1.本发明涉及飞机装配技术领域，尤其涉及一种蒙皮骨架部件的装配型架及其设计方法。


背景技术：

2.目前，飞机的蒙皮骨架部件(例如，飞机壁板、机翼、尾翼等)装配主要利用型架进行装配。
3.传统的固定式型架装配：型架主结构是用硬质钢结构组装，一般是关键部位的卡板控制、定位，以局部小结构组装成大型的结构形式。该型架具有较好的耐久性、尺寸稳定性及设计制造简易性等优点，是现阶段应用的主要型架形式。但是这种结构是根据产品的具体结构定制而成，具有明显的专属特性，不能实现不同尺寸产品互换的可行性，使装配成本较高，尤其在产品研制初期会频繁更改设计，每项设计都需要对装配型架进行更改甚至重新设计，不但提高了设计和装配成本，还严重影响效率。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本发明的第一个目的是提供一种可调式蒙皮骨架部件的装配型架，可以适用不同尺寸的蒙皮骨架部件的装配。
6.本发明的第二个目的是提供一种可调式蒙皮骨架部件的装配型架的设计方法，能够根据蒙皮骨架部件的尺寸快速的得到相应的装配型架。
7.(二)技术方案
8.为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种蒙皮骨架部件的装配型架，包括：
9.计算机，将待装配的蒙皮骨架部件的蒙皮型面分解为多个空间点；
10.支撑部，包括多个支撑单元，多个支撑单元根据所选定的支撑点相对应的分布在x
‑
y平面内，每个支撑单元包括基座、伸缩杆、万向轮、轮驱动部、靶镜和多个伸缩支座，万向轮设置在基座的下侧，能够带动支撑单元在x向和y向移动，伸缩支座设置在基座的下侧，向下伸出能够撑起支撑单元，使万向轮悬空，伸缩杆设置在基座的上侧，在伸缩杆的顶端设有球形支撑头，支撑单元能够通过球形支撑头与待装配的蒙皮骨架部件的蒙皮型面点接触，伸缩杆伸缩能够调整球形支撑头在z向上的位置，轮驱动部设置在基座内用于驱动万向轮，靶镜设置在伸缩杆的固定杆部，用于接收并反射激光；以及
11.定位基准部，定位基准部上设有多个发光组件，每个靶镜对应一个发光组件，发光组件能够通过转动来调整发射激光的角度，以跟踪相对应的靶镜，在支撑部四周的每侧至少设有一个定位基准部，定位基准部与支撑部具有间隔距离，使该侧的支撑单元均处于定位基准部发射的激光范围内；
12.通过计算机控制支撑单元的移动、升降、伸缩杆的伸缩以及发光组件的转动。
13.优选地，支撑单元还包括有水平传感器，伸缩支座将支撑单元撑起后，若水平传感器测提的水平度小于预设标准，则计算机控制调整相对应的伸缩支座的伸出长度，调整支撑单元的水平度。
14.优选地，在球形支撑头的周侧围设有橡胶部，橡胶部的下端与伸缩杆的移动杆部连接，上端与球形支撑头的最高点齐平。
15.优选地，支撑单元还包括自定位装置，能够定位支撑单元在x
‑
y平面内位置，并反馈给计算机。
16.优选地，伸缩支座为三个，且三个伸缩支座呈品字型分布。
17.可选地，伸缩杆为气动伸缩杆或电动伸缩杆；
18.伸缩支座为气动伸缩支座或电动伸缩支座。
19.第二方面，本发明还提供了一种一种蒙皮骨架部件的装配型架的设计方法，包括以下步骤：
20.s1、将待装配的蒙皮骨架部件的模型导入计算机，计算机将待装配的蒙皮骨架部件的蒙皮型面分解为多个空间点，选定部分空间点为支撑点；
21.s2、根据步骤s1中所选定的支撑点的数量，选定相同数量的支撑单元形成支撑部，支撑单元分布在x
‑
y平面内，每个支撑单元包括基座、伸缩杆、万向轮、轮驱动部、靶镜和多个伸缩支座，万向轮设置在基座的下侧，伸缩支座设置在基座的下侧，伸缩杆设置在基座的上侧，在伸缩杆的顶端设有球形支撑头，轮驱动部设置在基座内用于驱动万向轮，靶镜设置在伸缩杆的固定杆部，用于接收并反射激光；
22.s3、在支撑部四周的每侧至少设有一个定位基准部，定位基准部与支撑部具有间隔距离，使该侧的支撑单元均处于定位基准部发射的激光范围内，定位基准部上设有多个发光组件，每个靶镜对应一个发光组件，蒙皮型面分解的各空间点与支撑单元共用同一个定位基准，确定各个空间点和各个支撑单元的球形支撑头的顶端点在同一个空间坐标系内的坐标；
