CN113246045A - 一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机装配技术领域，特别涉及一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置，包括底座，对称滑动连接在底座顶部的夹紧组件，夹紧组件包括若干水平独立移动且呈直线排列的移动夹持组件，对称的两个夹持组件相对的一侧分别滑动连接有若干曲率夹持组件，每个移动夹持组件上的若干曲率夹持组件竖向排列，对称的两个曲率夹持组件相向移动，移动夹持组件的移动方向与曲率夹持组件移动方向相垂直，任一夹紧组件中位于上下两侧及最外两侧的曲率夹持组件外侧固定连接有若干定位组件。本发明可以实现自动夹紧飞机蒙皮并针对不同造型蒙皮的快速定位夹紧，以适应飞机生产过程中不同造型蒙皮的组装。

Description

一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置

技术领域

本发明涉及飞机装配技术领域，特别涉及一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置。

背景技术

近年来，随着大型客机、大运输机的成功研制，多种类、大批量飞机制造已 成为中国航空制造业发展的新方向，应用可重构装置装配飞机组件、部件是生产 制造过程中的新趋势。飞机蒙皮作为飞机的主要组成部件，其生产效率、制造精 度的高低直接影响飞机整体的制造周期和飞行性能。传统的飞机装配过程中，蒙 皮定位的解决方案是针对每一种不同造型的蒙皮设计一套专用定位工装，较常见 的形式是立柱式，靠专用卡板及夹持器分别对蒙皮和长桁部件进行定位、夹持， 完成壁板的定位。传统的预定位工装导致装配工作量大、生产成本高、生产周期 长、装配精度不稳定，不适应现代飞机制造业低成本、高质量、快响应的要求。

发明专利CN103921116A公开了“一种飞机壁板柔性装配系统”，其通过调节 内侧固定卡板和外侧固定卡板的位置,以及更换可换内型卡板和可换蒙皮卡板， 满足不同飞机壁板的定位装配需求，实现装配系统的柔性化。但是，卡板的加工 成本高、装卸难度大，在更换卡板或调整卡板位置时往往需要多个操作人员协同 作业，耗费时间长、效率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置，以解决上述问题，实 现自动夹紧飞机蒙皮并针对不同造型蒙皮的快速定位夹紧，以适应飞机生产过程 中不同造型蒙皮的组装。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置，包括底座，对称滑动连接在所述底座顶部 的夹紧组件，所述夹紧组件包括若干水平独立移动且呈直线排列的移动夹持组件， 对称的两个所述夹持组件相对的一侧分别滑动连接有若干曲率夹持组件，每个所 述移动夹持组件上的若干所述曲率夹持组件竖向排列，对称的两个所述曲率夹持 组件相向移动，所述移动夹持组件的移动方向与曲率夹持组件移动方向相垂直， 任一所述夹紧组件中位于上下两侧及最外两侧的所述曲率夹持组件外侧固定连 接有若干定位组件。

优选的，所述移动夹持组件包括滑动连接在所述底座上的移动板，所述移动 板竖直设置，所述移动板与所述底座通过滑轨机构滑动配合，所述移动板底部与 所述底座之间设置有驱动组件。

优选的，所述驱动组件包括若干固定连接在所述底座上的伺服电机，所述伺 服电机的输出轴穿过所述底座且轴接有丝杠，每个所述丝杠分别独立与每个所述 移动板螺纹连接，所述丝杠与所述底座转动连接。

优选的，所述曲率夹持组件包括安装板，所述安装板远离所述移动夹持组件 的一侧固定连接有若干第二直线电机，每个所述第二直线电机的输出轴固定连接 有夹持头，每个所述夹持头相互接触设置，所述夹持头远离所述第二直线电机的 一端设有半球结构，所述安装板与所述移动夹持组件滑动连接。

优选的，所述安装板靠近所述移动板的一侧固定连接有第一直线电机和导轨， 所述移动板侧壁开设有滑槽，所述导轨与所述滑槽滑动配合，所述第一直线电机 的机体与所述移动板固定连接，所述第一直线电机的输出轴与所述安装板固定连 接。

