用于安装具有电磁效应防护的紧固件的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开内容总体涉及航空器，具体地涉及制造航空器。更具体地，本公开内容涉及一种用于将具有电磁效应防护的紧固件安装在航空器中的方法和系统。
【背景技术】
[0002]在航空器的制造中，可将各种部件相互连接起来以形成航空器结构。航空器结构可例如包括但不限于:航空器的机翼和机身。在某些情形下，这些航空器结构由复合材料制成。
[0003]大量的紧固件可用来组装复合结构和/或用来将复合结构附接到航空器。通常，这些紧固件可以包括头部和金属杆。头部可具有顶部，该顶部包括金属、柔性聚合物材料或者其他合适种类的材料中的至少一种。在形成航空器的过程中可能用到成千上万的紧固件。
[0004]由复合结构制成的航空器可能在运行期间暴露至各种不同的环境。这些环境中的一些环境可能会导致不利的电磁效应。
[0005]航空器中的复合结构不能将由这些环境产生的电流和电磁力以有利的方式导离航空器。在其他示例性实施例中，这些电磁效应可能会对航空器中的复合结构和/或系统产生不利影响。
[0006]为了防止电磁效应，可为航空器配置电磁效应防护。可采用电磁效应防护来以有利的方式转移电流。例如但不限于，可在复合结构的表面上设置导电涂层来将雷击产生的电流从用于连接复合结构的金属紧固件转移走。在其他示例性实施例中，可在部件之间采用绝缘密封剂来减少电弧和火花。
[0007]在一些情况下，绝缘涂层可与紧固件的头部关联来防止电磁效应。在一示例性实施例中，可将绝缘材料形成的盖设置在紧固件的头部上。在另一示例性实施例中，紧固件的头部的最外部分可由绝缘涂层形成。该绝缘涂层可例如但不限于由柔性聚合物材料形成。
[0008]可以以多种方式来安装含有电磁事件防护的紧固件。例如但不限于，可借助于安装装置通过人工操作者、人工控制的机器或者计算机控制的机器中的至少一种来安装紧固件。紧固件的安装应使得在复合结构以及紧固件之间的界面处形成基本光滑的表面。例如，可以以埋头的方式将紧固件嵌入到复合结构的表面中。这样的基本光滑的表面可提高航空器的空气动力特性。
[0009]然而，在一些情况下，安装具有电磁效应防护的紧固件可能会导致在紧固件的顶部上形成不利的不一致。在该示例性实施例中，紧固件的顶部可以包括与紧固件头部相关的绝缘盖和/或绝缘涂层。这些不一致可能包括，例如但不限于:突起、裂缝、空隙、变形，以及其他类型的不一致。这些不一致可能会降低紧固件在转移电磁效应方面的有效性和/或降低复合结构的空气动力特性。因此，需要有一种考虑一个或更多的上述问题并可能考虑其他问题的方法和系统。
[0010]本申请与2012年3月29日提交的系列号为13/434，835、题为“提供EME防护的紧固件系统”的美国专利申请相关。
【发明内容】
[0011]在一示例性实施方式中提供一种用于安装紧固件的方法。可以增加所述紧固件的顶部的硬度。可将所述紧固件安装在结构中。
[0012]在另一示例性实施方式中，一种紧固件安装系统可包括紧固件、冷却系统和工具。该紧固件可具有包含绝缘材料的顶部。所述冷却系统可构成为冷却所述紧固件的顶部，以增加所述顶部的硬度。所述工具可构成为在冷却之后将所述紧固件安装到结构中。
[0013]在另一示例性实施方式中提供一种用于安装紧固件的方法。
[0014]可将所述紧固件定位在与自动装置关联的冷却系统中。该冷却系统可构成为在利用所述自动装置安装所述紧固件之前冷却所述紧固件。该紧固件可选自螺栓、螺钉、六角头螺栓(hexdrive)、干涉配合紧固件、铆钉、止动螺栓和锥形套螺栓(tapered sleeved bolt)中的任一种。可采用干冰、液氮、制冷剂、冷却器、制冷单元或冷却空气中的至少一种来冷却所述紧固件的顶部，以增加所述顶部的硬度。所述紧固件的所述顶部可含有绝缘材料，该绝缘材料选自聚合物、热塑性材料、热固性材料、粘合剂、或橡胶中的至少一种。所述绝缘材料可构成为提供电磁效应防护。可将所述紧固件冷却到使得所述紧固件的所述顶部具有所需水平的硬度的温度。在冷却之后，可利用与自动装置关联的铆钉枪将所述紧固件安装在结构中，使得在安装到航空器的所述结构中时，可减小所述紧固件的所述顶部的变形。
