[发明专利]用于将托架组装在飞行器结构中的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在结构上组装零部件的定位装置。更具体地，本发明涉及一种设计用于将固定托架组装至飞行器结构上的定位装置。

背景技术

飞行器结构的固定托架用于对所述结构中的系统进行定位以及支承。这些系统是用于电缆的路径或输送各种流体的管道，诸如用作行李架或设备的托架之类的客舱安装元件。

这些托架通常通过铆钉或结构连结件紧固至机身的结构。在商用飞行器，例如宽机体飞机的情况下，这些托架的数量、种类和定位根据由经营所述飞行器的航空公司所选择的装配件选项对于不同的所述飞行器而不相同。因此，所述托架必须根据要求而定位和紧固到所述结构上。所需的定位精度以1毫米为单位。

从现有技术中已知的是：使用激光投影仪来将所述托架的轮廓以所述托架的计划位置而投影到结构上，并且用这种方式便利了负责将所述托架紧固到飞行器结构的团队的工作。但是，这些装置使用起来复杂而且通常不能使得达到所要求的精度等级。主要的困难在于获得投影仪在飞行器结构内的已知并且稳定的定位。实际上，这种投影仪使用来自数字模型的信息以对投影所需校正值进行计算，使得所投影的轮廓与要被定位的对象的轮廓相同，其中，来自数字模型的信息包括托架的几何形状定义以及托架在结构内的位置和定向。这些校正因素特别考虑到了从投影透镜的焦点到投影表面的准确距离，以及光轴与所述表面的法向之间的角度。为此，这些参数必须是完全已知并且能够被确定。

另外，由于飞行器的结构在这个组装阶段布满了结构元件，例如框架、桁条或支架，因此存在有投影仪的下述最佳位置：这些最佳位置提供了通向最大可见体积的通路，即，投影仪的这些显著位置允许最大数量的轮廓被投影到结构上，而不需要通过构成所述结构的元件来遮蔽光束。

根据现有技术，投影仪通常在结构之外放置在三脚架上，其中投影仪相对于这种结构的位置不能够精确地获知。此外，该位置是不稳定的。因此，不能达到所需的精确性。

发明内容

为解决现有技术的这些缺点，本发明提出了一种用于对零部件进行定位以将该零部件组装在飞行器结构中的定位装置，该定位装置包括：

激光投影仪，该激光投影仪能将轮廓投影在表面上；

支承件，该支承件以限定的位置和方向将所述投影仪紧固至飞行器结构；

一组标杆，该一组标杆在投影仪的可见空间内紧固到飞行器结构，使得相对于所述结构对投影仪进行定位。

因此，由于投影仪被直接紧固到刚性结构，投影仪相对于刚性结构的位置是稳定的，即使所述结构经历轻微的变形亦是如此。投影仪的位置通过利用同样紧固到飞行器结构的标杆而精确确定。

该装置可以根据下文所述的各种有利的实施方式来实现，这些有利的实施方式可以被单独的或组合地进行考虑。

有利地，一组标杆包括定位在中央孔或“基准点”中的6个标杆，其中，该中央孔或“基准点”是在构成飞行器结构的元件中预先钻制的。这些中央孔的位置对于所有相同类型的结构而言是相同的。以这种方式，安装被简化并且定位的可变性被减小。使用6个标杆允许在投影仪的空间中完成位置和方向的完整定位。因此，如果要关闭激光束，定期和偶尔地在这些参考标杆上执行重新校准步骤是可能的。

投影仪有利地紧固到具有支承件的结构上。所述支承件有利地通过钳型夹紧装置连接到结构，使得所述支承件是可移除的。为避免在紧固支承件时损坏结构，这些夹紧装置被转矩螺钉控制，其中，这些转矩螺钉的紧固转矩被调节以确保投影仪支承件是不动的而不需要在紧固点处对结构元件进行标记。

有利地，该投影仪具有到计算机的计算机连结部，该计算机包括要被投影的托架的几何形状定义和飞行器结构的几何形状定义。用这种方式，在投影仪和计算机之间建立了对话，以便根据投影仪在飞行器结构的空间内的准确位置来计算出准确的投影校正值。

本发明还涉及一种用于将固定托架组装在飞行器结构中的方法，该方法有利地利用了以上描述的装置，并且该方法包括以下步骤：

a.将根据上述的实施方式中的任一个的装置紧固到飞行器结构；

b．借助于标杆确定投影仪在结构的空间内的准确位置；

c．将要安装的托架的轮廓以托架的最终位置投影到构成结构的元件上；

d.将托架在托架由此限定的位置处组装在结构上。

该方法使得能够将托架紧固在确切位置处，同时显著地减小用于对这些托架进行定位所需的测量时间。

有利地，在步骤“a”中将标杆在所述结构元件中的预先钻制的孔中紧固到所述元件。用这种方式，减小了投影仪的校准时间。