CN114670161B - 一种模块化通用平台及快速搭建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化通用平台及快速搭建方法，本发明涉及航空航天制造技术领域，它包括通用平台、可调支撑构件和拉紧构件，通用平台的边缘方向上设置有多个可调支撑构件，通用平台的四个外端面上设置有多个拉紧构件；可调支撑构件包括垫板和地脚螺栓，地脚螺栓由上往下贯穿通用平台设置且与通用平台螺纹连接，地脚螺栓的底端部支撑于垫板的V形凹坑内，以将通用平台支撑起来；拉紧构件包括支座、垫圈、膨胀螺钉套件和螺母。本发明的有益效果是：将功能单一整体式平台离散拆分为多块形状结构相同的平台，通过多个模块的拼接组合形成不同尺寸、不同总体外形的基准平台，这样能够适应不同结构、不同机型的飞机装配。

Description

一种模块化通用平台及快速搭建方法

技术领域

本发明涉及航空航天制造技术领域，特别是一种模块化通用平台及快速搭建方法。

背景技术

目前，随着现代航空航天技术发展，飞机及其他航空器具有结构尺寸大、精度要求高等特性，其装配环境和制造标准不同于一般机械产品，所以除了传统的制造装配手段外，还需针对不同机型的零件、组件和部件，设计制造专用的工艺装备。这些专用工艺装备用于对零件加工成型、装配安装、测量检查、检测调试，以及在工艺装备之间进行相互协调，它对保证飞机零、组件的质量及装配精度，确保飞机制造符合设计和适航要求，有十分重要的意义。从某种程度上说，工艺装备也从一个侧面反映航空航天器的制造水平和能力。

随着飞机的系列化发展，其通用性的重要作用逐渐凸显出来。AIRBUS A320系列就是一个典型例子，其零件通用性超过80%。简单地说，就是要求一件工艺装备能够满足多机型至少是同类多个零部件的装配需求。

从飞机的发展历史来看，制造成本在不断攀升，这里面固然有新技术的使用、增加新功能等方面的原因，但有一个重要的原因不容忽视，那就是用于飞机装配的专用工艺装备数量庞大，造价昂贵，一旦设计有改动，就可能造成工艺装备返修或者报废重制，从而导致成本攀升。为了解决这个问题，同时顺应高质量、自动化的潮流，工艺装备出现数量精简，结构模块化、柔性化发展趋势。

工艺装备通常是由基础平台或者焊接骨架、定位器，以及二者之间的连接支臂或者立柱组成。为了满足装配工艺装备柔性化发展趋势，原有整体的基础平台或者焊接骨架已经不能适应飞机装配需求，若飞机结构发生重大改变或者生产机型的变更，原有整体的基础平台或者焊接骨架不能适应这种变化，则会不可避免出现报废，从而导致成本攀升。因此亟需一种适用于不同结构、不同机型飞机装配的模块化通用平台及快速搭建方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种模块化通用平台及快速搭建方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种模块化通用平台，它包括支撑台、可调支撑构件和拉紧构件，所述支撑台的边缘方向上设置有多个可调支撑构件，支撑台的四个外端面上设置有多个拉紧构件；

所述可调支撑构件包括垫板和地脚螺栓，垫板设置于支撑台的下方且支撑于地面上，垫板的顶部开设有V形凹坑，地脚螺栓由上往下贯穿支撑台设置且与支撑台螺纹连接，地脚螺栓的底端部支撑于垫板的V形凹坑内，以将支撑台支撑起来；

所述拉紧构件包括支座、垫圈、膨胀螺钉套件和螺母，所述支座的垂直面通过锁紧螺钉固定于支撑台的端面上，支座的水平面上开设有用于避让膨胀螺钉套件的避让孔，所述垫圈上开设有长圆孔，垫圈支撑于支座的水平面上，且垫圈上的长圆孔与支座上的避让孔连通，所述膨胀螺钉套件的膨胀段由上往下穿过避让孔、长圆孔且固定于地面上，膨胀螺钉套件的螺纹段上螺纹连接有螺母，在螺纹连接力下，螺母抵压在垫圈的顶表面上，以将支撑台拉紧于地面上。

