[发明专利]用于在紧固件孔的盲侧上定位螺母的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及在结构壁中紧固件孔的盲侧上定位两件式紧固件组件的第一部件，例如，螺母和螺栓紧固件组件中的螺母，其中不可手动接近或不容易手动接近在该壁的盲侧上的紧固件孔。然后该设备保持该螺母与该紧固件孔对齐，能够使该紧固件组件的螺栓随后从该结构的外部穿过该紧固件孔被插入且在该结构的内部被连接到螺母。

背景技术

在大的组装结构，例如飞机喷气式发动机的壳体结构中，当两件式紧固件组件例如，螺母和螺栓组件，从该结构中的紧固件孔脱落时，用类似的两件式紧固件替换往往非常困难。缺失紧固件组件的紧固件孔往往容易从该结构的外部接近。然而，为了该紧固件孔中组装两件件紧固件组件，也必须从该结构的内部接近该紧固件孔。在该结构没有主要拆卸的情况下从该结构的内部接近该紧固件孔往往是不可能的。

为了解决从结构的内部接近紧固件孔而不需要该结构的主要拆卸的问题，可以开发机器人抓取工具。因为抓取工具移动过壁内表面来定位紧固件部件，例如，由该抓取工具夹持的螺母与该紧固件孔对齐，所以这样的机器人抓取工具将具有夹持该结构的壁的内表面的能力。一旦螺母通过机器人抓取工具与该紧固件孔对齐定位，则螺栓就可以穿过该紧固件孔插入且被旋入该螺母中，以替换从该紧固件孔脱离的紧固件组件。

然而，这样的机器人抓取工具缺点在于，其制造昂贵。此外，机器人抓取工具的尺寸可限制其对如喷气式发动机壳体结构的组装结构内的区域的接近。更进一步地，机器人抓取工具定位紧固件部件与诸如喷气式发动机壳体结构的结构的紧固件孔对齐的操作需要对抓取工具熟练的操作人员。

发明内容

与替换如喷气式发动机壳体结构的组装结构的紧固件孔中松动或缺失的紧固件组件关联的问题是通过本发明的设备及其使用方法克服的。

该设备包括柔性线，其具有带有相反的近端和远端的长度。该柔性线的长度非常足够从紧固件孔穿过该结构内部到达该结构的出入开口。线长度和至少线远端被定尺寸用于从结构外部穿过紧固件孔插入。在使用该设备的方法中，线远端从结构外部穿过紧固件孔被插入，并且然后线长度的一部分穿过紧固件孔被插入。随着线长度的一部分穿过紧固件孔被插入，线远端穿过结构内部移向该结构的出入开口。线远端能够通过重力移动穿过结构内部，或者线远端可以由金属材料构造并且磁力源可以被用于朝向出入开口移动线远端。该线继续从结构外部穿过紧固件孔且然后穿过结构内部，直到线远端穿过结构出入开口到结构外部。

该设备也包括紧固件部件夹持器，其可以接收并夹持紧固件部件，例如螺母和螺栓紧固件组件中的螺母。该夹持器夹持螺母抵抗绕螺母的中心轴线相对于该夹持器的旋转，但允许螺母相对于该夹持器的稍有限的轴向运动。该夹持器具有孔洞，其完全穿过该夹持器延伸且居中在该夹持器中。该夹持器通过插入线远端穿过由该夹持器夹持的螺母且穿过该夹持器孔洞被附接到该线。这样会安装夹持器和由该夹持器夹持的紧固件部件以用于在线长度上滑动运动。该夹持器被定尺寸以穿过该结构的进入开口且穿过结构内部到紧固件孔。

该设备也包括具有前管段的管组件，其被定尺寸，以接收线远端和穿过该管段的线长度的一部分。该管段被推过线长度，以与夹持器接合且由此朝向紧固件孔将该夹持器推过线长度。

该设备也包括永久磁铁或电磁铁或者一些其他的能够从该结构的外部保持紧固件部件夹持器紧贴该结构壁的内表面的吸引装置。在该夹持器定位螺母与紧固件孔对齐的情况下，该夹持器和螺母由该结构外部处的磁铁保持在其紧贴该结构壁的内表面的位置处。在螺母由磁铁保持在其紧贴结构壁内表面的位置中的情况下，管组件和线能够从该结构被移除。然后，两件式紧固件组件中的螺栓能够从该结构的外部穿过紧固件孔被插入且被旋入该结构内部中的螺母内。

随着螺栓被旋入螺母中，螺栓上的转矩将具有旋转在结构壁内表面上的螺母和紧固件部件夹持器的倾向。为了解决这个问题，紧固件部件夹持器提供有从该夹持器径向突出的转矩臂。随着螺母和夹持器在该结构的内部旋转，转矩臂将最终与结构内部的物体(例如，该结构的一部分或结构壁中的另一紧固件)接触。转矩臂与此物体的接合将防止夹持器和由该夹持器夹持的螺母的进一步旋转。此将使螺栓能够向下扭转到由该夹持器夹持的螺母中且从该结构的外部完成螺栓和螺母紧固件组件的组装。

然后，磁铁从该结构的外部被移除，从而使该夹持器能够从该结构内的螺母被移除。然后该夹持器从该结构的内部被移除。