一种基于变比例剪叉机构的飞机型架卡板的制作方法

本发明属于型架卡板的技术领域，具体涉及一种基于变比例剪叉机构的飞机型架卡板。

背景技术：

在飞机装配型架中，卡板是保证飞机部件气动力外形准确度的定位元件，其工作表面和飞机气动力外形息息相关。卡板主要由卡板本体和卡板端头组成，卡板一般都在上、下端头用轴销固定在叉形接头上，而叉子又用快干水泥固定在型架骨架的杯座中，卡板可绕上面或者下面的轴销转动，在使用过程中，卡板起到定位、夹紧的作用，是飞机装配型架中重要的部件，卡板的设计广泛应用于机身、机翼、平尾、垂尾的装配型架中。卡板应用得相当广泛，其结构基本相似，但是在制造和使用的过程当中，传统的卡板尺寸大、重量大、结构复杂，使用过程需要借助吊具操作，十分不便。同时传统的卡板的开闭性差，不能便捷进行展开或闭合，且传统的卡板一般针对于对平面进行定位支撑，而对于飞机部件上的支撑曲面就难以适用。

因此，针对传统的卡板存在的结构复杂、使用不便、开闭性差、不能适用于曲面的缺陷，本发明公开了一种基于变比例剪叉机构的飞机型架卡板。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于变比例剪叉机构的飞机型架卡板，实现卡板本身的灵活开闭并适用于曲面，能够对支撑曲面进行有效定位支撑。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于变比例剪叉机构的飞机型架卡板，包括若干级依次铰接的剪叉单元，所述剪叉单元包括相互铰接的第一连杆和第二连杆，且每一级剪叉单元中的第一连杆的铰接点根据第一连杆与支撑曲面的接触点进行变比例设置，每一级剪叉单元中的第二连杆的铰接点根据第二连杆与支撑曲面的接触点进行变比例设置；所述第一连杆或第二连杆靠近支撑曲面的一侧上设置有用于对支撑曲面进行定位固定的定位压紧组件或外形定位组件。

第一连杆与第二连杆相互铰接构成一级剪叉单元，第一连杆与第二连杆位于铰接点下方的一端为首端，第一连杆与第二连杆位于铰接点上方的一端为末端，上一级的剪叉单元中的第一连杆的末端与下一级剪叉单元中的第二连杆的首端铰接，上一级剪叉单元中的第二连杆的末端与下一级剪叉单元中的第一连杆的首端铰接，即实现相邻剪叉单元之间的铰接，按照上述方式依次连接若干级剪叉单元即构成整个飞机型架卡板结构。

同一级剪叉单元中的第一连杆上的铰接点根据当前第一连杆与支撑曲面的接触点确定，第二连杆上的铰接点根据当前第二连杆与支撑曲面的接触点确定，即铰接点在第一连杆与第二连杆上的位置会发生改变，第一连杆位于铰接点两侧的杆长之间的比例会发生变化，第二连杆位于铰接点两侧的杆长之间的比例也会发生变化，实现铰接点在第一连杆或第二连杆上的变比例设置。

