專利名稱：用于調(diào)整大尺寸部件姿態(tài)的對(duì)接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于調(diào)整大尺寸部件姿態(tài)的對(duì)接裝置。
背景技術(shù)：
在部件的裝配過(guò)程中，往往要求相互對(duì)接的部件之間處于特定的位置關(guān)系，因此在裝配固定之前，首先要對(duì)兩對(duì)接部件的位置進(jìn)行定位。當(dāng)待對(duì)接部件中至少一個(gè)的尺寸 較小時(shí)，定位可以輕易地實(shí)現(xiàn)，只需將大尺寸部件(例如飛機(jī)機(jī)翼)予以固定，然后調(diào)整小 尺寸部件相對(duì)于其的位置即可。但當(dāng)待對(duì)接部件均具有較大尺寸時(shí)，相互之間的定位就并 非那么容易實(shí)現(xiàn)。問(wèn)題首先在于，大尺寸部件具有較大的自身重量，因此在定位過(guò)程中往往必須通 過(guò)工具將其支撐。這使得部件繞X、1、Z三根軸的旋轉(zhuǎn)自由端不得不通過(guò)調(diào)整支撐工具而 間接進(jìn)行調(diào)整。而在這一過(guò)程中，由于自重很重，使得支撐接觸部位必須承受很大的接觸應(yīng) 力，很容易對(duì)部件造成損傷。而如果要避免這一損傷，從而減小接觸應(yīng)力，又很容易由于固 定力不足而使得部件在調(diào)整姿態(tài)的過(guò)程中發(fā)生相對(duì)于支撐工具的位移，從而造成部件表面 的刮傷。其次，由于部件尺寸較大、重量較重，因此在部件內(nèi)部由于自身重量而形成應(yīng)力分 布變得十分明顯，從而使得部件的形狀發(fā)生明顯改變。這當(dāng)然也會(huì)使得對(duì)接表面的形狀發(fā) 生改變，造成待對(duì)接的部件之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位從而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，或者即使實(shí)現(xiàn)對(duì)接， 也會(huì)在對(duì)接部分殘留很大的內(nèi)部應(yīng)力，極大地影響了部件的使用壽命及安全性。針對(duì)以上問(wèn)題，人們已經(jīng)想到了一些解決方案，例如采用對(duì)接車配合托板的方式 來(lái)實(shí)現(xiàn)大尺寸大重量的部件的支撐。圖1中顯示的就是一種傳統(tǒng)的對(duì)接車100，其安裝在地軌103上，可沿著地軌移動(dòng)。 對(duì)接車100還包括各種調(diào)整機(jī)構(gòu)104，從而可以實(shí)現(xiàn)部件在各個(gè)方向上的調(diào)整。對(duì)接車上 還安裝有托板102，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)待對(duì)接部件101的支撐，其中托板102的頂面呈現(xiàn)與待對(duì)接 部件101下表面相適應(yīng)的曲面，從而能以較小的接觸應(yīng)力實(shí)現(xiàn)對(duì)待對(duì)接部件101的固定，并 且不會(huì)造成待對(duì)接部件101的較大變形。當(dāng)需要調(diào)整待對(duì)接部件101的姿態(tài)時(shí)，可以同時(shí) 或分別調(diào)整調(diào)整機(jī)構(gòu)104和對(duì)接車100在地軌103上的位置，從而實(shí)現(xiàn)χ、y、ζ三個(gè)線性自 由度以及ΘΧ、和ΘΖ三個(gè)角度自由度的調(diào)節(jié)。這樣，就可以在基本不造成待對(duì)接部件 101損傷的情況下實(shí)現(xiàn)定位。但是這樣的對(duì)接車也有一些難以克服的缺陷。由于托板與待對(duì)接部件101之間靠 摩擦力固定，因此在調(diào)整過(guò)程中必然由于待對(duì)接部件101自身的重量而產(chǎn)生相對(duì)位移，這 不僅導(dǎo)致調(diào)整精度變差，僅能控制在0. 5mm以內(nèi)，還造成待對(duì)接部件101表面的刮傷，并且 難以實(shí)現(xiàn)重復(fù)定位。此外，傳統(tǒng)對(duì)接車的通用性差，更難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，極大地影響了 生產(chǎn)效率。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提出了一種改進(jìn)的用于調(diào)整大尺寸部件姿態(tài)的對(duì)接裝置，以克服上述 缺陷。這一對(duì)接裝置具有若干個(gè)相互之間獨(dú)立的接頭，各個(gè)接頭上均具有活動(dòng)裝置，使其三 個(gè)角度自由度均可任意調(diào)節(jié)，從而可以輕易地調(diào)節(jié)待對(duì)接部件的姿態(tài)。