一种大自重飞机部件出架及姿态转换装置及方法与流程

本发明属于航空工艺装备领域，具体涉及一种大自重飞机部件出架及姿态转换装置及方法。

背景技术：

1、飞机大部件通常包括机身和机翼两类，其主要特点是外形尺寸较大，自重大，零件数量多，装配环节复杂。考虑人机功效，为释放更好的操作空间，一般多采用立式姿态完成架上装配，装配后再转为飞行姿态。为满足大部件产品的装配精度，此类装配工装一般为口字框全包围式结构，将大部件产品整体包含在里面，因此带来两个难题，一是大部件的出架难题，二是出架后如何高效、安全地完成向飞行姿态转换难题。

2、目前的出架方式是先采用吊挂伸入到工装框架内部，然后靠人力在四周搀扶，再由吊车提供动力将大部件吊出工装框架外部，此过程大部件姿态不易控制，存在一定晃动，非常容易造成产品损伤，安全系数较低。目前的转换方式一般有两种方式，一是利用吊车直接带动大部件翻转，此过程操作非常复杂，大部件尺寸和重量都很大，不易控制，需要大量的人力辅助，且存在较大的安全隐患。二是架下托架附带翻转功能，但也需吊车带动产品进行翻转，同样存在的弊端是操作过程繁琐，人力需求量较大。

3、针对上述问题，需要研究一种产品姿态可控、能原地翻转、工人操作简单、安全、方便的出架和姿态转换装置，提高大自重飞机部件出架环节的效率和安全性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种大自重飞机部件出架及姿态转换装置及方法，用以解决现有技术存在的飞机大部件出架、姿态转换的难题。

2、为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

3、一种大自重飞机部件出架及姿态转换装置，包括滑动平台、翻转框架、主支撑柱、辅助支撑臂、铰链转轴、底部托板、产品连接端及基础框架；其中：

4、滑动平台作为滑动支撑基础，安装在基础框架上，通过滑轨副与基础框架构成双向直线滑动连接，并通过手摇绞盘及钢丝绳提供滑动动力，用于将大部件产品滑出基础框架外部，实现大部件产品的出架；翻转框架通过铰链转轴安装在滑动平台的上部，用于承载大部件产品，并配合吊挂实现大部件产品的姿态转换；主支撑柱的下端固联在基础框架上，上端连接到翻转框架的侧面，用于在出架前对翻转框架起到固定支撑的作用；辅助支撑臂安装在翻转框架的两侧，用于出架时对翻转框架的临时辅助支撑，并附带棘轮升降功能，用于支撑臂分离时的位置微调；铰链转轴作为翻转框架的刚性转轴，其固定接头固定安装在滑动平台上，旋转接头固定安装在翻转框架上，用于配合吊挂实现出架后的部件姿态转换；底部托板安装于翻转框架上，用于对大部件产品进行联动升降托举；产品连接端与翻转框架连接，用于与大部件产品进行连接固定。

5、进一步地，所述滑动平台包括滑动框架、滑轨副、手摇绞盘、钢丝绳、吊环；

6、滑动框架由第一矩形钢管、第二矩形钢管、第三矩形钢管、第四矩形钢管、第一方钢管、第二方钢管、第一钢板焊接而成；一对第二矩形钢管设置在一个第一矩形钢管的两端，形成工字型结构；在第一矩形钢管上方垂直设置一对第四矩形钢管，一对第四矩形钢管之间通过第一方钢管连接；第三矩形钢管焊接在第二矩形钢管的端部与第一矩形钢管侧面之间；在第四矩形钢管和第一方钢管的侧面之间分布有多个斜向的第二方钢管；在一对第四矩形钢管的顶部设置有第一钢板，第一钢板带有螺纹孔，用于与滑轨副连接；滑动框架的一对第二矩形钢管通过螺钉安装在滑轨副上，滑轨副一左一右配合使用，实现滑动框架的双向直线滑动，滑轨副的导轨固定安装于基础框架上；手摇绞盘通过螺钉与基础框架形成固定连接，钢丝绳一端连接吊环，另一端连接在手摇绞盘上，吊环固定安装于滑动框架的一对第二矩形钢管端部，手摇绞盘一左一右配合使用，与滑动框架的一对第二矩形钢管连接，作为滑动框架沿滑轨副进行滑动的动力源，并具有自锁功能。