23.s4、根据计算机发出指令，各个支撑单元在x向和y向移动到与支撑点相对应的位置，在支撑单元移动的过程中，发光组件通过转动来调整发射激光的角度，以跟踪相对应的靶镜，伸缩支座向下伸出设定距离使万向轮悬空，伸缩杆能够通过伸缩带动球形支撑头在z向上到达与支撑点相对应的位置，得到所需的装配型架；
24.优选地，在蒙皮型面与骨架所对应的位置，每个骨架梁相对应的位置每隔60
‑
100mm设定一个支撑点，在每个骨架肋相对应的位置相间隔的设定三个支撑点。
25.优选地，支撑单元还设计有水平传感器，伸缩支座将支撑单元撑起后，若水平传感器测得的水平度小于预设标准，则计算机控制调整相对应的伸缩支座的伸出长度，调整支撑单元的水平度。
26.优选地，支撑单元还设计有自定位装置，能够确定支撑单元在x
‑
y平面内的移动量，并反馈给计算机，计算机将自定位的位置确定的移动量与定位基准部确定的支撑单元的移动量进行对比，若误差大于预设误差，则计算机发出提醒。
27.(三)有益效果
28.本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的蒙皮骨架部件的装配型架，包括由多个支撑单元组成的支撑部用于形成与蒙皮型面相匹配的支撑面，在支撑部的四周
每一侧至少设有一个定位基准部，用于对支撑单元进行定位，计算机对支撑单元的移动和调整以及定位基准部的定位进行控制，本实施例中的装配型架通用性强，实现不同尺寸产品互换，各向的移动自由度高，结构相对简单，降低装配成本，尤其在产品研制初期频繁更改设计阶段，能够明显降低设计和装配成本，提高产品设计和装配效率。
29.本发明提供的蒙皮骨架部件的装配型架的设计方法，能够快速的设计不同尺寸、不同型面的蒙皮骨架部件的装配型架，能够实现标准化设计，设计效率高、成本低。
附图说明
30.本发明附图仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。
31.图1是本发明实施例中一种装配型架的结构示意图；
32.图2是图1中装配型架的另一角度结构示意图；
33.图3是本发明实施例中一种定位基准组件的结构示意图；
34.图4是本发明实施例中一种支撑单元的结构示意图；
35.图5是图4中的a部放大示意图；
36.图6是图4中支撑单元的另一角度的结构示意图；
37.图7是图4中支撑单元的又一角度的结构示意图；
38.图8是本发明实施例中一种支撑单元锁止状态的结构示意图；
39.图9是本发明实施例中又一种装配型架的结构示意图。
40.图中：1：支撑部；11：支撑单元；111：基座；112：伸缩杆；113：万向轮；114：伸缩支座；115：靶镜；116：球形支撑头；117：橡胶部；2：定位基准部；21：发光组件。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.实施例一
43.参见图1和图2所示，本发明实施例提供的蒙皮骨架部件的装配型架，包括计算机(图中未示出)、支撑部1和定位基准部2，支撑部1包括多个支撑单元11，多个支撑单元11根据所选定的支撑点相对应的分布在x
‑
y平面内。在支撑部1的四周每一侧至少设置一个定位基准部2，定位基准部2与支撑部1之间的间隔设置，间隔距离1
‑
10m，一般情况2
‑
8m，具体主要根据支撑部1的尺寸而定，以每一侧的定位基准部2能够使该侧的支撑部全部位于定位基准部2发射的激光范围内为准，参见图2所示，图2中的虚线示意的是定位基准部2发射的激光范围，计算机与支撑部1、定位基准部2信号连接，能够向支撑部1、定位基准部2发出指令以及接收其反馈的信号。
44.参见图4
‑
图7所示，支撑单元11包括基座111、伸缩杆112、万向轮113、轮驱动部(图中未示出)、靶镜115和多个伸缩支座114，万向轮113设置在基座111的下侧，能够带动支撑单元11在x向和y向移动，伸缩支座114设置在基座111的下侧，向下伸出能够撑起支撑单元
11，使万向轮113悬空，伸缩杆112设置在基座111的上侧，在伸缩杆112的顶端设有球形支撑头116，支撑单元11能够通过球形支撑头116与待装配的蒙皮骨架部件的蒙皮型面点接触，伸缩杆112伸缩能够调整球形支撑头116在z向上的位置，轮驱动部设置在基座111内用于驱动万向轮113，靶镜115设置在伸缩杆112的固定杆部(固定的一段杆部，用于收纳可伸缩的杆部)，用于接收并反射激光。