在每個(gè)接頭的頂端， 都具有一個(gè)固定裝置，可與待對(duì)接部件穩(wěn)固地接觸固定，從而避免了依靠摩擦力接觸固定 中的不可避免的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這樣既防止了刮傷，又可實(shí)現(xiàn)精確的可復(fù)現(xiàn)的定位。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)技術(shù)方案，用于調(diào)整大尺寸部件姿態(tài)的對(duì)接裝置包括萬(wàn) 向接頭和至少一個(gè)球頭圓錐窩接頭，其中，萬(wàn)向接頭包括支撐件、位于支撐件下方的支座和 兩兩垂直的三根旋轉(zhuǎn)軸，從而分別自由調(diào)節(jié)空間三個(gè)角度自由度中的一個(gè)。球頭圓錐窩接 頭包括球頭支撐件和位于球頭支撐件下方的圓錐窩支座，并且圓錐窩的至少部分曲面與球 頭的表面相適應(yīng)。此外，各個(gè)萬(wàn)向接頭和圓錐窩接頭均可獨(dú)立于其它接頭在水平平面內(nèi)和 豎直方向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)待對(duì)接部件的尺寸和位置，并且萬(wàn)向接頭和圓錐窩在各個(gè)接 頭的頂端包括用于實(shí)現(xiàn)與待對(duì)接部件相固定的固定裝置。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，萬(wàn)向接頭的數(shù)目為一個(gè)。 其原因在于，萬(wàn) 向接頭的結(jié)構(gòu)較球頭圓錐窩接頭復(fù)雜，但是能夠?qū)崿F(xiàn)在豎直向上和豎直向下兩個(gè)方向上定 位。而在球頭圓錐窩接頭中，是依靠球頭部分的重力實(shí)現(xiàn)在圓錐窩部分上的定位，并不能對(duì) 抗向上的移動(dòng)。因此，一般來(lái)說(shuō)，僅需要一個(gè)萬(wàn)向接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)豎直方向上的定位，而其它接 頭采用球頭圓錐窩接頭即可，從而降低生產(chǎn)成本。當(dāng)然，根據(jù)對(duì)接的其它要求，萬(wàn)向接頭的 數(shù)目也可選擇為多個(gè)。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，固定裝置是螺栓，并且在待對(duì)接部件與 其相對(duì)應(yīng)的位置上具有與該螺栓尺寸相適應(yīng)的孔，從而避免待對(duì)接部件與支撐表面之間的 滑動(dòng)位移。根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)優(yōu)選技術(shù)方案，各個(gè)接頭的頂端還包括與待對(duì)接部件的 表面形狀相適應(yīng)的支撐表面。

下面將通過(guò)僅為舉例的方式，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行具體描述， 其中圖1是顯示了傳統(tǒng)對(duì)接車的透視圖；圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式中對(duì)接裝置的萬(wàn)向接頭的分解視圖；圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式中對(duì)接裝置的球頭圓錐窩接頭的分解視圖；圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式中對(duì)接裝置的工作示意圖。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本實(shí)用新型的內(nèi)容和優(yōu)點(diǎn)，下面將對(duì)其優(yōu)選實(shí)施方式做詳細(xì)描述。首先參照?qǐng)D4，其中顯示了本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式的對(duì)接裝置。從圖中可以清楚 地看到，此對(duì)接裝置包括一個(gè)萬(wàn)向接頭支撐裝置11和兩個(gè)球頭圓錐窩支撐裝置12，其中萬(wàn) 向接頭支撐裝置11包括獨(dú)立的底座小車40和萬(wàn)向接頭20，球頭圓錐窩支撐裝置12包括獨(dú) 立的底座小車40和球頭圓錐窩接頭30。[0020]其中，底座小車40可以在地面上沿導(dǎo)軌作直線運(yùn)動(dòng)，并且在小車上設(shè)有與導(dǎo)軌方向垂直的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了支撐裝置在水平面上的定位。而在小車上還另設(shè)有升降裝 置，從而實(shí)現(xiàn)了支撐裝置在高度方向上的定位。