CN210141843U - 一种用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及零件尺寸测量技术领域，公开了一种用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装及设备。本实用新型采用基础模块之间可拆卸的拼装组成合适的模块组，实现放置不同尺寸的复合材料零件，采用灵活的约束机构实现改变被测复合材料零件不同测量条件下的约束条件，解决了目前测量不同尺寸的复合材料零件及不同约束要求下的复合材料零件外形尺寸需要更换设备的问题，该设备增加了普适性，简化了测量过程，提高了测量重复性，并且节省了生产成本。

Description

一种用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装及设备

技术领域

本实用新型涉及零件尺寸测量技术领域，尤其涉及一种用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装及设备。

背景技术

复合材料因其质轻高强的性能而广泛应用于对零件外形尺寸要求都较高的航空航天领域中。然而受材料成型工艺的限制，复合材料零件在成型结束后其内部会产生固化残余应力，导致待测零件变形，严重影响最终构件的服役性能，甚至造成不可挽回的经济生命损失。因此需要获得特定条件下的复合材料零件的外形尺寸，以保证后续连接装配的需求。

现有技术中，测量复合材料零件在不同约束条件下的外形尺寸通过更换不同的测量设备及配套工装实现，并且某些特殊测量状态的测量数据并不容易得到。导致测量结果不准确，难获得特殊条件下测量结果，测量过程重复性差，而且测量设备结构复杂，不具备普适性，进而导致增加生产成本等问题。

基于此，亟待发明一种用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装及设备，用来解决如上提到的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装及设备，即实现在同一设备上测量不同尺寸的复合材料零件以及复合材料零件在不同约束条件下的外形尺寸，该辅助工装具有一定程度的普适性，降低了生产成本，提高了生产效率。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装，包括：

模块组，用于安装待测零件，所述模块组包括一个或多个基础模块，所述基础模块之间可拆卸连接；

约束机构，所述约束机构被配置为对待测零件施加尺寸测量所需的约束条件。

优选地，所述基础模块包括基础框架，所述基础框架包括相对设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面均开设有用于与其它所述基础框架连接的孔组；

所述基础框架还包括相对设置且与所述第一侧面垂直的两个第三侧面，两个所述第三侧面的中间部位开设用于与其它所述基础框架连接的所述孔组。

优选地，所述基础框架还包括第四侧面，所述第四侧面分别与所述第一侧面和所述第三侧面垂直；

所述第四侧面上滑动连接有组装组件。

优选地，所述约束机构包括约束组件，所述约束组件包括本体和多种向所述待测零件施加不同约束的接触部，能够选择性地将其中一种所述接触部与所述本体可拆卸的转动连接。

优选地，所述约束组件还包括底座，所述底座一端与所述本体转动连接，所述底座另一端与所述组装组件可拆卸连接。

优选地，所述本体包括本体弯折件和本体连接件，每两个所述本体弯折件之间转动连接一个所述本体连接件。

优选地，所述约束机构包括约束架，所述约束架与所述模块组垂直的可拆卸连接；所述约束架被配置为与所述待测零件的一端接触并在所述待测零件竖起后支撑所述待测零件。

优选地，还包括承接机构，所述承接机构与所述模块组转动连接，所述模块组垂直于或平行于所述承接机构。

优选地，所述承接机构包括承接件，所述承接件的一侧设有承接座，所述承接座的一侧设有第一连接件；

所述基础框架与所述第四侧面相对的一侧设有用于与所述第一连接件转动连接的第二连接件，且所述第二连接件靠近所述第一侧面或第二侧面设置。

优选地，所述承接机构还包括定位件，所述承接座开设有第一定位孔；

所述模块组与所述承接机构垂直时，所述定位件依次穿设于所述基础框架上的第二定位孔和所述第一定位孔，将所述模块组固定于所述承接座上。

一种用于测量复合材料零件尺寸的设备，包括测量装置和如上述的辅助工装，所述测量装置被配置为测量安装于所述辅助工装上的待测零件的尺寸。

本实用新型的有益效果为：

通过基础模块可拆卸的拼装组成合适的模块组，实现放置不同尺寸的复合材料零件，通过约束机构实现改变被测复合材料零件不同测量条件下的约束条件，解决了目前测量不同尺寸的复合材料零件及不同约束要求下的复合材料零件外形尺寸需要更换设备的问题，该设备增加了普适性，简化了测量过程，提高了测量重复性，并且节省了生产成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装的装配结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述的模块组的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所述的基础模块的结构示意图；

