并安装在飞行器上；示例性的，通过快拆结构5将抱卡组件安装在飞行器上；

通过轴向限位挡板4和定位刻线完成舵面3折叠、释放工装的轴向和周向定位；

将剩余的抱卡组件进行装配，形成闭合的抱环1。

步骤2中，对舵面3进行折叠时，多个压紧机构2同步进行折叠工作。

若只其中一个压紧机构2折叠到位后再操作下一个进行折叠，可能会由于扭转力矩不均衡，造成工装在飞行器上发生攒动。

当压紧机构2的顶升机构202为螺旋机构时，可每个螺旋机构对应一个操作人员，同步进行操作；也可每个操作人员同时控制两个螺旋机构进行操作；当人手不足时，也可一个操作人员将一个螺旋机构少量旋进，然后依次操作剩余的螺旋机构，所有的螺旋机构全部少量旋进后，再进行下一轮操作，以控制多个舵面3同步进行折叠，直至全部舵面3折叠至指定位置。

步骤2还包括在折叠前确认舵面3已完成解锁。

舵面3内部设置有锁紧装置，在舵面3处于展开位置时对舵面3进行锁紧。所以在对舵面3进行折叠前，需将舵面3解锁。为了防止执行了解锁操作但未真正完成解锁，强行折叠造成舵面3损坏，在舵面3折叠前，手动确认舵面3可折叠，以确认舵面3已完成解锁。

飞行器自存放箱中取出时，若无限制装置，飞行器舵面3会由于较大的舵面3展开力矩直接展开至展开位置，从而影响舵面3的使用寿命。

鉴于上述问题，本发明还提供了一种舵面释放方法，包括以下步骤：

步骤1.在存放箱内将舵面3折叠、释放工装安装到飞行器上；

步骤2.通过顶升机构202将压板201搭至舵面3上；

步骤3.将飞行器从存放箱中取出；

步骤4.顶升机构202控制压板201逐渐回收，缓慢释放舵面3直至展开位置；多个压板201的收回是同步进行的；

步骤5.拆除舵面3折叠、释放工装。

舵面3作为产品姿态调节的关键部件，其收拢展开为产品装配、试验以及装箱过程的必要操作。随着舵面3指标的提高，舵面3表面防护要求不断提高，以及舵面3展开力矩的不断提升，使得手工折翼操作越来越难，本发明提供的装置及方法，实现舵面3轻松和可靠的折叠释放，同时满足产品本身的安全防护要求，可操作性强，已实现了产品上的应用。

实施例1

一种舵面折叠、释放工装，如图1所示，包括四个抱卡组件、四个压紧机构2、四个滑块和轴向限位挡板4。四个抱卡组件通过固定销连接形成闭合的抱环1。四个滑块分别安装在四个舵面3上与压紧机构2接触的区域，滑块与舵面3接触的区域设置有毛毡。

抱卡组件包括卡块101和卡块安装板102，卡块101和卡块安装板102为一体结构，卡块101与飞行器的接触面设置有毛毡。

压紧机构2包括螺旋机构和压板201，压板201一端铰接在卡块101的侧壁上，铰接的铰接轴与舵面3顶部的斜面平行。螺旋机构包括螺杆和手柄。螺杆与卡块安装板102螺纹连接，螺杆一端与压板201采用球铰连接，螺杆另一端通过螺纹孔后设置有手柄。螺杆上通过快拆机构设置有机械挡块。

轴向限位挡板4设置在抱卡组件上，卡块安装板102上设置有定位刻线。

实施例2

一种舵面折叠方法，采用实施例1的舵面3折叠、释放工装，包括以下步骤：

步骤1.将压紧机构2中的螺杆旋转至最外部，此时压板201距离舵面3最远，将三个抱卡组件通过固定销进行连接，形成“门”形件，此时抱卡组件还未形成闭合件，抱卡组件可沿固定销转动。