除此以外，三個(gè)角度方向上的定位則由萬(wàn)向 接頭20和球頭圓錐窩接頭30來(lái)完成。下面將參照?qǐng)D2、3，對(duì)萬(wàn)向接頭20和球頭圓錐窩接頭30的結(jié)構(gòu)作詳細(xì)描述。其 中，圖2顯示了本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式中對(duì)接裝置的萬(wàn)向接頭，圖3顯示了本實(shí)用新型優(yōu) 選實(shí)施方式中對(duì)接裝置的球頭圓錐窩接頭。為了更加清楚地顯示它們的結(jié)構(gòu)，萬(wàn)向接頭和 球頭圓錐窩接頭均被進(jìn)行了分解。如圖2所示，萬(wàn)向接頭20包括耳片式支撐件21、叉形支座22、連接件23和支撐座 24。其中，耳片式支撐件21包括板狀主體和凸耳狀連接頭，并且凸耳狀連接頭連接在板狀 主體下端。在板狀主體四角上均有穿透的螺紋孔，用于使固定螺栓50從中穿過(guò)，從而實(shí)現(xiàn) 與飛機(jī)部件連接并精確定位。此外，在板狀主體的頂面上還可拆卸地連接有支撐表面60，其 形狀與待對(duì)接的部件表面相適應(yīng)，并且對(duì)于不同的待對(duì)接部件，可以隨時(shí)方便地安裝不同 的支撐表面60，從而使對(duì)接裝置具有極高的通用性。叉形支座22位于耳片式支撐件21的下方，其包括板狀主體和位于主體上方的凸 耳。并且如圖5所示，在板狀主體的下表面中心處還包括一通孔，用于在和支撐座24的豎 直通孔對(duì)準(zhǔn)后，用螺栓25實(shí)現(xiàn)鉸接，從而實(shí)現(xiàn)繞豎直軸ζ旋轉(zhuǎn)。連接件23位于耳片式支撐件21和叉形支座22之間，其包括兩個(gè)互相垂直且不共 面的通孔，分別用于和耳片式支撐件21下端的凸耳以及叉形支座22上端的凸耳實(shí)現(xiàn)鉸接， 從而使接頭實(shí)現(xiàn)沿圖2中的χ軸和y軸旋轉(zhuǎn)。此外，連接件23處還可包括一操作機(jī)構(gòu)(例 如把手)，通過(guò)它可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)向接頭20方位角度的操作。如圖3所示，球頭圓錐窩接頭30包括球頭支撐件31和圓錐窩支座32。其中球頭 支撐件31包括板狀主體和位于板狀主體下端的球頭。與萬(wàn)向接頭20相似，板狀主體在其 四周具有螺紋孔，以便于固定螺栓50穿過(guò)，在板狀主體頂端可拆卸地連接有支撐表面(圖 中未顯示)，用于支撐待對(duì)接部件。在圓錐窩支座32的頂端包括有圓錐窩，其窩形內(nèi)表面與球頭外表面的形狀相適 應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)二者的緊密接觸。并且，出于簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的考慮，在圓錐窩和球頭之間并未設(shè)置 任何固定裝置，而是依靠所支撐的待對(duì)接部件的重力來(lái)確保圓錐窩和球頭之間的接觸和連 接，因此球頭圓錐窩接頭并不能承受向上的載荷。下面將對(duì)應(yīng)用本裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)接的過(guò)程做簡(jiǎn)要描述。在本實(shí)施方式中，待對(duì)接的部 件是飛機(jī)的一個(gè)機(jī)翼。首先依照機(jī)翼的形狀和質(zhì)量分布，在其上選取若干合適的支撐位置，例如呈三角 形布置的三個(gè)位置，并在每個(gè)位置處配置接頭。其中在距離重心較遠(yuǎn)的一個(gè)位置選配萬(wàn)向 接頭，在其它位置選配球頭圓錐窩接頭。這是因?yàn)?，在承重較多的位置可以利用其重力實(shí)現(xiàn) 球頭和圓錐窩之間的連接定位，不會(huì)產(chǎn)生二者脫離接觸的危險(xiǎn)；而在重量較輕的位置可以 更加靈活地調(diào)整萬(wàn)向接頭的角度，實(shí)現(xiàn)精確定位。其次，將機(jī)翼升高使其脫離地面，將安裝有合適接頭的各個(gè)支撐裝置11、12移至 與其相對(duì)應(yīng)的位置，使其支撐表面對(duì)準(zhǔn)與其配合的機(jī)翼表面。如圖6所示，在機(jī)翼的三個(gè)對(duì) 接位置，均設(shè)有與支持裝置上的固定螺栓50數(shù)目相等并且位置相對(duì)應(yīng)的沉孔。操作螺栓50使其插入沉孔中，從而將機(jī)翼固定在支撐裝置11、12的頂端，避免了機(jī)翼與支持裝置11、12之間的相對(duì)位移。然后，同時(shí)緩慢調(diào)整各個(gè)支撐裝置，并將機(jī)翼大致移動(dòng)到對(duì)接位置。接下來(lái)要對(duì)機(jī)翼的位置進(jìn)行微調(diào)，以實(shí)現(xiàn)精確定位。