图4是本实用新型实施例所述的约束组件与基础模块连接的结构示意图；

图5是本实用新型实施例所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装的爆炸示意图；

图6是本实用新型实施例所述的承接机构连接结构示意图；

图7是本实用新型实施例所述的基础模块的侧视图；

图8是本实用新型实施例所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装安装帽型加筋壁板的装配结构示意图。

图中：

10、模块组；1、基础模块；11、基础框架；111、第一侧面；112、第二侧面；113、第三侧面；114、第四侧面；1141、滑轨；12、孔组；13、组装组件；14、第二连接件；15、第二定位孔；

2、约束机构；21、约束组件；211、本体；2111、本体弯折件；2112、本体连接件；212、接触部；213、底座；22、约束架；

3、承接机构；31、承接座；311、第一定位孔；32、第一连接件；33、定位件；34、承接件；

4、帽型加筋壁板。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实施例提供了一种用于测量复合材料零件尺寸的设备，使用该设备测量复合材料零件的外形尺寸。目前测量不同尺寸的复合材料时，需要制作不同尺寸的辅助工装与之配合，而且复合材料零件由于其材料本身的性能导致在不同约束条件下的外形尺寸差异较大，需要通过更换不同工装改变其约束条件与不同尺寸的测量设备实现，测量设备不具有普适性。

为解决上述问题，本实施例提供的一种用于测量复合材料零件尺寸的设备，该设备包括辅助工装和测量装置。

具体地，如图1所示，辅助工装用于放置不同尺寸的待测零件并改变待测零件的约束条件。辅助工装包括模块组10和约束机构2，约束机构2连接在模块组10上。模块组10包括若一个或多个基础模块1，基础模块1之间采用可拆卸的连接方式。约束机构2用于改变向待测零件施加的约束条件，又用于保证待测零件在竖起过程中不会掉落。测量装置置于预设测量位，用于测量安装于辅助工装上的待测零件的尺寸。

在本实施例中，预设测量位的位置根据待测零件的尺寸和状态与测量装置本身视角进行调整，能够拍摄到完整的待测零件的图像即可。测量装置为激光雷达设备，能够测量待测零件的三维外形及尺寸。在其他实施例中，能够测量待测零件的二维尺寸或三维外形的测量装置均可，在此不作限定。

在本实施例中，如图2所示，模块组10由6个基础模块1可拆卸组装而成。在其他实施例中，模块组10中包含的基础模块1的数量及拼接后模块组10的形状由待测零件的大小和待测零件测量时所需状态综合得出。

通过基础模块1之间可拆卸的连接方式实现放置不同尺寸的待测零件，通过约束机构2实现改变向待测零件施加的约束条件，通过测量装置实现待测零件的尺寸测量过程，解决了目前测量不同尺寸的复合材料零件与测量不同约束条件下的同一复合材料零件的尺寸需要更换不同的辅助工装，从而实现放置待测零件并改变其受到的约束条件导致测量设备不具有普适性的问题。该测量设备提高了设备的普适性，简化了测量过程，提高了测量重复性，并且节省了生产成本。

在本实施例中，如图3所示，基础模块1包括型材搭建的长方体形状(2m*0.4m*0.4m)的基础框架11。规定基础框架11的第一侧面111与第二侧面112相对设置，第一侧面111与第二侧面112各自开设用于连接其他基础模块1的孔组12。并且规定基础框架11的两个第三侧面113相对设置，两个第三侧面113的中间部位也分别开设用于连接其他基础模块1的孔组12。每两个基础模块1之间连接时使用螺栓穿过孔组12的方式完成可拆卸连接。根据待测零件的大小与测量要求的约束条件，可以灵活地拼接不同数量的基础模块1，并且规定基础框架11为长方体，更加方便拆装，降低了设备的复杂度，增加了设备普适性，并降低了生产成本。

