飞机长桁自动锁紧装置的制作方法

本实用新型涉及一种夹具，具体的为一种飞机长桁自动锁紧装置。

背景技术：

长桁是飞机壁板的重要承力零件。在传统的飞机壁板装配过程中，主要采用手动夹具实现对长桁的定位和夹持，长桁零件因其结构特征，所需夹持点数往往较多，手工作业使得操作人员工作量增加，生产效率降低，装配质量难以保证。这就需要自动化的装配夹具，实现长桁的自动装夹，提升生产效率及产品装配质量。

如图1所示，为现有的一种飞机长桁的结构示意图。飞机长桁成z字形，包括中间连接面1，中间连接面1的两端分别设有第一侧面2和第二侧面3，第一侧面2和第二侧面3分别位于中间连接面1的两侧，且第二侧面3的端部还设有朝向中间连接面1所在方向折弯的弯曲部4。

公开号为cn103332299a的中国专利申请公开了一种飞机z型长桁夹持器，包括夹持头组件、导板组件、行程导向装置、电机、电缸，夹持头组件通过连接座与行程导向装置固连位于电缸的前端部，电机固定在电缸的后端部，电缸侧面两端部安装夹持器连接座；导板组件位于行程导向装置侧面；所述夹持头组件包括连接座、连接转轴、夹持臂、夹持固定座、夹持推杆、夹持固定杆、气缸、夹持板、力传感器弹簧、弹簧导柱、导向柱、力传感器、力传感器座、夹持固定板、夹持推轴、夹持头支撑柱，行程导向装置包括行程导向装置导块、行程导向装置导杆；夹持臂位于夹持固定杆的一端通过夹持固定轴与夹持固定杆连接，并通过夹持推轴与夹持推杆固连，夹持推杆另一端通过弹簧压套与气缸活塞杆连接；夹持板分别固定在夹持固定杆两侧；夹持固定板对称安装在两夹持板外侧，一端与夹持板固连，一端与连接座连接；夹持固定座位于夹持臂内并通过夹持固定销紧固在夹持板上；弹簧导柱的一端安装在气缸端面孔内，另一端与导向座连接，传感器弹簧套装在弹簧导柱上；力传感器固定在力传感器座上；连接座位于力传感器座的一端；导向柱位于力传感器座与导向座之间，两根导向柱呈对角安装；电机与电缸通过联轴器连接驱动电缸活塞杆带动夹持头沿行程导向装置导杆移动；电缸与行程导向装置导块通过电缸活塞连接座固连；所述导板组件由导板垫块、导板定位块、导板端挡块组成，导板位于夹持头组件侧面，一端与导板定位块和导板垫块固连安装在行程导向装置侧面，导板端挡块固定在导板垫块上，导板上设有带斜角的长条导槽；夹持头组件在导柱的导向作用下沿着导槽移动。

该飞机z型长桁夹持器采用调节弹簧调节夹持臂的夹持，可实现夹持器能够夹持多种不同厚度的长桁，具有较好适用性，且可以检测长桁与蒙皮接触力，保证装配质量。但是z型长桁具有三个面，分别为中间连接面1、第一侧面2和第二侧面3，在使用中，该飞机z型长桁夹持器的夹持固定座的前端面可以压紧固定飞机长桁的第一侧面2使其与蒙皮接触，夹持臂可将中间连接面1压紧固定在夹持固定座上，即虽然该飞机z型长桁夹持器在夹持固定座的两侧分别设有夹持臂，但对于z型长桁而言，其也仅能够实现两个相互垂直的面的夹持定位，无法同时实现所有面的夹持定位。另外，该飞机z型长桁夹持器还存在整体尺寸大、结构复杂的缺点，无法安装在现有工装中的卡板上，需要安装在特殊制造的卡板上，使用不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种飞机长桁自动锁紧装置，能够同时夹持定位飞机长桁的所有面，夹持效果更好，便于蒙皮和角片的装配。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种飞机长桁自动锁紧装置，包括滑动配合安装在直线导轨上的底板和用于驱动所述底板沿着直线导轨滑动的直线驱动机构；

所述底板的前端设有用于定位飞机长桁的定位结构，所述定位结构包括用于定位中间连接面的中间定位面、用于定位第一侧面的第一定位面和用于定位第二侧面的第二定位面，所述第二定位面位于所述第一定位面的后侧；

所述底板上设有用于将飞机长桁夹持固定在所述定位结构上的夹持机构；所述夹持机构包括夹持座、夹持头和用于驱动所述夹持头动作的夹持驱动机构，所述夹持座固定安装在所述底板上或所述夹持座与所述底板设为一体；

