专利名称：飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞机装配技术领域，具体是一种飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置。
背景技术：
飞机装配是飞机制造环节中最为重要的一环，其中由于飞机机翼的零件大多为大型薄壁件，加工中易产生变形从而导致其装配中质量难以控制，所以发明一种能模拟飞机机翼大型薄壁件装配过程及夹紧力的实验台进而揭示其规律成为迫切的需要，而长桁正是机翼中典型的易变型大型薄壁件，其长度可达10到20米，装配偏差控制困难，所以以长桁为装配对象能较好的反映机翼装配的特点。目前，传统的机构，两侧夹紧采用手动摇臂施加加载力，无法实时调节夹紧力的大小，过程中需要通过人工调节，浪费了大量的时间。所以可调节的夹紧力施加方式是研究变形规律的实验台所迫切需要的。
发明内容
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置，对于飞机机翼长桁装配过程的变量进行模拟和测量，从而确定长桁装配变形和这些变量之间的关系，利于揭示飞机机翼长桁装配的规律。为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下一种飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置，包括实验台底部平台、长桁和蒙皮，以及设置在试验台底部平台上且与长桁和蒙皮相连接的边缘纵向定位装置、边缘竖直定位装置、气动竖直夹紧装置，滑动横向支撑测力装置和气动横向夹紧装置，其中所述边缘纵向定位装置、气动竖直夹紧装置分别通过各自底部的可更换定位板在实验台底部平台上做平面定位，所述边缘竖直定位装置、滑动横向支撑测力装置、气动横向夹紧装置分别通过滑轨与实验台底部平台连接，所述蒙皮定位于所述边缘纵向定位装置上，并夹紧于气动竖直夹紧装置之间，所述长桁定位于边缘纵向定位装置、边缘竖直定位装置上，并夹紧于滑动横向支撑测力装置、气动横向夹紧装置、气动竖直夹紧装置之间。所述边缘纵向定位装置及边缘竖直定位装置分别为对称分布的两个，所述滑动横向支撑测力装置、气动横向夹紧装置及气动竖直夹紧装置间隔均匀分布在长桁两侧。所述边缘纵向定位装置包括底部可更换定位板、蒙皮支撑定位块及螺纹定位装置，其中，所述底部可更换定位板固定在所述实验台底部平台上，所述蒙皮支撑定位块与底部可更换定位板相连接，且通过与所述底部可更换定位板上的不同螺栓孔定位实现定位可调节，所述螺纹定位装置与蒙皮支撑定位块相连接，且通过蒙皮支撑定位块上的不同螺栓孔定位实现定位可调节。所述边缘竖直定位装置包括横向滑块，横向滑槽及纵向滑块，其中，所述纵向滑块与实验台底部平台的滑动连接，所述横向滑槽与所述纵向滑块固定连接，所述横向滑块与横向滑槽滑动连接。所述气动竖直夹紧装置包括底部可更换定位板，长桁支撑块，拉压力传感器，显示仪表，纵向滑块，竖直滑轨，竖直滑块，连接块，夹紧气缸。所述夹紧气缸通过连接块连接两块竖直滑块，所述竖直滑块通过滑槽在竖直滑轨上竖直滑动，所述纵向滑块通过滑轨与实验台底部平台连接，所述拉压力传感器通过螺栓与长桁支撑块连接，所述长桁支撑块与底部可更换定位板连接，所述底部可更换定位板在实验平台上做平面定位，显示仪表通过线束与拉压力传感器连接，所述显示仪表用于读出拉压力大小。所述气动横向夹紧装置包括显示仪表，拉压力传感器，螺纹传动装置，竖直滑块，竖直滑轨，纵向滑块。所述纵向滑块通过滑槽在实验台底部平台上纵向滑动，所述竖直滑轨通过螺栓与纵向滑块连接，所述竖直滑块通过滑槽在竖直滑轨上竖直滑动，所述螺纹传动装置通过螺栓与竖直滑块连接，所述拉压力传感器通过螺栓与螺纹传动装置连接，所述显示仪表通过线束与拉压力传感器连接，所述显示仪表用于读出拉压力大小。