优选的，所述定位组件包括固定板，所述固定板远离所述移动夹持组件的一 侧固定连接有第三直线电机的机体，所述第三直线电机的输出轴固定连接有连接 块的一个侧边，所述连接块为L型结构，所述连接块另一个侧边固定连接有第四 直线电机的机体，所述第四直线电机的输出轴固定连接有定位卡块，所述定位卡 块远离所述第四直线电机的一侧开设有卡接槽。

优选的，任意两个位于最上侧的所述安装板上侧、任意两个位于最下侧的所 述安装板下侧、任意两个位于前侧的所述安装板前侧、任意两个位于后侧的所述 安装板后侧分别固定连接所述固定板，每个所述固定板上的所述第四直线电机的 输出轴朝向所述夹持头。

本发明具有如下技术效果：

本发明通过设置相对独立的夹持组件，并在每个夹持组件上数值设置若干曲 率夹持组件，通过相对的两个曲率夹持组件相互夹紧实现适应不同飞机蒙皮曲率 的夹紧，通过在最外侧的曲率夹持组件外侧设置定位组件可以实现对蒙皮的定位 功能，通过曲率夹持组件与定位组件的共同配合实现对飞机蒙皮的夹紧功能，独 立移动的夹持组件可以实现独立移动，从而带动曲率夹持组件移动到特定的位置， 配合曲率夹持组件使整个装置对飞机蒙皮的曲率适应范围更广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明单侧夹紧组件结构示意图；

图3为本发明曲率夹持组件、夹持组件与底座配合结构示意图；

图4为本发明定位组件、曲率夹持组件配合结构示意图；

图5为本发明曲率夹持组件结构示意图；

图6为本发明实施例二中安装板与第一直线电机配合结构示意图。

附图标记，1、底座；2、移动夹持组件；201、移动板；202、第一直线电机； 203、导轨；3、驱动组件；301、伺服电机；302、丝杠；4、曲率夹持组件；401、 第二直线电机；402、夹持头；403、安装板；5、定位组件；501、固定板；502、 第三直线电机；503、连接块；504、第四直线电机；505、定位卡块；6、高精度 直线电机；601、柔性铰链；7、球头安装座；701、球头；8、连接杆；9、平台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具 体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

参照图1-5所示，本实施例提供一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置，包括底座 1，对称滑动连接在底座1顶部的夹紧组件，夹紧组件包括若干水平独立移动且 呈直线排列的移动夹持组件2，对称的两个移动夹持组件2相对的一侧分别滑动 连接有若干曲率夹持组件4，每个移动夹持组件2上的若干曲率夹持组件4竖向 排列，对称的两个曲率夹持组件4相向移动，移动夹持组件2的移动方向与曲率 夹持组件4移动方向相垂直，任一夹紧组件中位于上下两侧及最外两侧的曲率夹 持组件4外侧固定连接有若干定位组件5。

本发明通过设置相对独立的移动夹持组件2，并在每个移动夹持组件2上数 值设置若干曲率夹持组件4，通过相对的两个曲率夹持组件4相互夹紧实现适应 不同飞机蒙皮曲率的夹紧，通过在最外侧的曲率夹持组件4外侧设置定位组件5 可以实现对蒙皮的定位功能，通过曲率夹持组件4与定位组件5的共同配合实现 对飞机蒙皮的夹紧功能，独立移动的移动夹持组件2可以实现独立移动，从而带 动曲率夹持组件4移动到特定的位置，配合曲率夹持组件4使整个装置对飞机蒙 皮的曲率适应范围更广。

进一步优化方案，移动夹持组件2包括滑动连接在底座1上的移动板201， 移动板201竖直设置，移动板201与底座1通过滑轨机构滑动配合，移动板201 底部与底座1之间设置有驱动组件3。

