层合板干涉螺接挤压安装的动态监测设备及系统

本发明涉及干涉螺接挤压安装，具体为层合板干涉螺接挤压安装的动态监测设备及系统。

背景技术：

1、根据干涉量不同，分为低干涉量的干涉连接和高干涉量的干涉连接，低干涉量的干涉连接是指采用不引起孔壁结构材料屈服的干涉量，结构孔周围的变形处于弹性范围内，高干涉量的干涉连接是指在航空结构中，采用干涉配合的干涉量大多超过1％，在这种情况下，结构中的应力超过材料的弹性极限，使孔壁附近一定范围内发生塑性变形，由于发生塑性变形的塑性区的胀大，受到相邻弹性区的阻碍，便会在孔边产生残余压应力，从而提高结构抗疲劳能力，达到提高疲劳寿命的效果，干涉螺栓的钉杆直径大于螺接孔的孔径，因此需要采用机械法进行安装，常用的机械安装设备为电磁加载枪，通过利用电磁加载枪在毫秒级的加载时间下即可将干涉螺栓装配至层合板上的结构孔内，在电磁加载枪工作前，需要对搭接板进行紧固定位，避免在干涉螺接时发生偏移。

2、现有技术中，由于高锁螺栓的螺纹部分直径小于其光杆部分的直径以及搭接板表面的孔洞的孔径，且电磁加载设备的冲击头与高锁螺栓的端部也没有相应的限位，使得高锁螺栓插入孔洞内时没有足够的支撑力，并且电磁加载枪的冲击头接触高锁螺栓时产生的冲击力容易使高锁螺栓出现偏移，导致高锁螺栓与层合板之间出现虚空，而且在挤压安装的过程中难以进行动态监测，进而降低后续的干涉配合装配效果。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了层合板干涉螺接挤压安装的动态监测设备及系统，具备可以将高锁螺栓预装进层合板上的孔洞内，并且在冲击时保持对高锁螺栓的压制，降低了高速挤压过程中高锁螺栓的偏移量，同时也能够螺接挤压安装时进行动态监测等优点，解决了冲击头接触高锁螺栓时产生的冲击力会使高锁螺栓出现轻微偏移，而且在挤压安装的过程中难以进行动态监测，进而降低后续的干涉配合装配效果的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：层合板干涉螺接挤压安装的动态监测设备，包括电磁加载组件、固定板和固定架，所述固定架固定在固定板的上端，所述电磁加载组件固定在固定架上，所述固定板的上端设置有两个侧板，两个所述侧板之间共同安装有固定机构；

5、所述固定机构对高锁螺栓光杆部分进行夹紧固定，同时对高锁螺栓的顶部进行限位，所述固定板的上端安装有传动组件，所述传动组件与侧板相连用于将固定机构夹持的高锁螺栓预装进层合板上的孔洞内；

6、所述固定板的上方设置有横板，所述横板的两端分别与两个侧板相对的一侧固定连接，所述固定板的侧壁开设有圆口。

7、优选的，所述固定机构包括双向丝杆，所述双向丝杆的两端均通过滚动轴承与两个侧板转动连接，所述双向丝杆的杆壁上螺纹连接有两个固定块，两个所述固定块的一端均固定连接有弧形块；

8、所述侧板的一侧固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端与双向丝杆的一端固定连接，两个所述侧板之间共同固定连接有横杆，所述固定块通过通孔与横杆的杆壁套接，所述弧形块的下端设置有定位组件，所述定位组件安装在固定块上，两个所述侧板之间固定连接有矩形杆，所述矩形杆与弧形块的上端接触。

9、优选的，所述定位组件包括两个夹持块，两个所述夹持块相对的一端均开设有弧形槽，且弧形槽与弧形块的弧度相同，所述夹持块的一端固定连接有转轴，所述固定块的一端设置有安装部，所述转轴通过滚珠轴承安装部转动连接，所述转轴的上端固定连接有蜗轮，所述蜗轮的一侧啮合有蜗杆，所述蜗杆的侧壁通过多棱孔套接有多棱轴，所述多棱轴的两端均通过滚针轴承分别与两个侧板转动连接，其中一个所述侧板的一侧固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端与多棱轴的一端固定连接，所述固定块的下端固定连接有两个拨叉，两个所述拨叉分别设置在蜗杆的两端。

10、优选的，两个所述固定块上的弧形块之间形成一个穿孔，所述弧形块一侧边角处均设有卡槽，所述卡槽的直径大于穿孔的直径，所述弧形槽内固定连接有传动板，且传动板为弧形结构。

11、优选的，所述传动组件包括多个导向杆，所述固定板的上端与多个导向杆的下端固定连接，两个所述侧板的侧壁均设置有延伸部，且延伸部通过导向孔与导向杆套接，其中一个所述延伸部的一侧设置有固定部，所述固定部固定连接有第一电动推杆，所述第一电动推杆的下端与固定板的上端固定连接。

12、优选的，两个所述侧板之间共同固定连接有两个定向杆，所述安装部的侧壁通过定向孔与定向杆的杆壁套接。

13、优选的，所述横板的上端固定连接有限位杆，所述限位杆的杆壁上套接有滑套，所述滑套的侧壁通过销轴转动连接有两个拉杆，两个所述拉杆的一端均能通过旋转轴分别与两个固定块的一侧转动连接。