同时，为了更好地与支撑曲面进行贴合定位，因此在第一连杆或第二连杆靠近支撑曲面的一侧上设置有用于对支撑曲面进行定位固定的定位压紧组件或外形定位组件，定位压紧组件靠近支撑曲面的一端用于对支撑曲面进行夹持固定，外形定位组件靠近支撑曲面的一端用于对支撑曲面进行压紧固定。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述定位压紧组件包括压紧安装座、压紧杆、固定压头，所述压紧安装座安装在第一连杆或第二连杆靠近支撑曲面的一侧上，且压紧安装座上朝向支撑曲面贯穿螺装有压紧杆，所述压紧杆靠近支撑曲面的一端设置有固定压头。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述外形定位组件包括定位安装座、定位杆、定位头，所述定位安装座安装在第一连杆或第二连杆靠近支撑曲面的一侧上，且定位安装座上朝向支撑曲面转动安装有定位杆，定位杆靠近支撑曲面的一端设置有定位头。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述第一连杆和第二连杆位于铰接点同一侧之间铰接有用于限制第一连杆和第二连杆展开角度的限位连杆组件。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述限位连杆组件包括第一限位杆、第二限位杆，所述第一连杆和第二连杆位于铰接点的同一侧之间分别铰接有第一限位杆和第二限位杆，所述第一限位杆远离第一连杆的一端与第二限位杆远离第二连杆的一端相互铰接。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述第一连杆位于铰接点的一侧与第二连杆位于铰接点的另一侧之间设置有用于锁定第一连杆与第二连杆处于闭合状态的锁紧机构。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述锁紧机构包括锁紧支座、锁紧滑杆、锁紧套，所述锁紧支座设置在第二连杆位于铰接点的一侧上，且锁紧支座上滑动设置有锁紧滑杆；所述锁紧套设置在第一连杆位于铰接点的另一侧上，且锁紧套上对应锁紧滑杆设置有锁紧通槽。

为了更好的实现本发明，进一步地，所述锁紧支座的滑动面上设置有锁紧孔，所述锁紧滑杆上对应锁紧孔设置有固定孔，所述固定孔与锁紧孔之间插装有锁紧销。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明通过将若干包括相互铰接的第一连杆与第二连杆的剪叉单元依次连接构成可灵活开闭的卡板，在使用卡板时能够便捷展开卡板，在不使用卡板时能够收拢卡板，使用更加方便，同时精简了卡板的结构，有效降低了卡板的重量；

(2)本发明根据需要定位固定的支撑曲面的曲线上的接触点确定了每一级剪叉单元中第一连杆与第二连杆的铰接点的位置，使得每一级剪叉单元中的第一连杆与第二连杆均被铰接点变比例分割，进而使得每一级剪叉单元中的第一连杆与第二连杆额支撑端均能与支撑曲面贴合，实现对支撑曲面的有效定位支撑；

(3)本发明通过在第一连杆与第二连杆之间铰接限位连杆组件，通过限位连杆组件伴随第一连杆与第二连杆展开，直到限位连杆组件中的第一限位杆与第二限位杆转动至夹角为180°，此时第一限位杆与第二限位杆不能继续转动，进而实现对第一连杆与第二连杆之间的转动夹角进行限制，避免第一连杆与第二连杆转动过位；

(4)本发明通过在第一连杆与第二连杆靠近支撑曲面的一侧上设置定位压紧组件或外形定位组件，通过定位压紧组件对支撑曲面进行稳固压紧，通过外形定位组件对支撑曲面的外轮廓进行贴合支撑，进而实现对支撑曲面的有效定位固定；

(5)本发明通过在第一连杆与第二连杆之间设置锁紧机构，在第一连杆与第二连杆处于收拢状态时，通过锁紧机构将第一连杆与第二连杆锁紧固定，避免第一连杆与第二连杆自行展开。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为剪叉单元展开的状态示意图；

图3为剪叉单元闭合的状态示意图；

图4为限位连杆组件的结构示意图；

图5为锁紧机构的结构示意图；

图6为第一连杆与第二连杆的铰接点计算示意图。

其中：1-剪叉单元；2-限位连杆组件；3-定位压紧组件；4-外形定位组件；5-锁紧机构；01-第一连杆；02-第二连杆；001-第一限位杆；002-第二限位杆；51-锁紧支座；52-锁紧滑杆；53-锁紧套；54-锁紧销。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种基于变比例剪叉机构的飞机型架卡板，如图1-图3所示，包括若干级依次铰接的剪叉单元1，所述剪叉单元1包括相互铰接的第一连杆01和第二连杆02，且每一级剪叉单元1中的第一连杆01的铰接点根据第一连杆01与支撑曲面的接触点进行变比例设置，每一级剪叉单元1中的第二连杆02的铰接点根据第二连杆02与支撑曲面的接触点进行变比例设置；所述第一连杆01或第二连杆02靠近支撑曲面的一侧上设置有用于对支撑曲面进行定位固定的定位压紧组件3或外形定位组件4。

