本申请涉及用于施加复合铺设件的设备、系统和方法。一种设备包括：支撑平台；以及多个被动致动器，联接到支撑平台。多个被动致动器中的每一个被动致动器包括轴。轴包括第一轴端以及与第一轴端相对的第二轴端。多个被动致动器中的每一个被动致动器包括联接到第二轴端的夹持器。轴能相对于支撑平台在第一方向上沿线性轴移动轴线自由地移动。轴相对于支撑平台在与第一方向相反的第二方向上沿线性轴移动轴线的移动被自动地阻止。线的移动被自动地阻止。线的移动被自动地阻止。
【技术实现步骤摘要】
用于施加复合铺设件的设备、系统和方法
[0001]本公开总体涉及复合零件的制造，并且更具体地，涉及用于将多层复合材料施加到具有复杂几何形状的表面的设备、系统和方法。
技术介绍
[0002]复合层压件和结构由于其高强度
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重量比、耐腐蚀性和其他有利的性能而得到广泛应用，包括飞机、航天器、旋翼飞机、水运工具、汽车以及其他交通工具和结构的制造。在飞机制造和组装中，这种复合层压件和结构越来越多地用于形成机身、机翼、尾部、蒙皮面板和其他部件。
[0003]航空航天制造商越来越多地使用复合层压件以致力于减重并且提高一些部件的性能。航空航天行业使用的复合层压件通常包括纤维增强复合材料。这种类型的纤维增强复合材料通常包括两种必要的组分，即纤维材料和围绕纤维材料的聚合物基质。用于制造纤维增强复合层压件的常规方法包括在成形工具上顺序地铺设一堆复合板层(例如，多个板层)以形成复合铺设件。可以对复合铺设件施加热和/或压力，以使复合铺设件的基质固结和/或固化成最终的复合层压件。
[0004]复合板层可以采取大的纤维材料片材的形式，该纤维材料片材被拾取并以重叠布置放置在成形工具上以形成复合铺设件。手动放置片材(例如，手动铺设工序)是耗时且劳动密集的，导致高生产成本和低生产率。使大的片材在具有成型的成形表面或其他复杂几何形状的成形工具上适当地成形也可能是困难的。自动板层铺设系统使用机器人和末端执行器来拾取片材并将片材放置在成形工具上。然而，自动板层铺设系统需要使用大量昂贵的资本设备。例如，末端执行器可以包括多个主动致动器，这些主动致动器夹持片材并将片材放置在成形工具上的预定位置处。主动致动器的工作部件增加了末端执行器的成本、重量和复杂性。此外，用于控制每一个主动致动器的位置(例如，延伸)的系统必须在启动自动取放操作之前设置。此外，给定区域上的主动致动器的数量由于主动致动器的尺寸而受限，这限制了末端执行器使片材与成形工具的轮廓精确地共形的能力。
[0005]因此，本领域技术人员继续在复合材料制造领域中进行研究和开发工作。
技术实现思路
[0006]公开了用于施加复合铺设件的设备、被动致动器、用于施加复合铺设件的系统、用于施加复合铺设件的方法、以及用于使复合铺设件成形的方法的实例。以下是根据本公开的主题的可要求保护或可不要求保护的实例的非详尽列表。
[0007]在一实例中，所公开的设备包括支撑平台以及联接到支撑平台的多个被动致动器。多个被动致动器中的每一个被动致动器包括轴。轴包括第一轴端以及与第一轴端相对的第二轴端。多个被动致动器中的每一个被动致动器包括联接到第二轴端的夹持器。轴可以相对于支撑平台在第一方向上沿线性轴移动轴线自由地移动。轴相对于支撑平台在与第一方向相反的第二方向上沿线性轴移动轴线的移动被自动地阻止。
[0008]在一实例中，所公开的被动致动器包括壳体。被动致动器包括联接到壳体上的轴环。被动致动器包括由轴环接收并延伸穿过壳体的轴。被动致动器包括联接到轴的夹持器。轴环响应于轴在第一方向上沿线性轴移动轴线的线性移动而自动地锁定。在轴环被锁定的情况下，轴环实现该轴在第一方向上的进一步线性移动并阻止轴在与第一方向相反的第二方向上沿线性轴移动轴线的线性移动。轴环能选择性地解锁以实现轴在第二方向上的线性移动。
[0009]在一实例中，所公开的系统包括工具。该工具包括工具表面。该系统包括能相对于工具表面定位的支撑平台。系统包括联接到支撑平台的多个被动致动器。多个被动致动器中的每一个被动致动器包括轴。轴包括第一轴端以及与第一轴端相对的第二轴端。多个被动致动器中的每一个被动致动器包括联接到第二轴端的夹持器。轴响应于夹持器与工具表面的接合能相对于支撑平台在第一方向上沿线性轴移动轴线自由地移动。轴相对于支撑平台在与第一方向相反的第二方向上沿线性轴移动轴线的移动被自动地阻止。
