[发明专利]大型飞机机翼壁板的调姿定位系统及其数控调姿定位装置

说明书

本发明公开了一种大型飞机机翼壁板的调姿定位系统及其数控调姿定位装置，属于飞机数字化装配技术领域。数控调姿定位装置包括底座，通过导轨滑块机构可滑动地安装在底座上的滑台支柱，输出端相平行布置地安装在滑台支柱上的一台以上的三坐标数控定位器；输出端上固设有用于与设于壁板上的支撑球头构成球头铰接机构的球头锁紧器。由若干台该数控调姿定位装置构建成的壁板调姿定位系统，能实现对壁板位姿进行六自由度调整，在提高壁板位姿调整精度的同时，提高壁板的安装质量，可广泛应用于飞机组装技术领域。

技术领域

本发明涉及大型飞机数字化装配技术领域，具体地说，涉及一种大型飞机机翼壁板的调姿定位系统及用于构建该调姿定位系统的数控调姿定位装置。

背景技术

飞机装配是飞机制造过程的重要环节，由于机翼各组件尺寸大、刚性弱、结构复杂，导致其装配难度相当大。对于机翼壁板，其装配过程主要包括预连接及复位两道工序，即机翼壁板在完成预连接与制孔后需要与翼盒骨架分离以进行清理及涂胶操作，然后再将机翼壁板复位。

当前，主要是采用行车对机翼壁板进行吊装复位，其难以将壁板的位姿调整至与翼盒骨架的位姿相匹配，导致机翼壁板的复位效率偏低，且装配质量不高。此外，壁板在复位过程中容易与周边工装产生干涉。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型飞机机翼壁板的数控调姿定位装置，以便于将壁板调整至目标位姿，而提高壁板的复位效率及安装质量；

本发明的另一目的是提供一种以上述数控调姿定位装置构建的壁板调姿定位系统。

为了实现上述目的，本发明提供大型飞机机翼壁板的数控调姿定位装置包括底座，通过导轨滑块机构可滑动地安装在底座上的滑台支柱，输出端相平行布置地安装在滑台支柱上的一台以上的三坐标数控定位器；输出端上固设有用于与设于壁板上的支撑球头构成球头铰接机构的球头锁紧器。

在使用过程中，通过在沿壁板展向上布置两台以上的数控调姿定位装置，且数控定位器上的三坐标数控定位器的输出端与壁板间通过球头铰接结构连接，从而可通过设置各个输出端在X-Y-Z三维空间中三维位移，从而可以实现对壁板的位姿进行六自由度的调整，从而提高对壁板位姿调整的精度；通过可通过滑台支柱相对底座的滑动而实现对壁板在滑台支柱滑动方向上的快速及大范围地位置调整，有效地提高壁板位置调整效率。

具体的方案为球头锁紧器包括球托座、锁紧环、卡压件及拨环，支撑球头穿过锁紧环后座托于球托座的球托面上；锁紧环上设有供卡压件沿锁紧环的径向往复移动的导孔；拨环可在锁紧位置与释放位置间转动地套设在锁紧环外，其内环面包括大径环面部与小径环面部；拨环转至释放位置时，卡压件的外端面对准大径环面部，支撑球头的半径与卡压件的长度之和小于等于大径环面部的半径；拨环转至锁紧位置时，小径环面部挤压卡压件至其内端面与球托面上下抱紧所述支撑球头。可通过拨动拨环而实现对支撑球头的锁紧及释放，从而便于对完成调姿之后的壁板进行定位。

更具体的方案为卡压件上设有沿锁紧环径向布置的限位滑槽，一限位销钉的一端穿过限位滑槽后固定在锁紧环上；卡压件与锁紧环间设有复位弹簧，复位弹簧的弹性恢复力迫使卡压件远离支撑球头。通过限位滑槽与所述限位销钉的配合，有效地防止卡压件在往复移动过程中出现转动，以确保其内端面的朝向与支撑球头相对准配合；通过设置复位弹簧，可有效地将卡压件复位至释放位置，便于调姿定位系统与壁板的分离。

另一个更具体的方案为大径环面部与小径环面部间由平滑过渡面部连接；卡压件的外端面为曲率半径小于小径环面部的半径的弧形面，内端面为与支撑球头的上表面相配合的球冠状挤压面。便于卡压件随拨环在锁定位置与释放位置间转动过程中，其外端面能很好地沿拨环的内环面平滑滑动；且便于卡压件在锁紧位置时与球托面配合而抱紧支撑球头。

再一个更具体的方案为球头锁紧器包括用于检测支撑球头受力的三维力传感器，三维力传感器向控制器输出检测信号。便于通过该三维力传感器检测壁板与翼盒骨架间的压紧力。