所述支撑台包括上部钢板、框架、平台侧壁连接板、地脚螺栓连接板，所述上部钢板固设于框架的顶表面上，上部钢板的四个外边缘均延伸于框架的外部，且延伸端处均开设有方形台阶缺口；所述平台侧壁连接板焊接于框架的外端面上，且设置于方形台阶缺口的正下方；所述地脚螺栓连接板焊接于框架的底表面上，地脚螺栓连接板上开设有螺纹孔，所述地脚螺栓贯穿框架设置且与地脚螺栓连接板的螺纹孔螺纹连接。

所述平台侧壁连接板上开设有多个螺纹连接孔，支座通过锁紧螺钉与螺纹连接孔螺纹连接固定于平台侧壁连接板上。

所述上部钢板的四个角落处均开设有用于安装激光跟踪仪的测量基准孔。

所述支座的水平面与垂直面之间焊接有两个加强筋板，两个加强筋板分别设置于避让孔的两侧。

所述地脚螺栓的头部为圆锥头，圆锥头支撑于V形凹坑内，地脚螺栓的尾部为六方头，六方头设置于框架内，地脚螺栓的中部设置有外螺纹，外螺纹与地脚螺栓连接板的螺纹孔螺纹连接，所述上部钢板上开设有多个分别位于六方头正上方的圆形沉孔。

所述垫圈为圆形钢板，垫圈的外径大于支座上避让孔的直径，且垫圈的外径小于两个加强筋板之间的间距。

一种模块化通用平台的快速搭建方法，它包括以下步骤：

步骤一、取用支撑台，将地脚螺栓由上往下穿过圆形沉孔，且将地脚螺栓的外螺纹与地脚螺栓连接板的螺纹孔螺纹连接，确保地脚螺栓的六方头处于圆形沉孔的下方，同时确保地脚螺栓的圆锥头支撑于垫板的V形凹坑内，如此重复步骤一的操作，即可在支撑台中连接多个地脚螺栓，并且将多个地脚螺栓分别支撑于垫板的V形凹坑内，从而将整个支撑台支撑起来；

步骤二、通过锁紧螺钉与螺纹连接孔螺纹连接，以将支座固定在平台侧壁连接板上；

步骤三、将膨胀螺钉套件的膨胀段由上往下穿过避让孔且固定于地面上；

步骤四、将垫圈的长圆孔套设在膨胀螺钉套件的螺纹段的外部，且将垫圈放置于支座的水平面上；

步骤五、在各个测量基准孔内均安装激光跟踪仪，通过六角扳手由上往下穿过圆形沉孔拧动地脚螺栓的六方头，从而调节地脚螺栓的伸缩长度，进而调整支撑台的平面度，当激光跟踪仪监测到上部钢板的顶表面处于水平位置时，即可实现对支撑台的调平；

步骤六、将螺母螺纹连接在膨胀螺钉套件的螺纹段上，确保螺母抵压在垫圈的顶表面上，重复步骤六的操作，即可将各个支座固定在地面上，从而实现了模块化通用平台的调平和固定；

步骤七、拆卸掉激光跟踪仪，而后在方形台阶缺口内安装封严板，在测量基准孔内安装保护盖，在圆形沉孔内安装盖板，从而最终实现了一个模块化通用平台的搭建；

步骤八、多次重复步骤一到步骤七的操作，以搭建出多个模块化通用平台，在搭建过程中确保多个模块化通用平台的顶表面平齐，搭建后，多个模块化通用平台构成一个组合式平台，该组合式平台适用于不同结构、不同机型飞机的装配。

本发明具有以下优点：

1、通过多个模块化通用平台的拼接组合，形成不同尺寸、不同总体外形的组合式平台，组合式平台能够适应不同结构、不同机型的飞机装配。

2、本发明中的模块化通用平台具有可调支撑构件和拉紧构件，其中可调支撑构件产生向上的支撑力，拉紧构件产生向下的拉紧力，这两种力形成一对平衡力偶，使得模块化通用平台在一定范围内，既能任意调整高度，又能紧固于地面上，从而使得模块化通用平台上表面处于水平状态或者满足技术要求。