在其他实施例中，基础框架11还可以为其它形状和其他材质，只要原料易得、满足各个面的位置关系并使得拼接方便即可。基础框架11还可以为其他尺寸，且各个基础框架11的尺寸也可不完全相同，方便测量待测零件尺寸即可。孔组12之间连接方式还可以为其他连接方式，方便拆装即可。

在本实施例中，基础框架11还包括第四侧面114，规定第四侧面114与第一侧面111和第三侧面113分别垂直。

优选地，拼接基础模块1时，第一侧面111只可与第二侧面112或第三侧面113连接，第二侧面112只可与第一侧面111或第三侧面113连接，且第四侧面114朝向待测零件。拼装时规定基础模块1的安装方向，方便安装，拼接快速。在其他实施例中，不对基础模块1安装方向做进一步规定。

进一步地，基础模块1还包括组装组件13。第四侧面114上设有滑轨1141，组装组件13底部设有与滑轨1141相匹配的滑块，每个基础框架11上通过滑轨1141与滑块的方式滑动连接两个组装组件13。

在其他实施例中，组装组件13与基础框架11的滑动连接方式不限于滑轨1141与滑块。与每个基础框架11上滑动连接的组装组件13的个数可根据测量待测零件尺寸时要求的约束条件而定，在此不做过多限定。

在本实施例中，如图4所示，约束机构2包括机械手形式的约束组件21，约束组件21用于改变向待测零件施加的约束条件，同时也保证待测零件竖起的过程中不会掉落。约束组件21包括本体211、接触部212和底座213，本体211的一端与接触部212通过带锁紧装置的转轴可拆卸的转动连接，本体211的另一端通过带锁紧装置的转轴与底座213转动连接。底座213放置于组装组件13的上表面，底座213与组装组件13通过螺栓可拆卸的连接，从而使约束组件21能够沿第四侧面114在基础模块1上滑动并与基础模块1之间可拆卸连接。使用时，可以根据待测零件的约束条件，沿第四侧面114改变约束组件21的位置或拆装约束组件21，从而改变不同要求下向待测零件施加的约束条件。更灵活地改变向待测零件施加的约束条件，使设备的普适性增强。

在本实施例中，默认每个组装组件13只与一个约束组件21通过螺栓可拆卸连接。在其他实施例中，每个组装组件13还可以连接更多约束组件21，在此不再详细叙述。

在本实施例中，设置多个可向待测零件施加不同约束的接触部212，在每个本体211上可选择的安装一个接触部212。每个接触部212向待测零件施加的约束可以是例如推、吸、挤压、夹紧等多种约束中的一种。在本实施例中，提供一种具有夹紧功能的接触部212。工作时，约束组件21能够通过更换不同的接触部212及转动接触部212共同改变向待测零件施加的约束条件，使待测零件能够处于任意一种约束条件。使同一设备适用于测量各种约束条件下的待测零件，又简化了待测零件在某些难以达到的特殊条件下的测量过程，增加设备普适性，提高测量准确性。

进一步地，本体211为机械手形式。本体211包括本体弯折件2111和本体连接件2112，每两个所述本体弯折件2111之间通过带锁紧装置的转轴转动连接一个本体连接件2112，增加约束组件21的灵活性，增加设备的普适性。本体弯折件2111为型材组成，材料易得，减少生产成本。

具体地，根据待测零件所需要的约束条件，在必要位置的组装组件13上设置约束组件21，选取本体211连接的接触部212的种类，随后确定本体211及接触部212所需要弯折的方式及角度，固定本体211及接触部212的位姿，改变向待测零件施加的约束条件。

在其他实施例中，实现约束组件21的各个零部件之间的转动及固定其位姿功能的零部件不局限于带锁紧装置的转轴，其他的实现约束组件21能够在组装组件13上方全范围转动并可实现即时定位功能的零部件均可，在此不做限定。