滑轨机构包括但不限于T型或滑轨与T型凹槽配合，楔形滑轨与楔形凹槽配 合。

进一步优化方案，驱动组件3包括若干固定连接在底座1上的伺服电机301， 伺服电机301的输出轴穿过底座1且轴接有丝杠302，每个丝杠302分别独立与 每个移动板201螺纹连接，丝杠302与底座1转动连接。

通过单独控制每个伺服电机301转动，伺服电机301带动丝杠302转动，从 而每个丝杠302实现单独推动移动板201相对与底座1的位置移动。

进一步优化方案，曲率夹持组件4包括安装板403，安装板403远离移动夹 持组件2的一侧固定连接有若干第二直线电机401，每个第二直线电机401的输 出轴固定连接有夹持头402，每个夹持头402相互接触设置，夹持头402远离第 二直线电机401的一端设有半球结构，安装板403与移动夹持组件2滑动连接。

通过单独控制第二直线电机401伸长或收缩，可以带动夹持头402远离或靠 近安装板403，通过控制每个第二直线电机401的不同伸长或收缩长度可以使多 个夹持头402顶端形成所需求的曲率面，一侧的夹持头402伸长时另一侧的夹持 头402对应的进行收缩，从而实现适应不同曲率飞机蒙皮的功能。

进一步优化方案，安装板403靠近移动板201的一侧固定连接有第一直线电 机202和导轨203，移动板201侧壁开设有滑槽，导轨203与滑槽滑动配合，第 一直线电机202的机体与移动板201固定连接，第一直线电机202的输出轴与安 装板403固定连接。

通过控制第一直线电机202伸长与收缩可以带动安装板403移动，两侧相对 应的第一直线电机202同步伸长并配合多个夹持头402形成的曲率面即可实现对 飞机蒙皮的夹紧。

进一步优化方案，定位组件5包括固定板501，固定板501远离移动夹持组 件2的一侧固定连接有第三直线电机502的机体，第三直线电机502的输出轴固 定连接有连接块503的一个侧边，连接块503为L型结构，连接块503另一个侧 边固定连接有第四直线电机504的机体，第四直线电机504的输出轴固定连接有 定位卡块505，定位卡块505远离第四直线电机504的一侧开设有卡接槽。

通过控制第三直线电机502的伸长和收缩，可以带动连接块503沿垂直与飞 机蒙皮所在平面的方向移动，进而带动定位卡块505沿相同方向移动，通过控制 第四直线电机504的伸长与收缩带动定位卡块505靠近或远离飞机蒙皮的边缘， 实现对飞机蒙皮的夹紧功能，同时当飞机蒙皮在通过夹持头402的夹紧过程中出 现曲率变化时，通过第三直线电机502和第四直线电机504的共同运行带动定位 卡块505移动，使定位卡块505与飞机蒙皮边缘变化相适应。

进一步优化方案，任意两个位于最上侧的安装板403上侧、任意两个位于最 下侧的安装板403下侧、任意两个位于前侧的安装板403前侧、任意两个位于后 侧的安装板403后侧分别固定连接固定板501，每个固定板501上的第四直线电 机504的输出轴朝向夹持头402。

飞机蒙皮组装时，使用两个本发明的装置，对两块飞机蒙皮进行夹紧，夹紧 后将夹紧的两块飞机蒙皮进行焊接或铆接即可。

实施例二：

参照图6所示，本实施例的飞机蒙皮自动夹紧装置与实施例一的区别仅在于， 安装板403靠近移动夹持组件2的一侧设置有方向调整部，方向调整部与第一直 线电机202和导轨203固定连接，方向调整部包括固定连接在安装板403边部的 至少四个柔性铰链601，柔性铰链601远离安装板403的一侧固定连接有高精度 直线电机6的输出轴，高精度直线电机6的机体固定连接有平台9，柔性铰链601 位于靠近移动夹持组件2的一侧，安装板403中心固定连接有球头安装座7，球 头安装座7内铰接有球头701，球头701远离球头安装座7的一侧固定连接有连 接杆8的一端，连接杆8的另一端与平台9中心固定连接，平台9远离安装板 403的一侧与第一直线电机202输出轴固定连接，平台9远离安装板403的一侧 与导轨203固定连接。

