一种壁板预装配可重构柔性型架

1.本发明涉及飞机工艺装备技术领域，特别提供一种壁板预装配可重构柔性型架。


背景技术：

2.航空制造企业大多依然采用传统定制化焊接型架装配飞机壁板，这种专用型架存在通用性差、不可拆卸、加工准备周期长等问题，即使可以通过更换卡板完成多类壁板装配任务，但操作耗时费力，所需卡板数量多，制造成本高。传统型架的经济性和研制周期已无法满足目前飞机敏捷制造和精益生产的需求。现有可重构柔性型架为主动式装配型架，采用大量电动缸等直线运动机构作为驱动系统，结合数字化控制技术、传感器技术和计算机技术实现对多类壁板的柔性可重构自动化装配，因此结构设计复杂，调试耗时，研制成本过高，不适合在企业大范围推广应用，且仍需要更换卡板实现工装换型，与传统工装无异。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种低成本、模块化、被动式的壁板预装配可重构柔性型架。
4.本发明技术方案如下：一种壁板预装配可重构柔性型架，包括作为型架整体结构基础的底部框架，所述底部框架的左右两侧支撑均由骨架梁、盒式接头和地脚组成，3个盒式接头沿骨架梁长度方向均匀布置，中间支撑仅靠地脚；所述口框位于底座框架上方，通过敏捷关节和定位夹紧销的组合使用实现与底座框架的便捷式可拆卸固定连接，口框主体结构由5根骨架梁焊接而成，口框四角设置有tb座，用于建立型架坐标系，口框上下两根骨架梁的侧面通过螺栓连接各安装一块钢制安装板；所述辅助支撑梁组件位于底座框架上方，对称分布于型架左右两侧，多根骨架梁构成其主体结构，通过敏捷关节和定位夹紧销的组合使用形成与底座框架和口框的便捷式可拆卸固定连接；所述指示灯组件由电源开关、指示灯和pvc线槽组成，所述指示灯固定连接在口框上骨架梁的上表面；所述滑轨组件固定连接在口框上下骨架梁的侧面，由垫板、定位块、导轨与滑块组成，导轨固定连接在垫板上，所述定位块被分组喷涂了不同的颜色；所述定位夹紧器框架由8个卡板组件构成，卡板组件与滑块固定连接为一体可沿导轨自由滑动；所述卡板组件的角座与滑块固连从而实现卡板组件沿导轨滑动，卡板组件的组成元件库包括基础件卡板、蒙皮凸耳定位器、绑带和功能件长桁定位器、小卡板、蒙皮挡块，所述卡板被分组喷涂了不同的颜色，所述小卡板通过精制螺栓与卡板固连，所述精制螺栓可起到定位和连接的作用，卡板组件根据有无长桁定位器可以分为功能卡板组件和支撑卡板组件，功能卡板组件的卡板每侧的长桁定位器布局都与至少一种待装配飞机壁板的长桁位置分布相对应，支撑卡板组件主要用于定位与支撑蒙皮和蒙皮垫板，无法夹持长桁；所述长桁定位器固定连接在卡板两侧，包括柔性长桁定位器和专用长桁定位器两种；所述蒙皮挡块为蒙皮提供支撑以辅助蒙皮上架；
5.为了更好地实现本发明，进一步地，所述柔性长桁定位器通过2个螺栓和2个圆柱销配合使用固定连接到卡板两侧平面，由滑槽底座、直线滑块、滚珠、旋钮螺丝、旋钮柱塞和
夹紧末端组成，其中夹紧末端与直线滑块间隙配合形成移动副，直线滑块与滑槽底座通过滚珠形成移动副，直线滑块表面有定位孔可供旋钮柱塞插拔定位，旋钮螺丝拧紧后与夹紧末端接触，直线滑块沿滑槽底座以圆弧轨迹在一定范围内滑动，从而带动夹紧末端移动到长桁所处位置，实现定位夹紧不同种类飞机壁板的长桁，柔性长桁定位器相比专用长桁定位器制造成本高，因此柔性长桁定位器的数量与位置分布视待装配飞机壁板种类，长桁定位器的数量与位置分布和长桁分布紧密关联。
