[發明專利]大型飛機機翼壁板的調姿定位系統及其數控調姿定位裝置

有效

• 申請號: 201710751430.0
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107471171B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 王青;李江雄;柯映林
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B25H1/10
• 分類號: B25H1/10
• 代理公司: 33224 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 何彬<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種大型飛機機翼壁板的調姿定位系統及其數控調姿定位裝置，屬于飛機數字化裝配技術領域。數控調姿定位裝置包括底座，通過導軌滑塊機構可滑動地安裝在底座上的滑臺支柱，輸出端相平行布置地安裝在滑臺支柱上的一臺以上的三坐標數控定位器；輸出端上固設有用于與設于壁板上的支撐球頭構成球頭鉸接機構的球頭鎖緊器。由若干臺該數控調姿定位裝置構建成的壁板調姿定位系統，能實現對壁板位姿進行六自由度調整，在提高壁板位姿調整精度的同時，提高壁板的安裝質量，可廣泛應用于飛機組裝技術領域。

技術領域

本發明涉及大型飛機數字化裝配技術領域，具體地說，涉及一種大型飛機機翼壁板的調姿定位系統及用于構建該調姿定位系統的數控調姿定位裝置。

背景技術

飛機裝配是飛機制造過程的重要環節，由于機翼各組件尺寸大、剛性弱、結構復雜，導致其裝配難度相當大。對于機翼壁板，其裝配過程主要包括預連接及復位兩道工序，即機翼壁板在完成預連接與制孔后需要與翼盒骨架分離以進行清理及涂膠操作，然后再將機翼壁板復位。

當前，主要是采用行車對機翼壁板進行吊裝復位，其難以將壁板的位姿調整至與翼盒骨架的位姿相匹配，導致機翼壁板的復位效率偏低，且裝配質量不高。此外，壁板在復位過程中容易與周邊工裝產生干涉。

發明內容

本發明的目的是提供一種大型飛機機翼壁板的數控調姿定位裝置，以便于將壁板調整至目標位姿，而提高壁板的復位效率及安裝質量；

本發明的另一目的是提供一種以上述數控調姿定位裝置構建的壁板調姿定位系統。

為了實現上述目的，本發明提供大型飛機機翼壁板的數控調姿定位裝置包括底座，通過導軌滑塊機構可滑動地安裝在底座上的滑臺支柱，輸出端相平行布置地安裝在滑臺支柱上的一臺以上的三坐標數控定位器；輸出端上固設有用于與設于壁板上的支撐球頭構成球頭鉸接機構的球頭鎖緊器。

在使用過程中，通過在沿壁板展向上布置兩臺以上的數控調姿定位裝置，且數控定位器上的三坐標數控定位器的輸出端與壁板間通過球頭鉸接結構連接，從而可通過設置各個輸出端在X-Y-Z三維空間中三維位移，從而可以實現對壁板的位姿進行六自由度的調整，從而提高對壁板位姿調整的精度；通過可通過滑臺支柱相對底座的滑動而實現對壁板在滑臺支柱滑動方向上的快速及大范圍地位置調整，有效地提高壁板位置調整效率。

具體的方案為球頭鎖緊器包括球托座、鎖緊環、卡壓件及撥環，支撐球頭穿過鎖緊環后座托于球托座的球托面上；鎖緊環上設有供卡壓件沿鎖緊環的徑向往復移動的導孔；撥環可在鎖緊位置與釋放位置間轉動地套設在鎖緊環外，其內環面包括大徑環面部與小徑環面部；撥環轉至釋放位置時，卡壓件的外端面對準大徑環面部，支撐球頭的半徑與卡壓件的長度之和小于等于大徑環面部的半徑；撥環轉至鎖緊位置時，小徑環面部擠壓卡壓件至其內端面與球托面上下抱緊所述支撐球頭。可通過撥動撥環而實現對支撐球頭的鎖緊及釋放，從而便于對完成調姿之后的壁板進行定位。

更具體的方案為卡壓件上設有沿鎖緊環徑向布置的限位滑槽，一限位銷釘的一端穿過限位滑槽后固定在鎖緊環上；卡壓件與鎖緊環間設有復位彈簧，復位彈簧的彈性恢復力迫使卡壓件遠離支撐球頭。通過限位滑槽與所述限位銷釘的配合，有效地防止卡壓件在往復移動過程中出現轉動，以確保其內端面的朝向與支撐球頭相對準配合；通過設置復位彈簧，可有效地將卡壓件復位至釋放位置，便于調姿定位系統與壁板的分離。

另一個更具體的方案為大徑環面部與小徑環面部間由平滑過渡面部連接；卡壓件的外端面為曲率半徑小于小徑環面部的半徑的弧形面，內端面為與支撐球頭的上表面相配合的球冠狀擠壓面。便于卡壓件隨撥環在鎖定位置與釋放位置間轉動過程中，其外端面能很好地沿撥環的內環面平滑滑動；且便于卡壓件在鎖緊位置時與球托面配合而抱緊支撐球頭。

再一個更具體的方案為球頭鎖緊器包括用于檢測支撐球頭受力的三維力傳感器，三維力傳感器向控制器輸出檢測信號。便于通過該三維力傳感器檢測壁板與翼盒骨架間的壓緊力。