将“门”形件安装在飞行器上，两名操作人员分别操作左右两侧的卡块安装板102，使“门”形件扣在飞行器上方。

将轴向限位挡块卡住飞行器对应阶梯面上完成轴向限位，同时，整调“门”形件使得卡块安装板102上的定位刻线分别指向飞行器周向对接螺钉孔孔心，完成周向定位。

将剩余的抱卡组件进行装配，形成闭合的“口”形抱环1。

步骤2.在折叠前确认舵面3已完成解锁，旋转手柄，通过螺旋机构将压板201搭至舵面3上，并通过螺旋机构将舵面3折叠至指定折叠位置。对舵面3进行折叠时，多个压紧机构2同步进行折叠工作。

步骤3.将飞行器放入存放箱内，通过存放箱对舵面3进行限位；

步骤4.拆除舵面3折叠、释放工装。

实施例3

一种舵面释放方法，包括以下步骤：

步骤1.在存放箱内将舵面3折叠、释放工装安装到飞行器上。

步骤2.通过旋转螺杆将压板201搭至舵面3上。

步骤3.将飞行器从存放箱中取出。

步骤4.旋转螺杆控制压板201逐渐回收，缓慢释放舵面3直至展开位置；多个压板201的收回是同步进行的。

步骤5.拆除舵面3折叠、释放工装。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种舵面折叠、释放工装，其特征在于，包括抱环和压紧机构；

所述抱环由多个抱卡组件构成，抱卡组件包括卡块和卡块安装板，多个所述卡块安装板两两相连形成闭环，所述卡块一端设置在所述卡块安装板上，另一端与飞行器表面共形且接触，相邻两个卡块之间形成舵面容纳腔；

所述压紧机构包括压板和顶升机构；

所述压板一端铰接在所述卡块上，所述压板可绕铰接轴转动，所述压板另一端与顶升机构连接；

所述抱环具有舵面容纳部和飞行器表面共形部，所述舵面容纳部和飞行器表面共形部交错分布，舵面容纳部用于容纳舵面，飞行器表面共形部与飞行器表面接触，用于固定飞行器；

所述压紧机构设置在抱环上，用于对舵面进行折叠。

2.根据权利要求1所述的舵面折叠、释放工装，其特征在于，所述铰接轴与舵面顶部平行。

3.根据权利要求1所述的舵面折叠、释放工装，其特征在于，所述顶升机构为螺旋机构，包括螺杆和手柄；

所述螺杆一端与所述压板采用球铰连接，所述螺杆另一端穿过卡块安装板，所述螺杆与所述卡块安装板螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的舵面折叠、释放工装，其特征在于，所述顶升机构上设置有机械挡块。

5.根据权利要求1所述的舵面折叠、释放工装，其特征在于，所述工装还包括滑块，所述滑块设置在舵面上与压板接触的区域。

6.根据权利要求1-5任一项所述的舵面折叠、释放工装，其特征在于，所述工装还包括轴向限位挡板，所述轴向限位挡板用于卡住飞行器轴向的其他部件，完成工装的轴向限位；

所述抱环上设置有定位刻线，用于对所述工装进行周向定位。

7.一种舵面折叠方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的工装；包括以下步骤：

步骤1.将所述工装安装在飞行器上；

步骤2.将压板搭至舵面上，通过顶升机构将舵面折叠至指定折叠位置；

步骤3.将飞行器放入存放箱内，通过存放箱对舵面进行限位；

步骤4.拆除所述工装。

8.一种舵面释放方法，其特征在于，用权利要求1-6任一项所述的工装；

包括以下步骤：

步骤1.在存放箱内将所述工装安装到飞行器上；

步骤2.通过顶升机构将压板搭至舵面上；

步骤3.将飞行器从存放箱中取出；

步骤4.顶升机构控制压板逐渐回收，缓慢释放舵面直至展开位置；多个压板的收回是同步进行的；

步骤5.拆除所述工装。

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