6.为了更好地实现本发明，进一步地，所述指示灯组件的指示灯数量与定位块数量相同，指示灯的位置分布与定位块在口框上骨架梁的横向位置分布相同，某一位置的指示灯亮起时表示该位置需要安装卡板组件。
7.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
8.本发明提供了一种可完成多类飞机壁板预装配的可重构柔性型架，其结构设计精简，具有模块化、可拆卸、可重构和柔性的使用特点，占地面积小易于存储，制造成本低，适宜广泛推广应用。
附图说明
9.图1为本技术中的可重构柔性型架示意图；
10.图2为本技术中的飞机壁板示意图；
11.图3为本技术中的底座框架示意图；
12.图4为本技术中的辅助支撑梁组件示意图；
13.图5为本技术中的口框示意图；
14.图6为本技术中的滑轨组件示意图；
15.图7a为本技术中的定位夹紧器框架示意图；
16.图7b为本技术中的定位夹紧器框架中的功能卡板组件示意图；
17.图7c为本技术中的定位夹紧器框架中的支撑卡板组件示意图；
18.图8为本技术中的柔性长桁定位器示意图；
19.图9为本技术中的指示灯组件示意图。
20.其中：1-底座框架，2-辅助支撑梁组件，3-口框，4-指示灯组件，5-滑轨组件，6-定位块，7-定位夹紧器框架，8-蒙皮垫板，9-蒙皮，10-长桁，11-盒式接头，12-地脚，13-骨架梁，14-定位夹紧销，15-敏捷关节，16-安装板，17-tb座，18-垫板，19-滑块，20-导轨，21-卡板组件，22-角座，23-专用长桁定位器，24-柔性长桁定位器，25-蒙皮挡块，26-小卡板，27-蒙皮凸耳定位器，28-卡板，29-绑带，30-精制螺栓，31-夹紧末端，32-旋钮螺丝，33-滑槽底座，34-旋钮柱塞，35-滚珠，36-直线滑块，37-电源开关，38-指示灯，39-pvc线槽。
具体实施方式
21.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
22.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”、、“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和简化描述，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。
23.如图2所示为本技术中的飞机壁板示意图，不同类型飞机壁板的长桁10、蒙皮垫板8的位置分布不同，蒙皮9长度不同，传统的专用焊接型架通用性差，一种型架无法完成多类飞机壁板预装配作业，因此本技术提出了一种壁板预装配可重构柔性型架。
24.参阅图1～图9，本实施例提供一种壁板预装配可重构柔性型架，包括作为型架整体结构基础的底部框架1，所述底部框架1的左右两侧支撑均由骨架梁13、盒式接头11和地脚12组成，3个盒式接头11沿骨架梁13长度方向均匀布置，中间支撑仅靠地脚12；所述口框3位于底座框架1上方，通过敏捷关节15和定位夹紧销14的组合使用实现与底座框架1的便捷式可拆卸固定连接，口框3主体结构由5根骨架梁13焊接而成，口框3的四个边角处设置有tb座17，口框3上下两根骨架梁13的侧面通过螺栓连接各安装一块钢制安装板16；所述辅助支撑梁组件2位于底座框架1上方，对称分布于型架左右两侧，多根骨架梁13构成其主体结构，通过敏捷关节15和定位夹紧销14的组合使用形成与底座框架1和口框3的便捷式可拆卸固定连接；所述指示灯组件4由电源开关37、指示灯38和pvc线槽39组成，所述指示灯38固定连