7、进一步地，翻转框架由第五矩形钢管、第六矩形钢管、第七矩形钢管、第八矩形钢管、第九矩形钢管、第二钢板、第三钢板、第四钢板、第五钢板、第六钢板焊接而成，通过铰链转轴安装在滑动平台的上部；

8、第五矩形钢管的两端垂直设置一对第六矩形钢管，一对第六矩形钢管的端部对称设置一对倾斜于第五矩形钢管的第八矩形钢管，一对第八矩形钢管之间通过第七矩形钢管连接；一对第九矩形钢管分别连接在一对第八矩形钢管和第五矩形钢管之间，且与第五矩形钢管垂直；所有矩形钢管相互焊接形成刚性框架结构；一对第二钢板分别固定在一对第八矩形钢管的侧面；在每个第八矩形钢管上均设置一个钢板架，钢板架由第二钢板、第三钢板、第四钢板的端部垂直焊接构成；在每个第六矩形钢管的端部侧面设置第五钢板，在第五矩形钢管的侧面设置第六钢板；第九矩形钢管上带有通孔，用于安装底部托板；第六钢板上制有方孔，用于主支撑柱安装时的躲避；第二钢板、第三钢板、第四钢板与第八矩形钢管焊接成封闭承力区，第五钢板、第六钢板焊接在矩形钢管表面用于局部加强。

9、进一步地，主支撑柱包括第二立柱、铰链支座、第三定位导向座、固定端定位座、滚花定位销；主支撑柱上端通过螺栓连接到翻转框架的侧面；第二立柱为一字型结构，由第三方钢管和设置在其端部的第七钢板焊接而成，第三方钢管上分布有等距减轻孔，两个端部的第七钢板平面上制有螺纹孔并分别用于连接第三定位导向座和转动接头；铰链支座为t型叉耳式结构，正面通过两个竖立的耳片形成槽口，侧面制有定位通孔，作为第二销轴的安装孔，底部制有通过孔，用于连接到基础框架上；第三定位导向座为l型结构，长边上制有定位通孔，用于滚花定位销的位置导向，短边上制有螺栓通过孔，用于安装到第二立柱上；固定端定位座为t型法兰式结构，法兰面中间位置制有定位通孔，与第三定位导向座同轴安装，底部制有螺纹孔，法兰面上制有螺栓沉头通过孔，用于安装到翻转框架上；滚花定位销为阶梯式结构，插到第三定位导向座和固定端定位座的定位通孔中配合使用，用于确定主支撑柱的理论位置，最前端制有螺纹用于将定位销拧紧到固定端定位座上，第二段制有光杆附带导向角，最末端制有直纹滚花作为手持操作端。

10、进一步地，主支撑柱还包括转动接头、第二销轴、防掉落挡板；转动接头为t型结构，立边插入到铰链支座的槽口中，同时立边侧面制有定位通孔，并与铰链支座的定位通孔协调使用，底边制有螺栓通过孔，通过螺栓连接到第二立柱上；第二销轴为阶梯式光轴，通过光轴插入到铰链支座和转动接头的定位孔中使用，端面制有螺纹孔，用于连接防掉落挡板；防掉落挡板为圆形钢板，用螺钉连接到第二销轴的端面上，防止第二销轴脱落。

11、进一步地，辅助支撑臂包括第四立柱、第二接头、第四定位导向座、锁紧销、丝杠；第四立柱作为辅助支撑臂的主承力件，上端端面制有盲孔用于安装棘轮升降器，下部侧面制有通孔作为定位导向孔，同时表面分布方形减轻槽；第二接头为整体机加件，一端为圆弧形并制有精孔用于定位导向，另一端为方形，端面制有盲孔，侧面设有销孔，用于连接丝杠；第四定位导向座为整体机加件，t型结构，上下共件，用于辅助支撑臂的定位，两端分别制有精孔和螺纹孔用于定位锁紧，底面制有通过孔，用于安装到滑动平台和翻转框架上；锁紧销为阶梯式结构，插到第二接头和第四定位导向座的通孔中配合使用，最前端制有螺纹用于将第二接头锁紧到第四定位导向座上，中间段制有光杆并与第四定位导向座预留间隙便于翻转时拆除，最末端制有直纹滚花作为手持操作端，同时端面制有减轻孔；丝杠为阶梯式结构，前端光轴制有光孔，通过圆柱销与第二接头连接，后端制有梯形螺纹用于直线传动，螺纹外圆制有键槽用于限制丝杠旋转。