[0015]在另一示例性实施方式中，紧固件安装系统可包括紧固件，该紧固件具有包含绝缘材料的顶部。所述绝缘材料可构成为提供电磁效应防护。所述绝缘材料可形成绝缘盖，该绝缘盖构成为密封所述紧固件的头部，以防止电荷进入。所述紧固件可选自螺栓、螺钉、六角头螺栓、干涉配合紧固件、铆钉、止动螺栓和锥形套螺栓中的一种。所述绝缘材料可选自聚合物、热塑性材料、热固性材料、粘合剂、或橡胶中的至少一种。冷却系统可与铆钉枪关联，并构成为冷却所述紧固件的顶部以增加所述顶部的硬度。所述冷却系统可将所述紧固件冷却至使得所述紧固件的所述顶部可具有所需水平的硬度的温度。所述冷却系统可与自动装置关联，并可构成为在利用所述自动系统安装所述紧固件之前冷却所述紧固件。所述冷却系统可包括干冰、液氮、制冷剂、冷却器、制冷单元或冷却空气中的至少一种。工具可包括铆钉枪，并可构成为在冷却之后将所述紧固件安装到结构中，从而可降低所述紧固件的所述顶部的变形。所述铆钉枪可以是所述自动装置的末端执行器。
[0016]总而言之，根据本发明一个方面，提供一种用于安装紧固件的方法，该方法包括:增加所述紧固件的顶部的硬度；以及将所述紧固件安装在结构中。
[0017]有利的是，在所述方法中，增加所述紧固件的顶部硬度包括:冷却所述紧固件的所述顶部，其中，所述紧固件的所述顶部包括绝缘材料。
[0018]有利的是，在该方法中，所述绝缘材料选自聚合物、热塑性材料、热固性材料、粘合剂、或橡胶中的至少一种。
[0019]有利的是，在该方法中，在冷却之后安装所述紧固件，使得在安装到所述结构中时降低所述紧固件的所述顶部的变形。
[0020]有利的是，在该方法中，所述绝缘材料置于所述紧固件的头部的顶端，并构成为提供电磁效应防护。
[0021]有利的是，在该方法中，增加所述紧固件的顶部的硬度包括:将所述紧固件冷却到使得所述紧固件的所述顶部具有所需水平的硬度的温度。
[0022]有利的是，在该方法中，冷却所述紧固件包括:冷却与所述紧固件关联的绝缘材料，使得所述绝缘材料具有所需水平的硬度。
[0023]有利的是，该方法中还包括利用铆钉枪安装所述紧固件。
[0024]有利的是，在该方法中，所述铆钉枪与自动装置关联。
[0025]有利的是，该方法还包括将所述紧固件定位在冷却系统中，该冷却系统与所述自动装置关联，并构成为在利用所述自动装置安装所述紧固件之前冷却所述紧固件。
[0026]有利的是，在该方法中，所述紧固件安装在航空器中。
[0027]有利的是，在该方法中，增加所述紧固件的顶部的硬度包括:利用冷却系统冷却所述紧固件的所述顶部，该冷却系统包括干冰、液氮、制冷剂、冷却器、制冷单元或冷却空气中的至少一种。
[0028]有利的是，在该方法中，所述紧固件选自螺栓、螺钉、六角头螺栓、干涉配合紧固件、铆钉、止动螺栓和锥形套螺栓中的任一种。
[0029]根据本发明的另一方面，提供一种紧固件安装系统，包括:紧固件，该紧固件具有包含绝缘材料的顶部；冷却系统，该冷却系统构成为冷却所述紧固件的顶部，以增加所述顶部的硬度；以及工具，该工具构成为在冷却之后将所述紧固件安装在结构中。
[0030]有利的是，在该紧固件安装系统中，所述绝缘材料构成为提供电磁效应防护。
[0031]有利的是，在该紧固件安装系统中，所述绝缘材料形成绝缘盖，该绝缘盖构成为密封所述紧固件的头部，以防止电荷进入。
[0032]有利的是，在该紧固件安装系统中，所述紧固件安装在所述结构中，使得降低所述紧固件的所述顶部的变形。
[0033]有利的是，在该紧固件安装系统中，所述冷却系统将所述紧固件冷却至使得所述紧固件的所述顶部具有所需水平的硬度的温度。