45.在对不同尺寸或者不同型面蒙皮骨架部件进行装配时，可以通过调整支撑单元11的数量、位置以及z向高度，从而可以匹配不同的尺寸、不同型面的蒙皮骨架部件，参见图9所示，示例一种不同布置方式的支撑部。
46.参见图3所示，定位基准部2上设有多个发光组件21，优选地，多个发光组件21呈阵列分布，例如，分三排设置，每排为四个发光组件21。每个靶镜115对应一个发光组件21，发光组件21能够通过转动来调整发射激光的角度，以跟踪相对应的靶镜115。在一个优选实施方式中，发光组件21能够在周向的任一方向偏离水平线0
‑
45
°
，例如，向上40
°
发射激光、向下30
°
发射激光、向左发射45
°
或者向右15度发射激光。
47.使用时，将待装配的蒙皮骨架部件的三维模型导入计算机的cad系统(软件)，将待装配的蒙皮骨架部件的蒙皮型面分解为多个空间点，通过定位基准部2对各个支撑单元11进行定位，各个支撑单元11均具有一个位于同一空间坐标系内的空间坐标，蒙皮型面分解的多个空间点与支撑单元11共用同一个定位基准，在各个空间点中选定一部分作为支撑点，通过计算机将各支撑点的空间坐标发送到相对应的支撑单元11，万向轮113带动支撑单元11在x
‑
y平面内移动，到达相对应的位置，参见图8所示，伸缩支座114向下伸出将万向轮113悬空，实现对支撑单元11的止动，若此球形支撑头116的顶端点在z向位置上未达到支撑点的z向位置时，则通过伸缩杆112的伸缩调整球形支撑头116的顶端点在z向上的位置，调整到位后，各个支撑单元11的球形支撑头116的顶端点形成与待装配的蒙皮骨架部件的蒙皮型面相匹配的支撑面，将待装配的蒙皮骨架部件的蒙皮放置在调整好的支撑部1上，支撑单元11通过球形支撑头116与蒙皮点接触，然后将骨架与蒙皮进行装配。需要说明的是，对于骨架的定位及安装可以采用现有技术，例如，利用定位基准部2所提供的定位基准采用激光投影定位，制孔后对将骨架安装在蒙皮，其中，激光投影定位、定位后的制孔以及骨架的安装均为现有技术，在此不再赘述。
48.在调整过程中，若靶镜115与定位基准部2之间发生断开的情况，则计算机可以发出重新连接的指令。在一些优选地实施方式中，每个靶镜115可以设定一个唯一的身份信息，以被定位基准部2识别。若移动后的支撑单元11移出了原定位基准部2的覆盖范围，在各个定位基准部2在同一个计算机控制的情况下，可以移交给其他定位基准部2控制。
49.本实施例中的装配型架通用性强，实现不同尺寸产品互换，各向的移动自由度高，结构相对简单，降低装配成本，尤其在产品研制初期频繁更改设计阶段，能够明显降低设计和装配成本，提高产品设计和装配效率。
50.在一些优选实施方式中，支撑单元11还包括有水平传感器(图中未示出)，水平传感器设置在基座111，伸缩支座114将支撑单元11撑起后，若水平传感器测得的水平度小于预设标准，则计算机控制调整相对应的伸缩支座114的伸出长度，调整支撑单元11的水平度，减少对地面的要求，无需对地面进行特殊的处理或者设置专用的轨道，减少对移动自由度的限制。
51.在一些优选实施方式中，参见图5和图6所示，伸缩支座114为三个，且三个伸缩支座114呈品字型分布。
52.在一些优选地实施方式中，支撑单元11还包括自定位装置(图中未示出)，能够定位支撑单元11在x
‑
y平面内位置，并反馈给计算机。需要说明的是，自定位装置采用现有技术中的定位模块即可，在此不再赘述。
53.在一些优选地实施方式中还可以在伸缩杆的移动杆部或球形支撑头上设置距离传感器，用于检测球形支撑头在z向上的位置，以校验伸缩杆和伸缩支座的z向移动是否准确。
54.若校验得到支撑单元11的位置不准确，则计算机发出提醒，可以重新再对支撑单元进行定位。
55.为了避免损坏蒙皮，在一些优选实施方式中，在球形支撑头116的周侧围设有橡胶部117，橡胶部117的下端与伸缩杆112的移动杆部(能够相对固定杆移动的杆部)连接，上端与球形支撑头116的最高点齐平。当然，在其他一些实施方式中，橡胶部117的上端也可以稍高于球形支撑头116的最高点，高出的距离以橡胶部117与蒙皮接触变形后，使球形支撑头116能够与蒙皮接触为准。