通过控制每个高精度直线电机6的不同伸缩量，可以带动平台9沿球头701 实现一定角度的转动，从而使多个夹持头402对曲率变化的范围广泛，从而使本 发明的装置的适用飞机蒙皮曲率的大范围变化。

本发明中第一直线电机202、第二直线电机401、第三直线电机502、第四 直线电机504、高精度直线电机6电性连接有控制器，控制器包括但不限于PLC 控制器，单片机等。其连接方式为本领域公知常识。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示 的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和 操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围 进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的 技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置，其特征在于：包括底座(1)，对称滑动连接在所述底座(1)顶部的夹紧组件，所述夹紧组件包括若干水平独立移动且呈直线排列的移动夹持组件(2)，对称的两个所述移动夹持组件(2)相对的一侧分别滑动连接有若干曲率夹持组件(4)，每个所述移动夹持组件(2)上的若干所述曲率夹持组件(4)竖向排列，对称的两个所述曲率夹持组件(4)相向移动，所述移动夹持组件(2)的移动方向与曲率夹持组件(4)移动方向相垂直，任一所述夹紧组件中位于上下两侧及最外两侧的所述曲率夹持组件(4)外侧固定连接有若干定位组件(5)。

2.根据权利要求1所述的一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置，其特征在于：所述移动夹持组件(2)包括滑动连接在所述底座(1)上的移动板(201)，所述移动板(201)竖直设置，所述移动板(201)与所述底座(1)通过滑轨机构滑动配合，所述移动板(201)底部与所述底座(1)之间设置有驱动组件(3)。

3.根据权利要求2所述的一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置，其特征在于：所述驱动组件(3)包括若干固定连接在所述底座(1)上的伺服电机(301)，所述伺服电机(301)的输出轴穿过所述底座(1)且轴接有丝杠(302)，每个所述丝杠(302)分别独立与每个所述移动板(201)螺纹连接，所述丝杠(302)与所述底座(1)转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置，其特征在于：所述曲率夹持组件(4)包括安装板(403)，所述安装板(403)远离所述移动夹持组件(2)的一侧固定连接有若干第二直线电机(401)，每个所述第二直线电机(401)的输出轴固定连接有夹持头(402)，每个所述夹持头(402)相互接触设置，所述夹持头(402)远离所述第二直线电机(401)的一端设有半球结构，所述安装板(403)与所述移动夹持组件(2)滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置，其特征在于：所述安装板(403)靠近所述移动板(201)的一侧固定连接有第一直线电机(202)和导轨(203)，所述移动板(201)侧壁开设有滑槽，所述导轨(203)与所述滑槽滑动配合，所述第一直线电机(202)的机体与所述移动板(201)固定连接，所述第一直线电机(202)的输出轴与所述安装板(403)固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置，其特征在于：所述定位组件(5)包括固定板(501)，所述固定板(501)远离所述移动夹持组件(2)的一侧固定连接有第三直线电机(502)的机体，所述第三直线电机(502)的输出轴固定连接有连接块(503)的一个侧边，所述连接块(503)为L型结构，所述连接块(503)另一个侧边固定连接有第四直线电机(504)的机体，所述第四直线电机(504)的输出轴固定连接有定位卡块(505)，所述定位卡块(505)远离所述第四直线电机(504)的一侧开设有卡接槽。

7.根据权利要求6所述的一种飞机蒙皮自动夹紧定位装置，其特征在于：任意两个位于最上侧的所述安装板(403)上侧、任意两个位于最下侧的所述安装板(403)下侧、任意两个位于前侧的所述安装板(403)前侧、任意两个位于后侧的所述安装板(403)后侧分别固定连接所述固定板(501)，每个所述固定板(501)上的所述第四直线电机(504)的输出轴朝向所述夹持头(402)。

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