在本实施例中，如图5所示，约束机构2还包括约束架22，约束架22根据待测零件所需的约束条件加工为弧形且带有夹紧功能，用于与待测零件的一端接触并在待测零件竖起后支撑所述待测零件，也起到改变其所受到的约束条件的作用。约束架22与模块组10垂直的可拆卸连接，且安装位置能够保证待测零件竖起后约束架22与待测零件的底端接触并起到支撑作用，更能保证待测零件在竖起过程中不会掉落。约束架22向待测零件施加的约束也是根据实际测量所需的约束条件改变，使测量更灵活，设备具有普适性。在其他实施例中，约束架22可根据待测零件所需的约束条件加工为其它形状及实现其他功能。

在本实施例中，如图5和图6所示，辅助工装还包括水平放置的承接机构3，承接机构3用于承接模块组10，增加设备稳定性。承接机构3包括承接件34，承接件34上表面的一侧间隔设有两个承接座31。每两个承接座31之间的间隔根据组装后的模块组10而定，能够更好的承接竖起后的模块组10。承接座31的面积大于第一侧面111，承接座31用于连接拼接好的模块组10。承接座31的一侧设有第一连接件32，用于连接模块组10。

进一步地，如图7所示，基础框架11上与第四侧面114相对的一面设有第二连接件14，且第二连接件14在第四侧面114相对的一面同第一侧面111相交的一侧设置。第二连接件14与第一连接件32通过销连接，使模块组10与承接件34可拆卸的转动连接，该连接结构方便拆装，转动连接也方便使模块组10转动至与承接机构3垂直或水平的位置，简化了测量过程。

在其他实施例中，第二连接件14还可以靠近第二侧面112设置。第一连接件32与第二连接件14可使用其他方式实现可拆卸的转动连接，在此不做限定。

优选地，未测量待测零件尺寸时，模块组10平行放于承接机构3上方。测量待测零件尺寸时，模块组10绕销转动至垂直于承接机构3竖起放置。规定测量与未测量的状态有利于标准化待测零件的测量过程，提高测量准确性。在其他实施例中，可将测量状态与未测量状态时模块组10处于的位置互换。

具体地，本实施例中采用吊车勾住模块组10远离承接座31的基础模块1的第二侧面112，提升模块组10，使模块组10由平行放置于承接机构3上方绕销转动至垂直于承接机构3竖起放置，使模块组10落于承接座31。在其他实施例中，可用其他装置起到使模块组10由平行于承接件34的位置转动至垂直于承接件34的作用，在此不作限定。

承接机构3还包括定位件33，定位件33用于使竖起后的模块组10与承接机构3之间的定位。具体地，承接座31的中心部位开设有第一定位孔311，第一侧面111的中心上开设有第二定位孔15，定位件33依次穿过第二定位孔15和第一定位孔311，将模块组10固定于承接座31上，增加测量时设备的稳定性，提高测量准确性。在其他实施例中，第二定位孔15可开设于基础模块1的其他位置。

本实施例中，定位件33为带把手的螺栓结构。在其他实施例中，定位件33的结构能够满足模块组10与承接机构3之间的可拆卸的定位作用即可，在此不作限定。

为了方便理解，如图8所示，以复合材料帽型加筋壁板4为例，在使用本实施例提供的用于测量复合材料零件尺寸的设备测量该零件在气动条件下的尺寸的具体过程如下：

首先，分析复合材料帽型加筋壁板4在气动条件下的受力情况，从而得出该零件筋条轴向方向刚度较大，因此可将筋条轴向方向与重力方向重合的状态近似认为是无约束状态。又经过分析得出测量时的约束条件为保证该零件测量时近似无约束，并得出在竖起过程中保证该零件不掉落所需要的约束机构2的数量及接触部212的种类。操作者根据帽型加筋壁板4加工后的大致尺寸与上述分析得出的约束条件将6个基础模块1拼接为合适的模块组10，并加工合适此模块组10的承接机构3，模块组10平行放置于承接件34上，且第二连接件14与第一连接件32相配合，并插入销。

其次，在需要的组装组件13上放置并固定连接满足上述两个约束条件时所需要的一个带有夹紧功能的约束组件21。随后加工符合满足两个约束条件的弧形带有夹紧功能的约束架22，将其用螺栓连接于模块组10。