所述夹持驱动机构包括接头座和支承座，所述接头座上设有第一转轴，所述支承座上设有第二转轴；所述夹持头的尾端转动配合套装在所述第一转轴上，所述夹持头上设有腰形圆孔，所述腰形圆孔套装在所述第二转轴上；所述第一转轴和第二转轴相互平行；

所述夹持座上设有与所述第二转轴垂直的导向柱，所述支承座滑动配合安装在所述导向柱上，所述导向柱的前后两端分别设有前挡壁和后挡壁，所述后挡壁与所述支承座之间设有套装在所述导向柱上的第一弹簧，所述前挡壁与所述支承座限位配合；

所述夹持座上设有用于驱动所述接头座沿着与所述导向柱平行的方向移动进而驱动所述夹持头动作的夹头驱动机构。

进一步，所述夹持头的前端设有用于将中间连接面压紧固定在所述中间定位面上的中间压紧端头和用于将第二侧面压紧固定在所述第二定位面上的后端压紧端头。

进一步，所述中间压紧端头和后端压紧端头上分别设有滚轮。

进一步，所述夹持头包括中间段，所述中间段的前后两端分别设有朝向同一侧弯曲的前段和后段，所述后段的端部转动配合套装在所述第一转轴上，且所述腰形圆孔设置在所述后段靠近所述中间段的位置处；所述中间压紧端头和后端压紧端头均设置在所述前段的端部。

进一步，所述直线导轨包括直线滑轨和设置在所述底板上的滑块，所述滑块与所述直线滑轨之间滑动配合。

进一步，所述直线驱动机构包括直线驱动气缸，所述直线驱动气缸的活塞杆的前端端面上设有第一螺孔和与所述第一螺孔螺纹配合的连接杆，所述底板上设有与所述直线导轨平行的通孔，所述连接杆的前端穿过所述通孔后与所述底板之间限位配合，所述连接杆的后端设有用于锁紧其位置的锁紧螺母和位于所述锁紧螺母前侧的调节螺母，所述调节螺母与所述底板之间设有套装在所述连接杆上的第二弹簧。

进一步，所述夹头驱动机构包括夹头驱动气缸，所述夹头驱动气缸的活塞杆与所述接头座固定连接。

进一步，所述夹头驱动气缸的活塞杆的前端端面上设有第二螺孔和与所述第二螺孔螺纹配合的气缸接头，所述气缸接头的前端设有燕尾卡块，所述接头座的后端设有与所述燕尾卡块配合的燕尾卡槽。

进一步，所述接头座的前端设有接头安装槽，所述第一转轴设置在所述接头安装槽的两侧壁之间，且所述夹持座上设有安装槽，所述安装槽的两侧壁上对应设有腰形导向孔，所述接头座位于所述安装槽内，且所述第一转轴的两端分别延伸伸入对应的所述腰形导向孔内；所述支承座上设有支承安装槽，所述第二转轴设置在所述支承安装槽的两侧壁之间。

进一步，所述导向柱与所述直线导轨平行。

进一步，所述第二定位面上设有柔性垫块。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的飞机长桁自动锁紧装置，通过将第二转轴设置在支承座上，并将支承座滑动配合安装在导向柱上，如此，当采用夹持头夹持飞机长桁时，利用夹持驱动机构驱动接头座沿着平行于导向柱的方向向后移动的同时，夹持头绕第二转轴转动，使夹持头的前端将飞机长桁的中间连接面夹持固定后，继续利用夹持驱动机构驱动接头座沿着平行于导向柱的方向向后移动，由于夹持头前端已与飞机长桁的中间连接面接触无法再转动，此时只能驱动接头座、夹持头和支承座整体向后移动并压缩第一弹簧，最终使夹持头的前端与飞机长桁的第二侧面接触，而飞机长桁的第一侧面可通过直线驱动机构驱动底板向前移动进行定位，使其与蒙皮之间接触；如此，本实用新型的飞机长桁自动锁紧装置通过特殊的结构设计，可实现飞机长桁三个面的定位和夹持固定，即能够绕开飞机长桁的弯曲部并同时夹持定位飞机长桁的所有面，夹持效果更好，便于蒙皮和角片的装配。

通过在直线驱动气缸的活塞杆上设置与其螺纹连接的第一连接杆，并在连接杆上设置用于锁定其位置的锁紧螺母和用于调节第二弹簧压缩量的调节螺母，第二弹簧向底板施加一个向前的弹性压力，如此，当利用直线驱动气缸驱动底板向前移动使飞机长桁的第一侧面与蒙皮之间接触配合后，通过调节第二弹簧的压缩量可调节飞机长桁的第一侧面与蒙皮之间接触力大小，以满足飞机长桁与蒙皮之间的精确装配要求。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为现有的一种飞机长桁的结构示意图；