56.在一些优选实施方式中，伸缩杆112为气动伸缩杆或电动伸缩杆。伸缩支座114为气动伸缩支座或电动伸缩支座。需要说明的是，气动伸缩支座或电动伸缩支座其原理和常规有伸缩杆相同，优选地，在下端设置一个尺寸相对较大的支撑块，增加稳定性。
57.还需要说明的是，定位基准部2可以采用激光跟踪仪，万向轮113的驱动及其轮驱动部的结构和原理采用现有技术即可，计算机的cad系统(软件)为现有技术，例如，ug、catia等软件，在此均不再赘述。
58.实施例二
59.本实施例中还提供了一种蒙皮骨架部件的装配型架的设计方法，包括以下步骤：
60.s1、将待装配的蒙皮骨架部件的模型导入计算机，通过计算机中安装的cad系统(软件)将待装配的蒙皮骨架部件的蒙皮型面分解为多个空间点，选定部分空间点为支撑点。优选地，支撑点主要选取在与骨架相对应的位置，即支撑单元要对骨架处的蒙皮进行支撑。在一个优选地实施方式中，在蒙皮型面与骨架所对应的位置，每个骨架梁相对应的位置每隔80mm设定一个支撑点，在每个骨架肋相对应的位置相间隔的设定三个支撑点。一个优选地检测标准为，支撑所支撑的蒙皮变形量不超过0.5mm为佳，若变形量大于0.5mm，则可适当增加支撑单元的数量。
61.s2、根据步骤s1中所选定的支撑点的数量，选定相同数量的支撑单元形成支撑部，支撑单元分布在x
‑
y平面内，支撑单元可以采用上述实施一中任一支撑单元，在此不再赘述。
62.s3、在支撑部四周的每侧至少设有一个定位基准部，定位基准部可以采用实施例一中任一种定位基准部，具体结构在此不再赘述。定位基准部与支撑部具有间隔距离，使该侧的支撑单元均处于定位基准部发射的激光范围内，定位基准部上设有多个发光组件，每个靶镜对应一个发光组件，蒙皮型面分解的各空间点与支撑单元共用同一个定位基准，确定各个空间点和各个支撑单元的球形支撑头的顶端点在同一个空间坐标系内的坐标。定位基准部的数量可以根据支撑部的尺寸增加而增加，但增加后所有定位基准部也优选采用同
一系统(软件)控制，优选地，定位基准部的数量是根据靶镜的数量而定，优选位基准部能够对应20
‑
80个靶镜。
63.s4、根据计算机发出指令，各个支撑单元在x向和y向移动到与支撑点相对应的位置，在支撑单元移动的过程中，发光组件通过转动来调整发射激光的角度，以跟踪相对应的靶镜，伸缩支座向下伸出设定距离使万向轮悬空，伸缩杆能够通过伸缩带动球形支撑头在z向上到达与支撑点相对应的位置，得到所需的装配型架。
64.本实施例蒙皮骨架部件的装配型架的设计方法，能够快速的设计不同尺寸、不同型面的蒙皮骨架部件的装配型架，能够实现标准化设计，设计效率高、成本低。
65.为了提高支撑的稳定性以及装配的准确度，在一些优选地实施方式中，在蒙皮型面与骨架所对应的位置，每个骨架梁相对应的位置每隔60
‑
100mm设定一个支撑点，例如，65mm、70mm、80mm、90mm、95mm，在每个骨架肋相对应的位置相间隔的设定三个支撑点。
66.为了进一步提高装配型架的装配精度，在一优选实施方式中，支撑单元还设计有水平传感器，伸缩支座将支撑单元撑起后，若水平传感器测得的水平度小于预设标准，则计算机控制调整相对应的伸缩支座的伸出长度，调整支撑单元的水平度。例如，若左侧偏低则相应的增加位于左侧或左侧周边的伸缩支座的伸出长度，使其水平。
67.为了校验定位精度，进而提高装配型架的精度，在一些优选实施方式中，支撑单元设计有自定位装置，能够确定支撑单元在x
‑
y平面内的移动量，并反馈给计算机，计算机将自定位的位置确定的移动量与定位基准部确定的支撑单元的移动量进行对比，若误差大于预设误差，则计算机发出提醒，可以重新对支撑单元进行定位和调整。
68.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，不存在方案冲突的情况下，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
69.此外，在不脱离本发明的范围的情况下，对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。