所述滑动横向支撑测力装置包括纵向滑块，竖直滑轨，竖直滑块，气缸，活塞。所述活塞设在气缸内，所述气缸通过螺栓与连接板相连，所述连接板通过螺栓与竖直滑块连接，所述竖直滑轨通过滑槽在竖直滑轨上竖直滑动，所述竖直滑轨通过螺栓与纵向滑块连接，所述纵向滑块通过滑槽在实验台底部平台上纵向滑动。所述蒙皮定位于边缘纵向定位装置，并夹紧于气动竖直夹紧装置间。所述长桁定位于边缘纵向定位装置及边缘竖直定位装置，并夹紧于滑动横向支撑测力装置、气动横向夹紧装置及气动竖直夹紧装置之间。本发明提供了一个结构相对合理、定位稳定并能实现模拟不同加工变形、夹紧位置、夹紧力，用于飞机机翼长桁装配过程模拟的实验台。本发明采用了上述技术方案，飞机机翼长桁区域装配模拟实验台，包括所述实验台底部平台，所述边缘纵向定位装置，所述边缘竖直定位装置，所述滑动横向支撑测力装置，所述气动横向夹紧装置，所述气动竖直夹紧装置，所述长桁蒙皮。对于飞机机翼长桁装配过程模拟，所述各种装置能够模拟不同加工变形，不同定位误差，不同夹紧力，不同夹紧区域，并且测量这些因素变化时长桁的装配变形，从而确定长桁装配变形和上述变量的关系，利于揭示飞机机翼长桁装配的规律。本发明具有可变因素多，适应性强的优点。
图I本发明所公开的实验装置的底部实验平台；图2是本发明所公开的实验装置的长桁蒙皮图3是本发明所公开的实验装置的气动竖直夹紧装置；图4是本发明所公开的实验装置的滑动横向支撑测力装置；图5是本发明所公开的实验装置的气动横向夹紧装置；图6是本发明所公开的实验装置的边缘纵向定位装置；图7是本发明所公开的实验装置的边缘竖直定位装置；图8是本发明所公开的实验装置的结构示意图。其中1，24-底部可更换定位板；2_长桁支撑块；3，16-拉压力传感器；4，15-显示仪表;5，10，21，27-纵向滑块;6，11，20-竖直滑轨；7，12，18，19-竖直滑块;8_连接块；9-气动夹紧装置；13-气缸；14-活塞；17-螺纹传动装置；22_蒙皮支撑定位块；23_螺纹定位装置；25-横向滑块；26-横向滑槽。
具体实施例方式以下结合附图以及实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。本实施例包括试验台底部平台100、长桁101和蒙皮102，以及设置在试验台底部平台上且与长桁和蒙皮相连接的边缘纵向定位装置103、边缘竖直定位装置104，设置在实验台底部平台上且与长桁和蒙皮相连接的气动竖直夹紧装置105，滑动横向支撑测力装置106，气动横向夹紧装置107。边缘纵向定位装置及边缘竖直定位装置分别为2个，且分别对称分布；滑动横向支撑测力装置、气动横向夹紧装置及气动竖直夹紧装置越隔30厘米于长桁两侧均匀分布，对于飞机机翼为14组，能模拟不同加工变形，不同定位误差，不同夹紧力，不同夹紧位置的飞机机翼长桁装配模拟实验台，允许装配的长桁最大长度可达9米。图3所示，本实施例中，气动竖直夹紧装置105包括底部可更换定位板1，长桁支撑块2，拉压力传感器3，显示仪表4，纵向滑块5，竖直滑轨6，竖直滑块7，连接块8，夹紧气缸9。夹紧气缸9通过连接块8连接两块竖直滑块7，竖直滑块7通过滑槽在竖直滑轨6上竖直滑动，纵向滑块5通过竖直滑轨6与实验台底部平台连接，拉压力传感器3通过螺栓与长祐1支撑块2连接,长祐1支撑块2与底部可更换定位板I连接，底部可更换定位板I在实验平台上做平面定位，显示仪表4通过线束与拉压力传感器3连接，所述显示仪表4用于读出拉压力大小。图4所示，本实施例中滑动横向支撑测力装置106包括纵向滑块10，竖直滑轨11，竖直滑块12，气缸13，活塞14。