再次，操作者将帽型加筋壁板4水平放置在模块组10上，使接触部212与约束架22夹紧该零件，利用吊车提起模块组10，使模块组10绕销转动，模块组10从与承接件34平行的位置转至垂直的位置。模块组10落在承接位31上，利用定位件33依次穿过第二定位孔15与第一定位孔311，将模块组10可拆卸的固定于承接位31上。

最后，根据上述帽型加筋壁板4的约束条件的分析结果，判断上述安装的一个约束组件21为该零件测量时的非必要约束。调整约束组件21的位姿，使约束组件21的接触部212远离该零件，去除该约束，使帽型加筋壁板4受到的约束条件符合尺寸测量的约束要求。根据帽型加筋壁板4的尺寸及测量状态，调整测量装置的位置，测量该零件需要的尺寸。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装，其特征在于，包括：

模块组(10)，用于安装待测零件，所述模块组(10)包括一个或多个基础模块(1)，所述基础模块(1)之间可拆卸连接；

约束机构(2)，所述约束机构(2)被配置为改变向所述待测零件施加的约束条件。

2.根据权利要求1所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装，其特征在于，所述基础模块(1)包括基础框架(11)，所述基础框架(11)包括相对设置的第一侧面(111)和第二侧面(112)，所述第一侧面(111)和所述第二侧面(112)均开设有用于与其它所述基础框架(11)连接的孔组(12)；

所述基础框架(11)还包括相对设置且与所述第一侧面(111)垂直的两个第三侧面(113)，两个所述第三侧面(113)的中间部位开设用于与其它所述基础框架(11)连接的所述孔组(12)。

3.根据权利要求2所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装，其特征在于，所述基础框架(11)还包括第四侧面(114)，所述第四侧面(114)分别与所述第一侧面(111)和所述第三侧面(113)垂直；

所述第四侧面(114)上滑动连接有组装组件(13)。

4.根据权利要求3所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装，其特征在于，所述约束机构(2)包括约束组件(21)，所述约束组件(21)包括本体(211)和多种向所述待测零件施加不同约束的接触部(212)，能够选择性地将其中一种所述接触部(212)与所述本体(211)可拆卸的转动连接。

5.根据权利要求4所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装，其特征在于，所述约束组件(21)还包括底座(213)，所述底座(213)一端与所述本体(211)转动连接，所述底座(213)另一端与所述组装组件(13)可拆卸连接。

6.根据权利要求4所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装，其特征在于，所述本体(211)包括本体弯折件(2111)和本体连接件(2112)，每两个所述本体弯折件(2111)之间转动连接一个所述本体连接件(2112)。

7.根据权利要求1所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装，其特征在于，所述约束机构(2)包括约束架(22)，所述约束架(22)与所述模块组(10)垂直的可拆卸连接；所述约束架(22)被配置为与所述待测零件的一端接触并在所述待测零件竖起后支撑所述待测零件。

8.根据权利要求3所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装，其特征在于，还包括承接机构(3)，所述承接机构(3)与所述模块组(10)转动连接，所述模块组(10)垂直于或平行于所述承接机构(3)。

9.根据权利要求8所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装，其特征在于，所述承接机构(3)包括承接件(34)，所述承接件(34)的一侧设有承接座(31)，所述承接座(31)的一侧设有第一连接件(32)；

所述基础框架(11)与所述第四侧面(114)相对的一面设有用于与所述第一连接件(32)转动连接的第二连接件(14)，且所述第二连接件(14)靠近所述第一侧面(111)或所述第二侧面(112)设置。

10.根据权利要求9所述的用于测量复合材料零件尺寸的辅助工装，其特征在于，所述承接机构(3)还包括定位件(33)，所述承接座(31)开设有第一定位孔(311)；

所述模块组(10)与所述承接机构(3)垂直时，所述定位件(33)依次穿设于所述基础框架(11)上的第二定位孔(15)和所述第一定位孔(311)，将所述模块组(10)固定于所述承接座(31)上。

11.一种用于测量复合材料零件尺寸的设备，其特征在于，包括测量装置和如权利要求1-10任一项所述的辅助工装，所述测量装置被配置为测量安装于所述辅助工装上的所述待测零件的尺寸。

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