用于轨道列车车体组装的工装系统及辅助设备的制作方法

本发明涉及轨道列车车体组装技术领域，特别涉及一种用于轨道列车车体组装的工装系统及辅助设备。

背景技术

轨道列车车体的组装通常采用反组工艺，即首先设置组装支撑台，现有技术组装支撑台主要由多根横梁组装形成框架体，侧墙墙板等部件铺装拉伸后，需要采用整体压装工装对侧墙墙板进行定位。

目前侧墙墙板与横梁主要通过工装压紧方式定位，因组焊工装的上部空间全部被占用，只剩下工装两侧可以与整体压紧工装进行连接。现有技术是使用螺栓将调整压紧件固定连接横梁，这就需要在横梁上加工螺栓连接孔。通常根据组装需求，调整压紧件的位置也是相应需要调整的，这就需要在横梁相应位置再加工螺栓固定孔。

横梁上加工过多的开孔严重影响了其使用强度，同时现有技术中这种采用螺栓固定连接调整压紧件的方式，使用灵活性也比较低，进而严重影响了侧墙等车体部件的组装效率。

因此，如何提高轨道列车车体定位工装的使用灵活性，进而提高车体组装效率，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于轨道列车车体组装的辅助设备，包括框架主体，所述框架主体的外壁上设置有安装结构，用于安装车体的组装工装；所述框架主体包括一端相互铰接的第一主体和第二主体，二者的自由端部可以围绕铰接轴转动以相对合拢或分离；

所述辅助设备还包括将锁紧部件，在所述锁紧部件作用下，所述第一主体和所述第二主体的自由端部处于合拢状态并与所述支撑结构的外壁接触锁紧定位。

与现有技术中在支撑结构上加工定位工装的安装结构相比，本发明将安装工装的安装结构设置于辅助设备上，辅助设备的第一主体和第二主体的自由端部可以相对打开，形成开口，从支撑结构的侧面安装至适当位置后，将第一主体和第二主体的自由端部相对靠近合拢，使第一主体和第二主体与支撑结构相应外壁接触卡紧定位，最后利用锁紧部件将第一主体和第二主体锁紧于该位置，以实现辅助设备与支撑结构的定位。

从以上描述可知，辅助设备与支撑结构的定位，仅依靠第一主体和第二主体与支撑结构外壁的配合作用，无需在支撑结构上加工任何结构，当组装工装需要调节位置时，只需要调节辅助设备的位置即可，大大提高了车体组装时组装工装使用的灵活性，支撑结构上无需额外加工定位结构，不仅可以提高支撑结构使用的强度和刚度，而且可以提高车体组装效率。

可选的，所述第一主体的自由端部形成角结构，所述第二主体的自由端部具有向内弯折的挂钩部；所述支撑结构的外轮廓为n边形，其中n大于等于4；当处于合拢状态时，所述角结构和所述挂钩部分别与所述支撑结构的两个拐角配合以限制所述框架主体相对所述支撑结构周向转动。

可选的，还包括弹性部件，所述弹性部件安装于所述第一主体和所述挂钩部之间，当所述锁紧部件位于非锁定位置时，在所述弹性部件的回复力作用下，所述挂钩部向外摆动与所述支撑结构的底壁脱离。

可选的，所述第一主体包括l型框架，所述l型框架的内表面与所述支撑结构相应的外轮廓相适配，所述l型框架的外表面固定有至少两个加强筋块，沿纵向各所述加强筋块平行间隔布置，所述第二主体与所述加强筋块铰接。

可选的，所述弹性部件为弹簧，所述弹簧的两端分别连接所述加强筋块和所述挂钩部，其数量为两个，两所述弹簧分居于所述第二主体两侧。

可选的，各所述加强筋块的数量为两个，两所述加强筋块的下端部设置有同轴销孔，所述第二主体的铰接销轴同时设于各所述销孔。

可选的，所述锁紧部件包括螺栓，所述第二主体位于铰接点以上的端部设置有螺纹通孔，所述螺栓设置于所述螺纹通孔内部；当所述螺栓的内端部与所述支撑结构的侧壁抵靠时，所述辅助设备处于锁定状态。