所述活塞设在气缸内，所述气缸通过螺栓与连接板相连，所述连接板通过螺栓与竖直滑块连接，所述竖直滑轨通过滑槽在竖直滑轨上竖直滑动，所述竖直滑轨通过螺栓与纵向滑块连接，所述纵向滑块通过滑槽在实验台底部平台上纵向滑动。图5所示，本实施例中气动横向夹紧装置107包括显示仪表15，拉压力传感器16，螺纹传动装置17，竖直滑块18和19，竖直滑轨20，纵向滑块21。纵向滑块21通过滑槽在实验台底部平台上纵向滑动，竖直滑轨20通过螺栓与纵向滑块21连接，竖直滑块18、19通过滑槽在竖直滑轨20上竖直滑动，螺纹17通过螺栓与竖直18、19连接，拉压力传感器16通过螺栓与螺纹传动装置17连接，显示仪表15通过线束与拉压力传感器16连接，显示仪表15用于读出拉压力大小。图6所示，本实施例中，边缘纵向定位装置103包括蒙皮支撑定位块22，螺纹定位装置23，底部可更换定位板24。底部可更换定位板24通过固定在实验台底部平台上，蒙皮支撑定位块22可以通过与底部可更换定位板24上不同螺栓孔定位实现定位可调节，螺纹定位装置23通过与蒙皮支撑定位块22上不同螺栓孔定位实现定位可调节。图7所示，本实施例中，边缘竖直定位装置104包括横向滑块25，横向滑槽26，纵向滑块27。纵向滑块27通过滑槽在实验台底部平台上纵向滑动，横向滑槽26通过螺栓与纵向滑块27连接，横向滑块25通过滑槽在横向滑槽26上横向滑动。从图8可以看出它们的连接关系为边缘纵向定位装置103通过其底部可更换定位板在实验台底部平台上做平面定位，边缘竖直定位装置通过滑轨与实验台底部平台连接，滑动横向支撑测力装置106通过滑轨与实验台底部平台连接，气动横向夹紧装置107通过滑轨与实验台底部平台连接，气动竖直夹紧装置105通过其底部可更换定位板在实验台底部平台上做平面定位，蒙皮102定位于边缘纵向定位装置103，并夹紧于气动竖直夹紧装置105之间，长桁101定位于边缘纵向定位装置103、边缘竖直定位装置104，长桁夹紧于滑动横向支撑测力装置106、气动横向夹紧装置107、气动竖直夹紧装置105之间，蒙皮21和长祐1 101通过连接孔装配在一起。工作原理本发明通过夹紧装置控制了长桁和蒙皮纵向及竖直方向的自由度，利用气动装置对长桁及蒙皮实现自动夹紧，利用拉压力传感器通过显示仪表读出将已变形的长桁强迫推至装配定位位置的强迫力大小从而知道强迫装配影响大小，并对夹紧力进行控制。通过纵向滑块和竖直滑块的调整，发明可以达到模拟飞机机翼长桁装配中的不同加工变形，不同定位偏差，不同夹紧力，不同夹紧位置，从而揭示它们与长桁装配变形的关系，为飞机机翼装配变形控制提出参考意见。最后需要说明的是以上仅为本发明的具体实施例进行描述。本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置，其特征在于，包括实验台底部平台、长桁和蒙皮 ，以及设置在试验台底部平台上且与长桁和蒙皮相连接的边缘纵向定位装置、边缘竖直定位装置、气动竖直夹紧装置，滑动横向支撑测力装置和气动横向夹紧装置，其中所述边缘纵向定位装置、气动竖直夹紧装置分别通过各自底部的可更换定位板在实验台底部平台上做平面定位，所述边缘竖直定位装置、滑动横向支撑测力装置、气动横向夹紧装置分别通过滑轨与实验台底部平台连接，所述蒙皮定位于所述边缘纵向定位装置上，并夹紧于气动竖直夹紧装置之间，所述长桁定位于边缘纵向定位装置、边缘竖直定位装置上，并夹紧于滑动横向支撑测力装置、气动横向夹紧装置、气动竖直夹紧装置之间，所述蒙皮和长桁通过连接孔装配在一起。
2.根据权利要求I所述的飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置，其特征在于，所述边缘纵向定位装置及边缘竖直定位装置分别为对称分布的两个，所述滑动横向支撑测力装置、气动横向夹紧装置及气动竖直夹紧装置间隔均匀分布在长桁两侧。