14、优选的，所述固定架相对的两端均固定连接有桁架，所述固定架的上端设置有龙门架，所述龙门架的两端均固定连接有矩形板，两个所述桁架分与龙门架两端的矩形板固定连接，所述矩形板的上端固定连接有第二电动推杆，所述第二电动推杆的下端固定连接有连接板。

15、优选的，所述龙门架的下端设置有底板，所述底板的上端安装有横移组件，所述连接板的上端固定连接有两个定位柱，所述矩形板通过圆孔与定位柱的侧壁套接，所述连接板的下端与横移组件的固定座固定连接，所述底板的上端固定连接有工作台。

16、本发明还提供了一种用于层合板干涉螺接挤压安装动态的监测系统，包括检测单元、定位单元和处理器，所述检测单元由高度传感器、水平传感器和多个压力传感器组成，两个所述侧板的上端共同固定安装有顶板，所述高度传感器设置有两个并固定安装在顶板上，所述电磁加载组件的侧壁固定安装有支架，所述支架固定在顶板的上端，所述顶板的中心安装有装配孔，所述装配孔与电磁加载组件的顶杆同轴心设置，所述水平传感器设置有两个并倾斜固定安装在横板的上端；

17、所述多个所述压力传感器对称安装在两个夹持块的侧壁并与传动板的一端接触；

18、所述定位单元由激光定位器和摄像头组成，两个所述侧板的侧壁均通矩形孔分别安装激光定位器和摄像头；

19、所述处理器内设置有动作捕捉?？?、轨迹构建?？?、动态模拟?？楹捅ň？?。

20、(三)有益效果

21、与现有技术相比，本发明提供了层合板干涉螺接挤压安装的动态监测设备及系统，具备以下有益效果：

22、1、本发明在使用的时候，当工作台上的层合板移动至高锁螺栓下方时，第二电动推杆先工作回缩带动矩形板使龙门架和安装在桁架上的监测设备下移，下移后固定板压制层合板，然后启动第一电动推杆回缩使侧板下移，侧板下移后使固定机构夹持的高锁螺栓预装进层合板上的孔洞内，进而能够实现对高锁螺栓进行预装动作，待高锁螺栓插入孔洞内时，固定机构先按照图中的姿态解除对高锁螺栓光杆部分的夹持固定，之后即可启动电磁加载组件工作产生电磁力撞击高锁螺栓的顶部，使其迅速的插入层合板上的孔洞内，并且可以通过安装在监测设备上的监测系统对预装后高锁螺栓的姿态进行数据采集，判断预装的高锁螺栓是否垂直于层合板，避免出现挤压后高锁螺栓倾斜影响螺接的质量。

23、2、本发明设置有的固定机构，在使用时，启动第一电机带动双向丝杆旋转使两个固定块移动，固定块移动时带动弧形块和转轴移动，此时弧形块和夹持块能够同时移动，而且在移动时，拨叉带动蜗杆在多棱轴上滑动，由于蜗杆和蜗轮具有自锁的特性，因此，在固定块移动时，在蜗杆和蜗轮的自锁作用下夹持块不会发生摆动，此时可以将高锁螺栓夹持在卡槽内，如图所示，高锁螺栓的顶部处于卡槽内，且其光杆处夹持在夹持块内的传动板内，如此即可对高锁螺栓进行夹持固定，当高锁螺栓被预装至层合板上的孔洞内后，启动第二电机使多棱轴带动蜗杆旋转，蜗杆旋转带动蜗轮使转轴带动夹持块摆动，夹持块摆动后释放高锁螺栓的光杆部分，此时弧形块继续保持对高锁螺栓顶部的压制，最后启动电磁加载组件工作，使其输出顶杆穿过穿孔撞击高锁螺栓的顶部，即可使高锁螺栓完全进入到层合板上的孔洞内完成干涉螺接，之后启动第二电机使夹持块复位，然后启动第一电机使弧形块和夹持块相对的远离等待夹持下一个高锁螺栓，如此即可实现在进行干涉螺接时始终压制高锁螺栓，避免撞击时高锁螺栓发生偏移，影响对层合板的干涉螺接的质量。

24、3、设置的压力传感器能够在多个方向上对预装后的高锁螺栓进行检测，通过多个压力传感器监测到的数据大小是否接近，判断高锁螺栓在预装过程中是否存在倾斜的状态，通过设置高度传感器检测设备的下移高度，当下移高度达到高度传感器的预设值时第一电动推杆停止工作完成预装动作，在夹持机构释放高锁螺栓的光杆部分时，通过摄像头采集高锁螺栓的姿态图像，并通过处理器再次对采集到的图像进行分析，判断释放后的高锁螺栓姿态是否符合对垂直度的要求，在电磁加载组件完成加载后，再通过水平传感器和激光定位器采集高锁螺栓顶部的高度数据和水平数据，通过处理器再次对完成安装的高锁螺栓的数据进行采集分析，以此判断是否有虚空和倾斜，当分析处有虚空和倾斜时，通过报警?？榉⒊鼍拘畔?，由人工对不符合技术要求的高锁螺栓进行处理，从而能够在干涉螺接的过程中多次对高锁螺栓进行动态监测，提高干涉螺接挤压安装的质量。