可选的，还包括浮动块，所述螺栓的内端部周向活动套设于所述浮动块内部，所述浮动块朝向所述支撑结构的外侧面为与所述支撑结构相对应外侧壁相适配的表面。

可选的，所述浮动块具有阶梯孔，自外向内所述阶梯孔包括小径孔和大径孔，所述螺栓的内端部活动套设于所述大径孔内部，所述小径孔为内螺纹孔，其具有与所述螺栓的外螺纹配合的内螺纹部，所述螺栓的螺杆段具有环形槽，安装时，所述螺栓的内端部旋入所述大径孔内部，所述小径孔段卡入所述环形槽内部。

可选的，所述螺栓的内端面为弧形表面。

此外，本发明还提供了一种用于轨道列车车体组装的工装系统，包括支撑结构和组装工装，还包括上述任一项所述的辅助设备，所述支撑结构的外轮廓为n边形，其中n大于等于4。

因用于轨道列车车体组装的工装系统具有上述辅助设备，故该工装系统也具有辅助设备的上述技术效果。

附图说明

图1为本发明一种实施例中辅助设备的结构示意图；

图2为图1所示辅助设备处于非锁紧状态的结构示意图；

图3为图1所示辅助设备的右视结构示意图；

图4为图1中第二主体的结构示意图；

图5为图4的侧视示意图；

图6为本发明一种实施例中锁紧部件的结构示意图；

图7为图6中螺栓的结构示意图；

图8为本发明一种实施例中用于轨道列车车体组装的工装系统的结构示意图；

图9为图8的侧视示意图。

其中，图1至图9中部件名称与附图标记之间的一一对应关系如下所示：

第一主体1、l型框架11、加强筋块12、第一加强筋块121、第二加强筋块122、短臂111、安装结构13、安装孔13a、第二主体2、挂钩部21、锁紧部件3、螺栓31、环形槽311、弧形表面312、内端部313、浮动块32、第一弹簧41、第二弹簧42、第一螺钉51、第二螺钉52、第三螺钉61、第四螺钉62、销轴7、螺钉孔2a、销孔2b、螺纹通孔2c、块体22、连接板23；

支撑结构100；

组装工装200。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1、图2、图3、图8和图9，图1为本发明一种实施例中辅助设备的结构示意图；图2为图1所示辅助设备处于非锁紧状态的结构示意图；图3为图1所示辅助设备的右视结构示意图；图8为本发明一种实施例中用于轨道列车车体组装的工装系统的结构示意图；图9为图8的侧视示意图。

本发明提供了一种用于轨道列车车体组装的工装系统，包括支撑结构100和组装工装200。支撑结构100主要为车体各部件的组装提供安装平台，支撑结构100通常由多根梁构成，各梁固定于地面或者支撑面。本文以组装车体的侧墙为例继续介绍技术方案和技术效果，在车体侧墙组装中，支撑结构100的外轮廓为n边形，通常可以选择支撑结构为方形梁。

组装工装200主要是实现组装各部件进行定位的工装，对于侧墙组装而言，组装工装200主要为整体压紧工装。整体压紧工装的具体结构本文不做具体介绍，请参考现有技术。

本发明还提供了一种辅助设备，该辅助设备包括框架主体，框架主体的外壁设置有安装结构，安装结构主要用于安装车体的组装工装200，也就是说，本文将用于安装组装工装200的结构设置于辅助设备上。安装结构可以设置于框架主体的顶壁，如图8所示，安装结构13为设置于框架主体的凸台，凸台上设置有安装孔13a，组装工装200安装于该凸台的安装孔13a。

框架主体包括一端相互铰接的第一主体1和第二主体2，二者的自由端部可以围绕铰接轴转动以相对合拢或者分离，即第一主体1的足有端部和第二主体2的自由端部可以相对二者的铰接端部相对张开或者相对靠近。

本发明所提供的辅助设备还包括锁紧部件3，在锁紧部件3的作用下，第一主体1和第二主体2的自由端部处于合拢状态并与支撑结构100的外壁接触锁紧。也就是说，锁紧部件3将第一主体1和第二主体2锁紧于合拢状态，这样第一主体1和第二主体2同时与支撑结构100的外壁接触进而将辅助设备锁紧于支撑结构100上。

与现有技术中在支撑结构100上加工定位工装的安装结构相比，本发明将安装工装的安装结构设置于辅助设备上，辅助设备的第一主体1和第二主体2的自由端部可以相对打开，形成开口，从支撑结构100的侧面安装至适当位置后，将第一主体1和第二主体2的自由端部相对靠近合拢，使第一主体1和第二主体2与支撑结构100相应外壁接触卡紧定位，最后利用锁紧部件3将第一主体1和第二主体2锁紧于该位置，以实现辅助设备与支撑结构100的定位。