3.根据权利要求I所述的飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置，其特征在于，所述气动横向夹紧装置包括显示仪表，拉压力传感器，螺纹传动装置，竖直滑块，竖直滑轨，纵向滑块。所述纵向滑块通过滑槽在实验台底部平台上纵向滑动，所述竖直滑轨通过螺栓与纵向滑块连接，所述竖直滑块通过滑槽在竖直滑轨上竖直滑动，所述螺纹传动装置通过螺栓与竖直滑块连接，所述拉压力传感器通过螺栓与螺纹传动装置连接，所述显示仪表通过线束与拉压力传感器连接，所述显示仪表用于读出拉压力大小。
4.根据权利要求I所述的飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置，其特征在于，所述气动竖直夹紧装置包括底部可更换定位板，长桁支撑块，拉压力传感器，显示仪表，纵向滑块，竖直滑轨，竖直滑块，连接块，夹紧气缸，所述夹紧气缸通过连接块连接两块竖直滑块，所述竖直滑块通过滑槽在竖直滑轨上竖直滑动，所述纵向滑块通过滑轨与实验台底部平台连接，所述拉压力传感器通过螺栓与长桁支撑块连接，所述长桁支撑块与底部可更换定位板连接，所述底部可更换定位板在实验平台上做平面定位，显示仪表通过线束与拉压力传感器连接，所述显示仪表用于读出拉压力大小。
5.根据权利要求I所述的飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置，其特征在于，所述滑动横向支撑测力装置包括纵向滑块，竖直滑轨，竖直滑块，气缸，活塞；所述活塞设在气缸内，所述气缸通过螺栓与连接板相连，所述连接板通过螺栓与竖直滑块连接，所述竖直滑轨通过滑槽在竖直滑轨上竖直滑动，所述竖直滑轨通过螺栓与纵向滑块连接，所述纵向滑块通过滑槽在实验台底部平台上纵向滑动。
6.根据权利要求I所述的飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置，其特征在于，所述边缘纵向定位装置包括底部可更换定位板、蒙皮支撑定位块及螺纹定位装置，其中，底部可更换定位板固定在实验台底部平台上，蒙皮支撑定位块与底部可更换定位板相连接，且通过与底部可更换定位板上的不同螺栓孔定位实现定位可调节，螺纹定位装置与蒙皮支撑定位块相连接，且通过蒙皮支撑定位块上的不同螺栓孔定位实现定位可调节。
7.根据权利要求I所述的飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置，其特征在于，所述边缘竖直定位装置包括横向滑块，横向滑槽及纵向滑块，其中，纵向滑块与实验台底部平台的滑动连接，横向滑槽与纵向滑块固定连接，横向滑块与横向滑槽滑动连接。
全文摘要
本发明公开了一种飞机机翼长桁装配过程及夹紧力的自动模拟实验装置，包括试验台底部平台、长桁和蒙皮，以及设置在试验台底部平台上且与长桁和蒙皮相连接的边缘纵向定位装置、边缘竖直定位装置以及设置在实验台底部平台上且与长桁和蒙皮相连接的气动竖直夹紧装置，滑动横向支撑测力装置，气动横向夹紧装置。本发明利用气动装置提供了结构相对合理、定位稳定并能实现模拟不同夹紧位置、夹紧力，对于飞机机翼长桁装配过程模拟，各种装置能够模拟不同夹紧力，不同夹紧区域，并且测量这些因素变化时长桁的装配变形，从而确定长桁装配变形和上述变量的关系，利于揭示飞机机翼长桁装配的规律。
文档编号G01M13/00GK102980750SQ20121044804
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者王 华, 林忠钦, 王立, 丁欣 申请人:上海交通大学