第一连杆01的两端之间设置有铰接点，第一连杆01位于铰接点上方的一端为第一连杆01的末端，第一连杆01位于铰接点下方的一端为第一连杆01的首端，第一连杆01的首端与末端均设置有铰接耳；第二连杆02的两端之间设置有铰接点，第二连杆02位于铰接点上方的一端为第二连杆02的末端，第二连杆02位于铰接点下方的一端为第二连杆02的首端，第二连杆02的首端与末端均设置有铰接耳。

上一级剪叉单元1中的第一连杆01的末端与下一级剪叉单元1中的第二连杆02的首端铰接，上一级剪叉单元1中的第二连杆02的末端与下一级剪叉单元1中的第一连杆01的首端铰接。

每一级剪叉单元1中的第一连杆01或第二连杆02靠近支撑曲面的一侧上通过螺栓安装有定位压紧组件3或外形定位组件4，定位压紧组件3或外形定位组件4的安装位置与安装角度根据需要接触的支撑曲面进行适应性调整，定位压紧组件3靠近支撑曲面的一端为压紧端用于将支撑曲面压紧固定，外形定位组件4靠近支撑曲面的一端为根据支撑曲面外轮廓设置的定位端用于与支撑曲面贴合，进而实现对支撑曲面的有效定位。

如图6所示，第一连杆01与第二连杆02的铰接点坐标的确定方法如下：

支撑曲面的外形曲线的方程已知为f(x，y)＝0，每一级剪叉单元1中的第一连杆01与第二连杆02的杆长均为l，剪叉单元1的数量为n，则n级剪叉单元1与外形曲线之间形成n+1个接触点，接触点坐标为(x1，y1)…(xn+1，yn+1)，则针对第k级剪叉单元1(k≤n，k)有：

对杆akbk+1一端的铰接点(x(k，k+2)，y(k，k+2))位于(xk，yk)与(xk+2，yk+2)之间连线的中垂线上，且(x(k，k+2)，y(k，k+2))与(xk，yk)之间的距离等于(x(k，k+2)，y(k，k+2))与(xk+2，yk+2)之间的距离等于杆长l，由此可得方程如下：

通过上述方程组即可求得(x(k，k+2)，y(k，k+2))的坐标。

同理可求得杆ak+1bk一端的铰接点坐标(x(k-1，k+1)，y(k-1，k+1))，由此可得杆akbk+1的方程为：

求得杆ak+1bk的方程为：

则杆akbk+1的方程与杆ak+1bk的方程联立即可得到杆akbk+1与杆ak+1bk铰接点的坐标ck(xk’，yk’)。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，所述定位压紧组件3包括压紧安装座、压紧杆、固定压头，所述压紧安装座安装在第一连杆01或第二连杆02靠近支撑曲面的一侧上，且压紧安装座上贯穿螺装有压紧杆，压紧杆靠近支撑曲面的一端设置有固定压头。

压紧安装座通过螺栓固定安装在第一连杆01或第二连杆02靠近支撑曲面的一侧上，压紧安装座上朝向支撑曲面贯穿设置有螺纹孔，压紧杆的外侧对应螺纹孔的内螺纹设置有外螺纹，压紧杆螺装在螺纹孔中，且压紧杆靠近支撑曲面的一端上安装有固定压头，固定压头为橡胶等柔性材料制备得到。需要定位固定支撑曲面时，通过转动压紧杆，进而带动固定压头朝向支撑曲面移动，直到固定压头将支撑曲面压紧。