从以上描述可知，辅助设备与支撑结构100的定位，仅依靠第一主体1和第二主体2与支撑结构100外壁的配合作用，无需在支撑结构100上加工任何结构，当组装工装200需要调节位置时，只需要调节辅助设备的位置即可，大大提高了车体组装时组装工装200使用的灵活性，支撑结构100上无需额外加工定位结构，不仅可以提高支撑结构100使用的强度和刚度，而且可以提高车体组装效率。

在一种具体的实施例中，第一主体1的自由端部形成角结构，第二主体2的自由端部具有向内弯折的挂钩部；如上所述，支撑结构100的外轮廓可以为n边形，其中n大于等于4；当处于合拢状态时，角结构和挂钩部分别与支撑结构的两个拐角配合以限制框架主体相对支撑结构周向转动。

即，利用支撑结构100外轮廓与第一主体角结构、第二主体的挂钩部的配合，在角结构、挂钩部与相应支撑结构的角部的压紧力作用下，框架主体定位于支撑结构100上，结构简单。占用空间比较小。

例如，第一主体1的自由端部具有向下延伸的短臂111，短臂111与第一主体1连接位置形成角结构，第二主体2的自由端部具有向内弯折的挂钩部21，当处于合拢状态时，短臂111与支撑结构100的内壁抵靠配合，挂钩部21与支撑结构100的底壁抵靠配合。

也就是说，第一主体1的自由端部形成角结构，可以勾住支撑结构的相应位置的角部。

以图1为例，上述内、外的定义如图箭头所示。

处于合拢状态时，第一主体1的短臂扣紧支撑结构100的内侧壁，第二主体2的挂钩部21扣合于支撑结构100(梁)的底壁，在短臂和挂钩部21与支撑结构100相应部位配合下，框架主体与支撑结构100位置被限定。

以支撑结构100为方形梁为例，短臂与方形梁的内上角扣合，挂钩部21与方形梁的外下角扣合，进而利用锁紧部件3的锁紧力，将框架主体与方形梁固定。

上述各实施例中，辅助设备还可以包括弹性部件，弹性部件安装于第一主体1和挂钩部21之间，当锁紧部件3处于非锁定位置时，在弹性部件的回复力作用下，挂钩部21向外摆动与支撑结构100的底壁脱离。

也就是说，弹性部件提供了挂钩部21与支撑结构100脱离的弹力，在第一主体1和第二主体2的合拢过程中拉伸或压缩弹性部件，这样当锁定部件锁定力撤销后，在弹性部件的回复拉力或压力作用下，第二主体2的挂钩部21可以与支撑结构100迅速脱离，提高了辅助设备的操作便利性。

上述各实施例中，第一主体1可以包括l型框架11，l型框架11的内表面与支撑结构100相应的外轮廓相适配，以支撑结构100为方形梁为例，l型框架11可以为l型钢板。

l型框架11的外表面固定有至少两个加强筋块，短臂设置于加强筋块，沿纵向各加强筋块平行间隔布置，第二主体2与加强筋块铰接。即l型框架11提供加强筋块的安装平台，l型框架11可以与加强筋块可以均为钢结构，二者通过焊接工艺固定。短臂的长度可以根据具体使用环境而定。

l型框架11与加强筋块结合方式有利于降低辅助设备整体重量和整体高度，减小对空间的占据。

加强筋块的竖直高度可以大于l型框架11，这样便于铰接轴等部件的设置。

上述各实施例中，弹性部件可以为弹簧，弹簧的两端分别连接加强筋块和挂钩部21，弹簧的数量可以为两个，两个弹簧可以分居于第二主体2两侧。通常，两个弹簧关于第二主体2的中心纵面对称布置。如图3给出了，设置两个加强筋块的具体实施方式，为了描述方便，本文将两加强筋块定义为第一加强筋块121和第二加强筋块122，两个弹簧分别定义为第一弹簧41和第二弹簧42，第一弹簧41的两端分别连接第一加强筋块121的下端部和挂钩部21的相应侧壁，第二弹簧42的两端分别连接第二加强筋块122的下端部和挂钩部21的相应侧壁。