图2为本实用新型飞机长桁自动锁紧装置实施例的结构示意图；

图3为直线导轨的结构示意图；

图4为夹持机构的结构示意图；

图5为夹持机构的立体图；

图6为底板的结构示意图；

图7为夹持座的结构示意图；

图8为接头座的结构示意图；

图9为支承座的结构示意图；

图10为夹持头的结构示意图；

图11为采用本实施例飞机长桁自动锁紧装置夹持定位飞机长桁的使用状态图；

附图标记说明：

1-中间连接面；2-第一侧面；3-第二侧面；4-弯曲部；5-底板；6-中间定位面；7-第一定位面；8-第二定位面；9-夹持座；10-夹持头；10a-中间段；10b-前段；10c-后段；10d-滚轮；11-接头座；12-支承座；13-第一转轴；14-第二转轴；15-腰形圆孔；16-导向柱；17-前挡壁；18-后挡壁；19-第一弹簧；20-中间压紧端头；21-后端压紧端头；22-柔性垫块；23-定位块；24-滑块；25-直线滑轨；26-直线驱动气缸；27-连接杆；28-通孔；29-锁紧螺母；30-调节螺母；31-第二弹簧；32-夹头驱动气缸；33-气缸接头；34-燕尾卡槽；35-接头安装槽；36-安装槽；37-腰形导向孔；38-支承安装槽；39-飞机长桁；40-蒙皮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图2所示，为本实用新型飞机长桁自动锁紧装置实施例的结构示意图。本实施例的飞机长桁自动锁紧装置，包括滑动配合安装在直线导轨上的底板5和用于驱动底板5沿着直线导轨滑动的直线驱动机构。具体的，本实施例的直线导轨包括直线滑轨25和设置在底板5上的滑块24，底板5上设有用于定位滑块24安装位置的定位块23，滑块24与直线滑轨25之间滑动配合，用于对底板5的移动方向进行导向。本实施例的直线驱动机构包括直线驱动气缸26，直线驱动气缸26的活塞杆的前端端面上设有第一螺孔和与第一螺孔螺纹配合的连接杆27，底板5上设有与直线滑轨25平行的通孔28，连接杆27的前端穿过通孔28后与底板5之间限位配合，连接杆27的后端设有用于锁紧其位置的锁紧螺母29和位于锁紧螺母29前侧的调节螺母30，调节螺母30与底板5之间设有套装在连接杆27上的第二弹簧31。具体的，连接杆27及直线驱动气缸26的轴线均与直线滑轨25平行。

本实施例的底板5的前端设有用于定位飞机长桁的定位结构，定位结构包括用于定位中间连接面1的中间定位面6、用于定位第一侧面2的第一定位面7和用于定位第二侧面3的第二定位面8，第二定位面8位于第一定位面7的后侧，如此，可将飞机长桁定位放置在定位结构上，便于精确地夹持定位。本实施例的第二定位面8上设有柔性垫块22。

本实施例的底板5上设有用于将飞机长桁夹持固定在定位结构上的夹持机构；夹持机构包括夹持座9、夹持头10和用于驱动夹持头10动作的夹持驱动机构，夹持座9固定安装在底板5上或夹持座9与底板5设为一体。本实施例的夹持座9与底板5分体设置，且夹持座9固定安装在底板5上，如此，整个夹持机构可随着底板5同步沿着直线导轨运动。

本实施例的夹持驱动机构包括接头座11和支承座12，接头座11上设有第一转轴13，支承座12上设有第二转轴14；夹持头10的尾端转动配合套装在第一转轴13上，夹持头10上设有腰形圆孔15，腰形圆孔15套装在第二转轴14上；第一转轴13和第二转轴14相互平行。夹持座9上设有与第二转轴14垂直的导向柱16，支承座12滑动配合安装在导向柱16上，导向柱16的前后两端分别设有前挡壁17和后挡壁18，后挡壁18与支承座12之间设有套装在导向柱16上的第一弹簧19，前挡壁17与支承座12限位配合。夹持座9上设有用于驱动接头座11沿着与导向柱16平行的方向移动进而驱动夹持头10动作的夹头驱动机构。本实施例的导向柱16与直线导轨平行。

本实施例的夹头驱动机构包括夹头驱动气缸32，夹头驱动气缸32的活塞杆与接头座11固定连接。具体的，本实施例的夹头驱动气缸32的活塞杆的前端端面上设有第二螺孔和与第二螺孔螺纹配合的气缸接头33，气缸接头33的前端设有燕尾卡块，接头座11的后端设有与燕尾卡块配合的燕尾卡槽34。燕尾卡槽34与导向柱16垂直，如此，可利用气缸接头33与夹头驱动气缸32的活塞杆之间的螺纹连接结构调节接头座11在平行于导向柱16的方向上的位置，通过燕尾卡槽34和燕尾卡块之间的配合位置关系，可调节接头座11在垂直于导向柱16的方向上的位置。如此即可精确控制接头座11的位置，最终使夹持头10的夹持位置更加精确。