12、进一步地，棘轮升降器与丝杠配合使用，用于辅助支撑臂拆除时对于第二接头的高度调节；棘轮升降器包括套筒、驱动螺母、导套、套环、拨爪、长手柄、圆柱销、t形键、第三销轴；套筒为阶梯式结构，内部制有导向孔用于丝杠的定位导向，上端制有内置半圆槽用于安装驱动螺母，下部外圆侧制有孔用于安装t形键；驱动螺母为阶梯式结构，内部制有梯形螺纹用于传动，上端制有均布的卡槽用于与拨爪配合使用；导套制有内孔，外径与套筒过盈配合，选用黄铜材料；套环为整体机加件，外形为l型，底边制有通孔与驱动螺母配合使用，立边为叉型结构带有槽口，底面和槽口侧面制有通孔分别用于拨爪和长手柄的安装；拨爪为斜l型结构，一端带有斜爪放置在驱动螺母的卡槽里，另一端通过第三销轴连接在套环上；长手柄为一字型结构，前端制有通孔与套环连接。

13、进一步地，铰链转轴左右各一处，包括固定接头、旋转接头、转轴、挡板、螺钉；固定接头为t型双耳片结构，属承重件，材料选用cr或钢并进行淬火处理，中间制有定位槽口，槽口外端面制有定位通孔，底面制有通孔用于螺栓安装，固定安装于滑动平台上；旋转接头为t型单耳片结构，属承重件，材料选用cr或钢并进行淬火处理，端面制有定位通孔，与固定接头的叉耳通过转轴连接到一起形成转动结构，底面制有通孔用于螺栓安装到翻转框架底面上形成翻转轴；转轴为阶梯式光轴结构，属承重件，材料选用cr或钢并进行淬火处理，通过光轴插入到固定接头和旋转接头的定位通孔中，端面制有螺纹孔用于连接挡板；挡板为圆形钢板，用螺钉连接到转轴的端面上，防止转轴沿轴向窜动。

14、一种大自重飞机部件出架及姿态转换方法，基于所述装置；包括以下步骤：

15、步骤1，拔出滚花定位销，解除第三定位导向座与固定端定位座之间的锁定关系，将主支撑柱与翻转框架分离，随后利用转动接头与铰链支座的连接结构，使主支撑柱绕第二销轴向外侧翻转至非工作位置并放置于地面；

16、步骤2，两人同时摇动手摇绞盘，手摇绞盘卷绕钢丝绳，钢丝绳拉动吊环，带动滑动平台沿滑轨副在基础框架上作直线滑动，从而带动翻转框架以及飞机部件平稳地滑动至基础框架外部，完成飞机部件的出架工作；

17、步骤3，利用棘轮升降器微调高度，通过长手柄驱动拨爪，拨爪拨动驱动螺母在套筒内旋转，带动丝杠升降，以释放锁紧销的应力；随后拔出锁紧销，使第二接头与第四定位导向座脱开，将辅助支撑臂拆除，此过程需厂房吊车介入对飞机部件进行安全保护；

18、步骤4，由吊车吊挂飞机部件，带动产品连同翻转框架绕铰链转轴的转轴旋转，利用固定接头与旋转接头的相对转动，安全、平稳地完成产品的姿态转换；

19、步骤5，待飞机部件姿态转换完成后，将此装置整体移动回理论状态，并使主支撑柱重新复位锁定，开始下一个飞机部件的装配。

20、与现有技术相比，本发明具有以下技术特点：

21、本发明将出架和姿态转换集成于一体，出架过程平稳，大大提高出架和姿态转换的安全性，减少人力资源浪费，提高操作效率，减少专用出架和姿态转换工装的研制，降低成本。