附图说明

图1 为模块化通用平台的结构示意图；

图2 为组合式平台的结构示意图；

图3 为组合式平台的另一种结构示意图；

图4 为支撑台的结构示意图；

图5 为图4的A部局部放大示意图；

图6 为图3的B部局部放大示意图；

图7 为拉紧构件的结构示意图；

图8 为支座的结构示意图；

图9 为垫圈的结构示意图；

图10为地脚螺栓的结构示意图；

图中，1-支撑台，1a-上部钢板，1b-框架，1c-平台侧壁连接板，1d-地脚螺栓连接板，1e-方形台阶缺口，1f-圆形沉孔，1g-测量基准孔，1c1-螺纹连接孔；

2-支座，2a-避让孔，2b-加强筋板；

3-垫圈，3a-长圆孔；

4-垫板；

5-地脚螺栓，5a-外螺纹，5b-圆锥头，5c-六方头；

6-封严板，7-盖板，8-膨胀螺钉套件，9-保护盖，10-螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1、图4~图10所示，一种模块化通用平台，它包括支撑台1、可调支撑构件和拉紧构件，所述支撑台1的边缘方向上设置有多个可调支撑构件，支撑台1的四个外端面上设置有多个拉紧构件；

所述可调支撑构件包括垫板4和地脚螺栓5，垫板4设置于支撑台1的下方且支撑于地面上，垫板4的顶部开设有V形凹坑，地脚螺栓5由上往下贯穿支撑台1设置且与支撑台1螺纹连接，地脚螺栓5的底端部支撑于垫板4的V形凹坑内，以将支撑台1支撑起来；所述拉紧构件包括支座2、垫圈3、膨胀螺钉套件8和螺母10，所述支座2的垂直面通过锁紧螺钉固定于支撑台1的端面上，支座2的水平面上开设有用于避让膨胀螺钉套件8的避让孔2a，所述垫圈3上开设有长圆孔3a，垫圈3支撑于支座2的水平面上，且垫圈3上的长圆孔3a与支座2上的避让孔2a连通，所述膨胀螺钉套件8的膨胀段由上往下穿过避让孔2a、长圆孔3a且固定于地面上，膨胀螺钉套件8的螺纹段上螺纹连接有螺母10，在螺纹连接力下，螺母10抵压在垫圈3的顶表面上，以将支撑台1拉紧于地面上。

所述支撑台1包括上部钢板1a、框架1b、平台侧壁连接板1c、地脚螺栓连接板1d，所述上部钢板1a固设于框架1b的顶表面上，上部钢板1a的四个外边缘均延伸于框架1b的外部，且延伸端处均开设有方形台阶缺口1e；所述平台侧壁连接板1c焊接于框架1b的外端面上，且设置于方形台阶缺口1e的正下方；所述地脚螺栓连接板1d焊接于框架1b的底表面上，地脚螺栓连接板1d上开设有螺纹孔，所述地脚螺栓5贯穿框架1b设置且与地脚螺栓连接板1d的螺纹孔螺纹连接。所述平台侧壁连接板1c上开设有多个螺纹连接孔1c1，支座2通过锁紧螺钉与螺纹连接孔1c1螺纹连接固定于平台侧壁连接板1c上。所述上部钢板1a的四个角落处均开设有用于安装激光跟踪仪的测量基准孔1g，所述支座2的水平面与垂直面之间焊接有两个加强筋板2b，两个加强筋板2b分别设置于避让孔2a的两侧。

所述地脚螺栓5的头部为圆锥头5b，圆锥头5b支撑于V形凹坑内，地脚螺栓5的尾部为六方头5c，六方头5c设置于框架1b内，地脚螺栓5的中部设置有外螺纹5a，外螺纹5a与地脚螺栓连接板1d的螺纹孔螺纹连接，所述上部钢板1a上开设有多个分别位于六方头5c正上方的圆形沉孔1f，所述垫圈3为圆形钢板，垫圈3的外径大于支座2上避让孔2a的直径，且垫圈3的外径小于两个加强筋板2b之间的间距。

一种模块化通用平台的快速搭建方法，它包括以下步骤：

步骤一、取用支撑台1，将地脚螺栓5由上往下穿过圆形沉孔1f，且将地脚螺栓5的外螺纹与地脚螺栓连接板1d的螺纹孔螺纹连接，确保地脚螺栓5的六方头5c处于圆形沉孔1f的下方，同时确保地脚螺栓5的圆锥头5b支撑于垫板4的V形凹坑内，如此重复步骤一的操作，即可在支撑台1中连接多个地脚螺栓5，并且将多个地脚螺栓5分别支撑于垫板4的V形凹坑内，从而将整个支撑台1支撑起来；