接在口框3上骨架梁13的上表面；所述滑轨组件5固定连接在口框3上下骨架梁13的侧面，由垫板18、定位块6、导轨20与滑块19组成，导轨20固定连接在垫板18上，定位块6被分组喷涂了不同的颜色；所述定位夹紧器框架7由8个卡板组件21构成，卡板组件21与滑块19固定连接为一体可沿导轨20自由滑动；所述卡板组件21的角座22与滑块19固连从而实现卡板组件21沿导轨20滑动，卡板组件21的组成元件库包括基础件卡板28、蒙皮凸耳定位器27、绑带29和功能件长桁定位器、小卡板26、蒙皮挡块25，所述卡板被分组喷涂了不同的颜色，所述小卡板26通过精制螺栓30与卡板28固连，卡板组件21根据有无长桁定位器可以分为功能卡板组件和支撑卡板组件；所述长桁定位器固定连接在卡板28两侧，包括柔性长桁定位器24和专用长桁定位器23两种。
25.参阅图1～图9，在本技术中，所述柔性长桁定位器24通过2个螺栓和2个圆柱销配合使用固定连接到卡板28两侧平面，由滑槽底座33、直线滑块36、滚柱35、旋钮螺丝32、旋钮柱塞34和夹紧末端31组成，其中夹紧末端31与直线滑块36间隙配合形成移动副，直线滑块36与滑槽底座33通过滚柱35形成移动副，直线滑块36表面有定位孔可供旋钮柱塞34插拔定位，旋钮螺丝32拧紧后与夹紧末端31接触，柔性长桁定位器24的数量与位置分布和长桁10分布紧密关联。
26.参阅图1～图9，在本技术中，所述指示灯组件4的指示灯38数量与定位块6数量相同，指示灯38位置分布与定位块6相对于口框3上骨架梁13的横向位置分布相同。
27.结合附图，本发明的使用方法如下：指示灯38亮起的组合与预装配飞机壁板类型相对应，指示灯38亮起组合的数目与需要装配的飞机壁板种类数相同，因此，当某一位置的指示灯38亮起时表示该位置需要安装卡板组件21，此时将与亮起指示灯38对应位置处的定位块6颜色相同的卡板组件21沿导轨20滑动到对应的定位块6位置并固定即完成卡板组件21定位，用于装配飞机壁板；根据待装配飞机壁板的产品特征，位于定位夹紧器框架7左右两侧的两块卡板28安装所需的蒙皮凸耳定位器27，卡板28上安装所需的小卡板26或只使用卡板28与蒙皮垫板紧密贴合定位；将长桁10穿过卡板28并放置于凹槽内，然后使用与长桁10位置分布相对应的卡板28一侧的长桁定位器钩紧长桁10，将卡板28这一侧的柔性长桁定
位器24滑动到对应长桁10位置钩紧长桁10；将蒙皮9放置于蒙皮挡块25上，然后调整蒙皮9位置，依靠蒙皮凸耳定位器27和卡板28型面完成蒙皮9定位；拉紧绑带29完成蒙皮9夹紧，最后工人铆接实现飞机壁板预装配。进一步地，当装配其它种类飞机壁板时，根据指示灯38亮起组合，只需选用合适类型与合适数量的卡板组件21，并将卡板组件21移动至对应的定位块6固定，选用与待装配飞机壁板的长桁10位置分布相对应的卡板28一侧的长桁定位器定位夹紧长桁10，同时定位夹紧器框架7左右两侧的卡板28安装对应待装配飞机壁板的蒙皮凸耳定位器27，然后按照工艺流程操作即可实现多类飞机壁板预装配。