[0034]有利的是，在该紧固件安装系统中，所述绝缘材料选自聚合物、热塑性材料、热固性材料、粘合剂、或橡胶中的至少一种。
[0035]有利的是，在该紧固件安装系统中，所述工具包括铆钉枪。
[0036]有利的是，该紧固件安装系统还包括自动装置，所述自动装置构成为利用所述铆钉枪将所述紧固件安装在所述结构中，其中所述铆钉枪是所述自动装置的末端执行器。
[0037]有利的是，在该紧固件安装系统中，所述冷却系统与所述自动装置相连，并构成为在利用所述自动装置安装所述紧固件之前冷却所述紧固件。
[0038]有利的是，在该紧固件安装系统中，所述冷却系统与所述铆钉枪相连。
[0039]有利的是，在该紧固件安装系统中，所述冷却系统包括干冰、液氮、制冷剂、冷却器、制冷单元或冷却空气中的至少一种。
[0040]有利的是，在该紧固件安装系统中，所述紧固件选自螺栓、螺钉、六角头螺栓、干涉配合紧固件、铆钉、止动螺栓和锥形套螺栓中的任一种。
[0041]根据本发明的另一方面，提供一种用于安装紧固件的方法，该方法包括:将所述紧固件定位在冷却系统内，所述冷却系统与自动装置相连，并构成为在利用所述自动装置安装所述紧固件之前冷却所述紧固件，其中，所述紧固件选自螺栓、螺钉、六角头螺栓、干涉配合紧固件、铆钉、止动螺栓和锥形套螺栓中的任一种；利用干冰冷却所述紧固件的顶部，以增加所述顶部的硬度，其中所述紧固件的所述顶部包括绝缘材料，该绝缘材料选自聚合物、热塑性材料、热固性材料、粘合剂、或橡胶中的至少一种，并构成为提供电磁效应防护，而且其中，所述紧固件被冷却至使得所述紧固件的顶部具有所需水平的硬度的温度；以及，在冷却后利用与所述自动装置相连的铆钉枪将所述紧固件安装在结构中，使得在安装到航空器中的所述结构中时降低所述紧固件的所述顶部的变形。
[0042]根据本发明的另一方面，提供了一种紧固件安装系统，包括:紧固件，该紧固件具有包含绝缘材料的顶部，该绝缘材料构成为提供电磁效应防护，其中，所述绝缘材料形成绝缘盖，该绝缘盖构成为密封所述紧固件的头部，防止电荷进入，所述紧固件选自螺栓、螺钉、六角头螺栓、干涉配合紧固件、铆钉、止动螺栓和锥形套螺栓中的任一种，而且所述绝缘材料选自聚合物、热塑性材料、热固性材料、粘合剂、或橡胶中的至少一种；冷却系统，该冷却系统与铆钉枪相连，并构成为冷却所述紧固件的所述顶部以增加所述顶部的硬度，所述冷却系统将所述紧固件冷却到使得所述紧固件的所述顶部具有所需水平的硬度的温度，其中所述冷却系统与自动装置相连，并构成为在利用所述自动装置安装所述紧固件之前冷却所述紧固件，并且所述冷却系统包括干冰、液氮、制冷剂、冷却器、制冷单元或冷却空气中的至少一种；以及工具，该工具包括铆钉枪，并构成为在冷却之后将所述紧固件安装在结构中，从而降低所述紧固件的所述顶部的变形，其中，所述铆钉枪是所述自动装置的末端执行器。
[0043]可独立于本公开内容的各种实施方式实现上述特征和功能，这些功能或特征也可在其他的实施方式中组合，可以参照以下描述和附图来了解更多的细节。
【附图说明】
[0044]所附权利要求书中阐述了示例性实施方式的被认作创新特征的特点。然而，可参照以下结合附图对本公开内容的示例性实施方式的详细描述最佳地理解示例性实施方式、其最佳实施方式，以及其他的目的和特征，附图中:
[0045]图1示出了根据一示例性实施方式的制造环境的框图；
[0046]图2示出了根据一示例性实施方式的制造环境；
[0047]图3示出了根据一示例性实施方式的具有电磁效应防护的紧固件；
[0048]图4示出了根据一示例性实施方式的具有电磁效应防护的紧固件的剖视图；
[0049]图5示出了根据一示例性实施方式的具有紧固件的冷却系统；
[0050]图6示出了根据一示例性实施方式的用于将紧固件安装在结构中的铆钉枪；
[0051]图7示出了根据一示例性实施方式的