步骤二、通过锁紧螺钉与螺纹连接孔1c1螺纹连接，以将支座2固定在平台侧壁连接板1c上；

步骤三、将膨胀螺钉套件8的膨胀段由上往下穿过避让孔2a且固定于地面上；

步骤四、将垫圈3的长圆孔3a套设在膨胀螺钉套件8的螺纹段的外部，且将垫圈3放置于支座2的水平面上；

步骤五、在各个测量基准孔1g内均安装激光跟踪仪，通过六角扳手由上往下穿过圆形沉孔1f拧动地脚螺栓5的六方头5c，从而调节地脚螺栓5的伸缩长度，进而调整支撑台1的平面度，当激光跟踪仪监测到上部钢板1a的顶表面处于水平位置时，即可实现对支撑台1的调平；

步骤六、将螺母10螺纹连接在膨胀螺钉套件8的螺纹段上，确保螺母10抵压在垫圈3的顶表面上，重复步骤六的操作，即可将各个支座2固定在地面上，从而实现了一个模块化通用平台的调平和固定；

步骤七、拆卸掉激光跟踪仪，而后在方形台阶缺口1e内安装封严板6，在测量基准孔1g内安装保护盖9，在圆形沉孔1f内安装盖板7，从而最终实现了模块化通用平台的搭建，搭建后的模块化通用平台的结构如图1所示；模块化通用平台具有可调支撑构件和拉紧构件，其中可调支撑构件产生向上的支撑力，拉紧构件产生向下的拉紧力，这两种力形成一对平衡力偶，使得模块化通用平台在一定范围内，既能任意调整高度，又能紧固于地面上，从而使得模块化通用平台上表面处于水平状态或者满足技术要求。

步骤八、多次重复步骤一到步骤七的操作，以搭建出多个模块化通用平台，在搭建过程中确保多个模块化通用平台的顶表面平齐，搭建后，多个模块化通用平台构成一个组合式平台，组合式平台的结构如图2~图3所示，该组合式平台适用于不同结构、不同机型飞机的装配。由此可知，本发明通过多个模块化通用平台的拼装组合，而获得多种尺寸形状的组合式平台，以适应多工况需求，同时相较于大尺寸的整体平台而言，单个的模块化通用平台的制造难度大大降低，通过激光跟踪仪检测技术进行调整，其组合拼装后的平台精度仍然保持较高水平。此外，产品装配完成后，拆卸下来的模块化通用平台也可用于新的工作环境，具有通用性更高的特点。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，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 (1)

1.一种模块化通用平台的快速搭建方法，该方法采用模块化通用平台，所述模块化通用平台包括支撑台（1）、可调支撑构件和拉紧构件，所述支撑台（1）的边缘方向上设置有多个可调支撑构件，支撑台（1）的四个外端面上设置有多个拉紧构件；

所述可调支撑构件包括垫板（4）和地脚螺栓（5），垫板（4）设置于支撑台（1）的下方且支撑于地面上，垫板（4）的顶部开设有V形凹坑，地脚螺栓（5）由上往下贯穿支撑台（1）设置且与支撑台（1）螺纹连接，地脚螺栓（5）的底端部支撑于垫板（4）的V形凹坑内，以将支撑台（1）支撑起来；