具体地，挂钩部21的两侧均设置有螺钉孔2a，可以分别安装有第一螺钉51和第二螺钉52，第一加强筋块121的下端部、第二加强筋块122的下端部分别安装有第三螺钉61和第四螺钉62，第一弹簧41的两端部挂接于第一螺钉51和第三螺钉61，第二弹簧42的两端部挂接于第二螺钉52和第四螺钉62。

请参考图4和图5，图4为图1中第二主体的结构示意图；图5为图4的侧视示意图。

上述各实施例中，各加强筋块12的下端部设置有同轴销孔，第二主体2的铰接销轴同时设于各销孔，也就是说，第二主体2上也设置有销孔2b，销轴7同时第二主体2上的销孔2b与各加强筋块的销孔，实现第二主体2和各加强筋块12的铰接。

第二主体2同时铰接于各加强筋块12，各加强筋块12受力比较平均，避免某个加强筋块受力过大，有利于提高辅助设备的使用寿命。

第二主体2也可以为焊接组件的形式，其可以包括两个块体22，块体的上端部、下端部均通过连接板23连接，并且块体22的下端部设置有挂钩部21，这样在保证第二主体2使用刚度的基础上，可以进一步降低第二主体2的重量。

实现第一主体1和第二主体2锁紧有很多方式，以下提供了一种优选的实施方式。

请参考图6和图7，图6为本发明一种实施例中锁紧部件的结构示意图；图7为图6中螺栓的结构示意图。

上述各实施例中的锁紧部件3可以包括螺栓31，第二主体2位于铰接点以上的端部设置有螺纹通孔2c，螺栓31设置于螺纹通孔2c内部，即螺栓31的螺杆部与螺纹通孔2c螺纹配合连接，螺栓31正反转动可以实现螺栓31的向前或者向后移动。需要说明的是，此处将靠近支撑结构100的一端定义为前，相应地，另一端为后。当螺栓的内端部与支撑结构100的侧壁抵靠时，辅助设备处于锁定状态。

螺栓的内端部与支撑结构100的侧壁抵靠时，使挂钩部21不能向后摆动，挂钩部21与底壁抵靠配合。

为了避免螺栓旋转对支撑结构100侧壁的磨损，本文对以上结构进行了以下改进。

在一种具体的实施方式中，辅助设备还可以包括浮动块32，螺栓31的内端部套设于浮动块32内部且二者周向活动，轴向具有预定的位移量，位移量可以比较小。浮动块32朝向支撑结构100外壁的外侧面为与所述支撑结构100相对应外侧壁相适配的表面，即浮动块在轴向与螺栓31具有一定位移量，浮动块32不随螺栓转动而转动。浮动块朝向支撑结构100外壁的外侧面为与支撑结构100相对应外侧壁相适配的表面。当支撑结构为方形梁时，浮动块32的外侧面也为平面。

这样，浮动块32跟随螺栓31前后运动，当螺栓向前运动到浮动块32与支撑结构100侧壁抵靠时，因浮动块32具有与支撑结构100相适配的外表面，有利于浮动块32与支撑结构100接触的稳定性，而且浮动块不随螺栓转动而转动，即使此时螺栓31继续转动，支撑结构100也仅承受横向力，而不承受扭力，即浮动块与支撑结构100之间不转动，二者之间无相对摩擦力，进而降低了螺栓锁紧对支撑结构100的磨损。

具体地，浮动块32具有阶梯孔，自外向内阶梯孔包括小径孔和大径孔，需要说明的是，此处将远离支撑结构的一侧定义为外，相应靠近支撑结构的一侧为内。螺栓的内端部313活动套设于大径孔内部，小径孔为内螺纹孔，其具有与螺栓的外螺纹配合的内螺纹部，螺栓31的螺杆段具有环形槽311，安装时，螺栓31的内端部313旋入大径孔内部，小径孔段卡入环形槽311内部。浮动块32的小径孔内壁与螺栓31的环形槽之间留有微小的间隙进行浮动，当螺栓顶紧后，间隙消除，进入锁紧状态。

该浮动块32通过环形槽311方式卡装于螺栓内端部，结构简单。另外，螺栓的内端面可以为弧形表面312，可以减小螺栓与浮动块32之间的摩擦力，降低螺栓旋转所需动力。

因用于轨道列车车体组装的工装系统具有上述辅助设备，故该工装系统也具有辅助设备的上述技术效果。

工装系统的其他结构请参考现有技术，本文不做限定。

以上对本发明所提供的一种用于轨道列车车体组装的定位工装进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。