进一步的，为了便于转动压紧杆，在压紧杆远离支撑群面的一端设置有旋拧头。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，所述外形定位组件4包括定位安装座、定位杆、定位头，定位安装座安装在第一连杆01或第二连杆02靠近支撑曲面的一侧上，且定位安装座上转动安装有定位杆，定位杆靠近支撑曲面的一端设置有定位头。

定位安装座通过螺栓固定安装在第一连杆01或第二连杆02靠近支撑曲面的一侧上，且定位安装座上设置有定位螺纹孔，定位螺纹孔中螺装有定位螺栓，定位螺栓上转动套装有定位杆，定位杆靠近支撑曲面的一端上安装有定位头，定位头靠近支撑曲面的一端为对应支撑曲面的外轮廓贴合设置的定位曲面。定位螺栓旋松时，此时定位杆可进行转动，进而带动定位头转动，直到调节至定位头的定位曲面与支撑曲面贴合，然后拧紧定位螺栓，使得定位螺栓将定位杆压紧固定，此时定位杆不能继续转动，进而使得定位头与支撑曲面之间的相对位置固定。

进一步的，在定位头的定位曲面上覆盖有柔性的橡胶材料，避免定位曲面与支撑曲面进行硬性接触，有效保护支撑曲面。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，如图4所示，所述第一连杆01和第二连杆02位于铰接点同一侧之间铰接有用于限制第一连杆01和第二连杆02展开角度的限位连杆组件2。

所述限位连杆组件2包括第一限位杆001、第二限位杆002，所述第一连杆01和第二连杆02位于铰接点的同一侧之间分别铰接有第一限位杆001和第二限位杆002，所述第一限位杆001远离第一连杆01的一端与第二限位杆002远离第二连杆02的一端相互铰接。

当第一连杆01与第二连杆02展开时，此时第一限位杆001和第二限位杆002也随之展开，直到第一限位杆001与第二限位杆002之间的夹角转动至180°，此时第一限位杆001与第二限位杆002之间不能继续转动，进而使得第一连杆01与第二连杆02不能继续展开，对第一连杆01与第二连杆02展开角度进行限制。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，如图5所示，所述第一连杆01位于铰接点的一侧与第二连杆02位于铰接点的另一侧之间设置有用于锁定第一连杆01与第二连杆02处于闭合状态的锁紧机构5。

所述锁紧机构5包括锁紧支座51、锁紧滑杆52、锁紧套53，所述锁紧支座51设置在第二连杆02位于铰接点的一侧上，且锁紧支座51上滑动设置有锁紧滑杆52；所述锁紧套53设置在第一连杆01位于铰接点的另一侧上，且锁紧套53上对应锁紧滑杆52设置有锁紧通槽。

当第一连杆01与第二连杆02处于完全收拢的状态时，此时锁紧滑杆52与锁紧套53上的锁紧通槽处于同轴对齐状态，此时即可朝向锁紧通槽滑动锁紧滑杆52，使得锁紧滑杆52插入锁紧通槽内部，实现对第一连杆01与第二连杆02的锁定，此时第一连杆01与第二连杆02不能展开；需要展开第一连杆01与第二连杆02时，将锁紧滑杆52朝向远离锁紧通槽的方向滑动，进而使得锁紧滑杆52从锁紧通槽中脱出解除对第一连杆01与第二连杆02的锁定，此时第一连杆01与第二连杆02可以正常展开。

进一步的，所述锁紧支座51的滑动面上设置有锁紧孔，所述锁紧滑杆52上对应锁紧孔设置有固定孔，所述固定孔与锁紧孔之间插装有锁紧销54。

当锁紧滑杆52滑动插装至锁紧通槽内部时，锁紧滑杆52上的固定孔与锁紧支座51上的锁紧孔对齐，此时在对齐的锁紧孔与固定孔之中插装锁紧销54，即可实现对锁紧滑杆52的锁定固定。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

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