在微調(diào)過(guò)程中，首先對(duì)萬(wàn)向接 頭支撐裝置11進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)檫@一點(diǎn)處可以承受向上的載荷，不會(huì)產(chǎn)生部件脫離支撐底座 的情況。調(diào)整完成后，萬(wàn)向接頭支撐裝置11所支撐的機(jī)翼部分就已經(jīng)進(jìn)入最終的對(duì)接位 置，從而為后續(xù)調(diào)整確立了基準(zhǔn)位置。然后再順次對(duì)各個(gè)球頭圓錐窩支撐裝置12進(jìn)行調(diào) 整，以將整個(gè)待對(duì)接部件調(diào)整進(jìn)入對(duì)接位置。當(dāng)然，也可以將調(diào)整萬(wàn)向接頭支撐裝置11的 步驟和調(diào)整球頭圓錐窩支撐裝置12的步驟交替進(jìn)行，以減小調(diào)整過(guò)程中機(jī)翼內(nèi)部所承受 的應(yīng)力。應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型不應(yīng)當(dāng)局限于前述的優(yōu)選實(shí)施方式，因此，相關(guān)領(lǐng)域技 術(shù)人員根據(jù)實(shí)用新型的要點(diǎn)可以想到各種變化和修改。它們和所附權(quán)利要求一樣，不應(yīng)當(dāng) 被排除在本實(shí)用新型的范圍和精神之外。
權(quán)利要求一種用于調(diào)整大尺寸部件姿態(tài)的對(duì)接裝置，其特征在于，包括萬(wàn)向接頭(20)和至少一個(gè)球頭圓錐窩接頭(30)，其中，所述萬(wàn)向接頭(20)包括支撐件(21)、位于支撐件下方的支座(24)和兩兩垂直的三根旋轉(zhuǎn)軸，所述三根旋轉(zhuǎn)軸分別可自由調(diào)節(jié)空間三個(gè)角度自由度中的一個(gè)，所述球頭圓錐窩接頭(30)包括球頭支撐件(31)和位于球頭支撐件下方的圓錐窩支座(32)，并且圓錐窩的至少部分曲面與球頭的表面相適應(yīng)，各個(gè)萬(wàn)向接頭(20)和圓錐窩接頭(30)均可獨(dú)立于其它接頭在水平平面內(nèi)和豎直方向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)待對(duì)接部件的尺寸和位置，并且在各個(gè)萬(wàn)向接頭(20)和圓錐窩接頭(30)的頂端包括用于實(shí)現(xiàn)與待對(duì)接部件固定的固定裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的對(duì)接裝置，其特征在于，所述所述萬(wàn)向接頭的數(shù)目為一個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的對(duì)接裝置，其特征在于，所述萬(wàn)向接頭的數(shù)目也可為多個(gè)。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的對(duì)接裝置，其特征在于，所述固定裝置是螺栓(50)， 并且在待對(duì)接部件與其相對(duì)應(yīng)的位置上具有與所述螺栓(50)尺寸相適應(yīng)的孔。
5.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的對(duì)接裝置，其特征在于，所述各個(gè)接頭的頂端還包 括與待對(duì)接部件的表面形狀相適應(yīng)的支撐表面。
專利摘要一種用于調(diào)整大尺寸部件姿態(tài)的對(duì)接裝置，其包括至少一個(gè)萬(wàn)向接頭和至少一個(gè)球頭圓錐窩接頭。其中，萬(wàn)向接頭包括支撐件、位于支撐件下方的支座和兩兩垂直的三根旋轉(zhuǎn)軸，從而實(shí)現(xiàn)可分別自由調(diào)節(jié)空間三個(gè)角度自由度中的一個(gè)。球頭圓錐窩接頭包括球頭支撐件和位于球頭支撐件下方的圓錐窩支座，并且圓錐窩的至少部分曲面與球頭的表面相適應(yīng)。此外，各個(gè)萬(wàn)向接頭和圓錐窩接頭均可獨(dú)立于其它接頭在水平平面內(nèi)和豎直方向上相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)待對(duì)接部件的尺寸和位置，并且在各個(gè)萬(wàn)向接頭和圓錐窩接頭的頂端包括用于實(shí)現(xiàn)與待對(duì)接部件固定的固定裝置。
文檔編號(hào)B23P19/10GK201565774SQ20092007555
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者夏福明, 方偉, 翁進(jìn)良 申請(qǐng)人:中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司;上海飛機(jī)制造有限公司