所述拉紧构件包括支座（2）、垫圈（3）、膨胀螺钉套件（8）和螺母（10），所述支座（2）的垂直面通过锁紧螺钉固定于支撑台（1）的端面上，支座（2）的水平面上开设有用于避让膨胀螺钉套件（8）的避让孔（2a），所述垫圈（3）上开设有长圆孔（3a），垫圈（3）支撑于支座（2）的水平面上，且垫圈（3）上的长圆孔（3a）与支座（2）上的避让孔（2a）连通，所述膨胀螺钉套件（8）的膨胀段由上往下穿过避让孔（2a）、长圆孔（3a）且固定于地面上，膨胀螺钉套件（8）的螺纹段上螺纹连接有螺母（10），在螺纹连接力下，螺母（10）抵压在垫圈（3）的顶表面上，以将支撑台（1）拉紧于地面上；所述支撑台（1）包括上部钢板（1a）、框架（1b）、平台侧壁连接板（1c）、地脚螺栓连接板（1d），所述上部钢板（1a）固设于框架（1b）的顶表面上，上部钢板（1a）的四个外边缘均延伸于框架（1b）的外部，且延伸端处均开设有方形台阶缺口（1e）；所述平台侧壁连接板（1c）焊接于框架（1b）的外端面上，且设置于方形台阶缺口（1e）的正下方；所述地脚螺栓连接板（1d）焊接于框架（1b）的底表面上，地脚螺栓连接板（1d）上开设有螺纹孔，所述地脚螺栓（5）贯穿框架（1b）设置且与地脚螺栓连接板（1d）的螺纹孔螺纹连接；所述平台侧壁连接板（1c）上开设有多个螺纹连接孔（1c1），支座（2）通过锁紧螺钉与螺纹连接孔（1c1）螺纹连接固定于平台侧壁连接板（1c）上；所述上部钢板（1a）的四个角落处均开设有用于安装激光跟踪仪的测量基准孔（1g）；所述支座（2）的水平面与垂直面之间焊接有两个加强筋板（2b），两个加强筋板（2b）分别设置于避让孔（2a）的两侧；所述地脚螺栓（5）的头部为圆锥头（5b），圆锥头（5b）支撑于V形凹坑内，地脚螺栓（5）的尾部为六方头（5c），六方头（5c）设置于框架（1b）内，地脚螺栓（5）的中部设置有外螺纹（5a），外螺纹（5a）与地脚螺栓连接板（1d）的螺纹孔螺纹连接，所述上部钢板（1a）上开设有多个分别位于六方头（5c）正上方的圆形沉孔（1f）；所述垫圈（3）为圆形钢板，垫圈（3）的外径大于支座（2）上避让孔（2a）的直径，且垫圈（3）的外径小于两个加强筋板（2b）之间的间距，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、取用支撑台（1），将地脚螺栓（5）由上往下穿过圆形沉孔（1f），且将地脚螺栓（5）的外螺纹与地脚螺栓连接板（1d）的螺纹孔螺纹连接，确保地脚螺栓（5）的六方头（5c）处于圆形沉孔（1f）的下方，同时确保地脚螺栓（5）的圆锥头（5b）支撑于垫板（4）的V形凹坑内，如此重复步骤一的操作，即可在支撑台（1）中连接多个地脚螺栓（5），并且将多个地脚螺栓（5）分别支撑于垫板（4）的V形凹坑内，从而将整个支撑台（1）支撑起来；

步骤二、通过锁紧螺钉与螺纹连接孔（1c1）螺纹连接，以将支座（2）固定在平台侧壁连接板（1c）上；

步骤三、将膨胀螺钉套件（8）的膨胀段由上往下穿过避让孔（2a）且固定于地面上；

步骤四、将垫圈（3）的长圆孔（3a）套设在膨胀螺钉套件（8）的螺纹段的外部，且将垫圈（3）放置于支座（2）的水平面上；

步骤五、在各个测量基准孔（1g）内均安装激光跟踪仪，通过六角扳手由上往下穿过圆形沉孔（1f）拧动地脚螺栓（5）的六方头（5c），从而调节地脚螺栓（5）的伸缩长度，进而调整支撑台（1）的平面度，当激光跟踪仪监测到上部钢板（1a）的顶表面处于水平位置时，即可实现对支撑台（1）的调平；

步骤六、将螺母（10）螺纹连接在膨胀螺钉套件（8）的螺纹段上，确保螺母（10）抵压在垫圈（3）的顶表面上，重复步骤六的操作，即可将各个支座（2）固定在地面上，从而实现了模块化通用平台的调平和固定；

步骤七、拆卸掉激光跟踪仪，而后在方形台阶缺口（1e）内安装封严板（6），在测量基准孔（1g）内安装保护盖（9），在圆形沉孔（1f）内安装盖板（7），从而最终实现了一个模块化通用平台的搭建；

步骤八、多次重复步骤一到步骤七的操作，以搭建出多个模块化通用平台，在搭建过程中确保多个模块化通用平台的顶表面平齐，搭建后，多个模块化通用平台构成一个组合式平台，该组合式平台适用于不同结构、不同机型飞机的装配。

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