具体的，本实施例的接头座11的前端设有接头安装槽35，第一转轴13设置在接头安装槽35的两侧壁之间，且夹持座9上设有安装槽36，安装槽36的两侧壁上对应设有腰形导向孔37，接头座11位于安装槽36内，且第一转轴13的两端分别延伸伸入对应的腰形导向孔37内。本实施例的支承座12上设有支承安装槽38，第二转轴14设置在支承安装槽38的两侧壁之间。

进一步，本实施例的夹持头10的前端设有用于将中间连接面1压紧固定在中间定位面6上的中间压紧端头20和用于将第二侧面3压紧固定在第二定位面8上的后端压紧端头21。优选的，中间压紧端头20和后端压紧端头21上分别设有滚轮10d，减小夹持头10前端与飞机长桁中间连接面和第二侧面之间的摩擦力，避免夹持头10划伤飞机长桁表面。

进一步，本实施例的夹持头10包括中间段10a，中间段10a的前后两端分别设有朝向同一侧弯曲的前段10b和后段10c，后段10c的端部转动配合套装在第一转轴13上，且腰形圆孔15设置在后段10c靠近中间段10a的位置处；中间压紧端头20和后端压紧端头21均设置在前段10b的端部。

本实施例的飞机长桁自动锁紧装置，通过将第二转轴设置在支承座上，并将支承座滑动配合安装在导向柱上，如此，当采用夹持头夹持飞机长桁时，利用夹持驱动机构驱动接头座沿着平行于导向柱的方向向后移动的同时，夹持头绕第二转轴转动，使夹持头的前端将飞机长桁的中间连接面夹持固定后，继续利用夹持驱动机构驱动接头座沿着平行于导向柱的方向向后移动，由于夹持头前端已与飞机长桁的中间连接面接触无法再转动，此时只能驱动接头座、夹持头和支承座整体向后移动并压缩第一弹簧，最终使夹持头的前端与飞机长桁的第二侧面接触，而飞机长桁的第一侧面可通过直线驱动机构驱动底板向前移动进行定位，使其与蒙皮之间接触；如此，本实用新型的飞机长桁自动锁紧装置通过特殊的结构设计，可实现飞机长桁三个面的定位和夹持固定，即能够绕开飞机长桁的弯曲部并同时夹持定位飞机长桁的所有面，夹持效果更好，便于蒙皮和角片的装配。

本实施例通过在直线驱动气缸的活塞杆上设置与其螺纹连接的第一连接杆，并在连接杆上设置用于锁定其位置的锁紧螺母和用于调节第二弹簧压缩量的调节螺母，第二弹簧向底板施加一个向前的弹性压力，如此，当利用直线驱动气缸驱动底板向前移动使飞机长桁的第一侧面与蒙皮之间接触配合后，通过调节第二弹簧的压缩量可调节飞机长桁的第一侧面与蒙皮之间接触力大小，以满足飞机长桁与蒙皮之间的精确装配要求。

下面结合上述飞机长桁自动锁紧装置对本实施例的飞机长桁自动锁紧方法的具体实施方式进行详细说明。

本实施例的飞机长桁自动锁紧方法，包括如下步骤：

1）底板前进定位：利用直线驱动机构驱动底板5沿着直线导轨向前移动，使第一定位面7位置应超出理论蒙皮内形面1mm左右；

2）锁紧长桁：将飞机长桁定位放置定位结构上，用夹头驱动机构驱动接头座11沿着平行于导向柱16的方向向后移动，使夹持头10绕第二转轴14转动，使夹持机构闭合，至夹持头10的前端接触飞机长桁的中间连接面1后，夹头驱动机构继续驱动接头座11沿着平行于导向柱16的方向向后移动，带动夹持头10和支承座12沿着平行于导向柱16的方向整体向后移动，至夹持头10的前端接触飞机长桁的第二侧面3；

3）贴合长桁与蒙皮：调节底板5的位置，控制飞机长桁与蒙皮之间的接触力；具体的，本实施例调节第二弹簧31在连接杆27上的位置，控制第二弹簧31的压缩量，进而控制飞机长桁与蒙皮之间的接触力；

4）松开长桁：带飞机长桁与蒙皮连接完成后，利用夹头驱动机驱动接头座11沿着平行于导向柱16的方向向前移动，使夹持头10绕第二转轴14转动，使夹持机构张开；

5）底板后退：利用直线驱动机构驱动底板5沿着直线导轨向后移动。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

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