28.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种壁板预装配可重构柔性型架，其特征在于，包括作为型架整体结构基础的底部框架(1)，所述底部框架(1)的左右两侧支撑均由骨架梁(13)、盒式接头(11)和地脚(12)组成，3个盒式接头(11)沿骨架梁(13)长度方向均匀布置，中间支撑仅靠地脚(12)；所述口框(3)位于底座框架(1)上方，通过敏捷关节(15)和定位夹紧销(14)的组合使用实现与底座框架(1)的便捷式可拆卸固定连接，口框(3)主体结构由5根骨架梁(13)焊接而成，口框(3)四角设置有tb座(17)，口框(3)上下两根骨架梁(13)的侧面通过螺栓连接各安装一块钢制安装板(16)；所述辅助支撑梁组件(2)位于底座框架(1)上方，对称分布于型架左右两侧，多根骨架梁(13)构成其主体结构，通过敏捷关节(15)和定位夹紧销(14)的组合使用形成与底座框架(1)和口框(3)的便捷式可拆卸固定连接；所述指示灯组件(4)由电源开关(37)、指示灯(38)和pvc线槽(39)组成，所述指示灯(38)固定连接在口框(3)上骨架梁(13)的上表面；所述滑轨组件(5)固定连接在口框(3)上下骨架梁(13)的侧面，由垫板(18)、定位块(6)、导轨(20)与滑块(19)组成，导轨(20)固定连接在垫板(18)上，所述定位块被分组喷涂了不同的颜色；所述定位夹紧器框架(7)由8个卡板组件(21)构成，卡板组件(21)与滑块(19)固定连接为一体可沿导轨(20)自由滑动；所述卡板组件(21)的角座(22)与滑块(19)固连从而实现卡板组件(21)沿导轨(20)滑动，卡板组件(21)的组成元件库包括基础件卡板(28)、蒙皮凸耳定位器(27)、绑带(29)和功能件长桁定位器、小卡板(26)、蒙皮挡块(25)，所述卡板被分组喷涂了不同的颜色，所述小卡板(26)通过精制螺栓(30)与卡板(28)固连，卡板组件(21)根据有无长桁定位器可以分为功能卡板组件和支撑卡板组件；所述长桁定位器固定连接在卡板(28)两侧，包括柔性长桁定位器(24)和专用长桁定位器(23)两种。2.按照权利要求1所述的一种壁板预装配可重构柔性型架，其特征在于，所述柔性长桁定位器(24)通过2个螺栓和2个圆柱销配合使用固定连接到卡板(28)两侧平面，由滑槽底座(33)、直线滑块(36)、滚柱(35)、旋钮螺丝(32)、旋钮柱塞(34)和夹紧末端(31)组成，其中夹紧末端(31)与直线滑块(36)间隙配合形成移动副，直线滑块(36)与滑槽底座(33)通过滚柱(35)形成移动副，直线滑块(36)表面有定位孔可供旋钮柱塞(34)插拔定位，旋钮螺丝(32)拧紧后与夹紧末端(31)接触，柔性长桁定位器(24)的数量与位置分布和长桁(10)分布紧密关联。3.按照权利要求1所述的一种壁板预装配可重构柔性型架，其特征在于，所述指示灯组件(4)的指示灯(38)数量与定位块(6)数量相同，指示灯(38)位置分布与定位块(6)相对于口框(3)上骨架梁(13)的横向位置分布相同。

技术总结
本发明公开了一种壁板预装配可重构柔性型架包括：底座框架、辅助支撑梁组件、口框、指示灯组件、滑轨组件和定位夹紧器框架。所述底座框架用于支撑整体型架结构；所述口框用于安装型架主体功能模块；所述辅助支撑梁组件用于支撑口框；所述指示灯组件用于指导工人进行型架装调作业；所述定位夹紧器框架由多个不同种类的卡板组件组成，起到定位夹紧不同类型壁板的蒙皮和长桁的作用；所述滑轨组件用于为卡板组件提供移动副，便于卡板组件沿航向移动，所述滑轨组件的定位块旨在定位卡板组件航向位置。本发明实现了多类机身壁板的预装配，一类型架即可完成多类壁板预装配作业，具有操作简单、模块化可拆卸、易存储和低成本的特点，提高了壁板装配效率。了壁板装配效率。了壁板装配效率。


技术研发人员：樊伟 孟爽 郑联语 王鑫
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/4/25