[0010]在一实例中，所公开的用于施加复合铺设件的方法包括以下步骤：(1)使用多个被动致动器将复合片材保持在铺设表面上，铺设表面包括第一铺设表面部分以及与第一铺设表面部分不共面的第二铺设表面部分；(2)抵靠铺设表面的第一铺设表面部分放置复合片材的第一片材部分；(3)响应于第一片材部分与第一铺设表面部分的接合而使多个被动致动器的第一部分被动地缩回；(4)抵靠铺设表面的第二铺设表面部分放置复合片材的第二片材部分；以及(5)响应于第二片材部分与第二铺设表面部分的接合而使多个被动致动器的第二部分被动地缩回。
[0011]在一实例中，所公开的用于使复合铺设件成形的方法包括以下步骤：
[0012](1)使用多个被动致动器将复合片材保持在铺设表面上，多个被动致动器中的每一个被动致动器具有延伸长度；(2)使多个被动致动器和铺设表面朝向彼此移动；以及(3)响应于多个被动致动器从延伸长度被动地缩回到缩回长度而使复合片材抵靠铺设表面成形。
[0013]根据本公开的一方面，一种用于施加复合铺设件的设备，该设备包括：
[0014]支撑平台；
[0015]多个被动致动器，联接到支撑平台，其中，多个被动致动器中的每一个被动致动器包括：
[0016]轴，包括第一轴端以及与第一轴端相对的第二轴端；以及
[0017]夹持器，联接到第二轴端，
[0018]其中：
[0019]轴能相对于支撑平台在第一方向上沿线性轴移动轴线自由地移动；并且
[0020]轴相对于支撑平台在与第一方向相反的第二方向上沿线性轴移动轴线的移动被自动地阻止。
[0021]有利地，该设备是这样一种设备，其中，轴在第二方向上的移动选择性地实现。
[0022]优选地，该设备是这样一种设备，其中：
[0023]多个被动致动器中的每一个被动致动器还包括轴环；
[0024]轴由轴环接收；
[0025]轴环实现轴相对于轴环在第一方向上的自由线性移动；并且
[0026]轴环接合轴以自动地阻止轴相对于轴环在第二方向上的线性移动。
[0027]优选地，该设备是这样一种设备，其中，轴环选择性地释放轴以实现轴在第二方向上的线性移动。
[0028]优选地，该设备是这样一种设备，其中：
[0029]多个被动致动器中的每一个被动致动器还包括壳体；
[0030]壳体联接到支撑平台；
[0031]轴环联接到壳体；并且
[0032]轴延伸穿过壳体。
[0033]优选地，该设备是这样一种设备，其中，壳体能相对于支撑平台线性地移动。
[0034]优选地，该设备是这样一种设备，其中，壳体能相对于支撑平台旋转地移动。
[0035]优选地，该设备是这样一种设备，其中：
[0036]支撑平台包括：
[0037]框架；以及
[0038]导轨，联接到框架；
[0039]多个被动致动器中的每一个被动致动器的壳体联接到导轨；并且
[0040]多个被动致动器中的至少一个被动致动器的壳体能相对于导轨沿线性壳体移动轴线线本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于施加复合铺设件(300)的设备(100)，所述设备(100)包括：支撑平台(104)；多个被动致动器(106)，联接到所述支撑平台(104)，其中，所述多个被动致动器(106)中的每一个被动致动器包括：轴(110)，包括第一轴端(114)以及与所述第一轴端(114)相对的第二轴端(116)；以及夹持器(118)，联接到所述第二轴端(116)，其中：所述轴(110)能相对于所述支撑平台(104)在第一方向(122)上沿线性轴移动轴线(120)自由地移动；并且所述轴(110)相对于所述支撑平台(104)在与所述第一方向(122)相反的第二方向(124)上沿所述线性轴移动轴线(120)的移动被自动地阻止。2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述轴(110)在所述第二方向(124)上的移动选择性地实现。3.根据权利要求2所述的设备(100)，其中：所述多个被动致动器(106)中的每一个被动致动器还包括轴环(108)；所述轴(110)由所述轴环(108)接收；所述轴环(108)实现所述轴(110)相对于所述轴环(108)在所述第一方向(122)上的自由线性移动；并且所述轴环(108)接合所述轴(110)以自动地阻止所述轴(110)相对于所述轴环(108)在所述第二方向(124)上的线性移动。4.根据权利要求3所述的设备(100)，其中，所述轴环(110)选择性地释放所述轴(110)以实现所述轴(110)在所述第二方向(124)上的线性移动。5.根据权利要求3所述的设备(100)，其中：所述多个被动致动器(106)中的每一个被动致动器还包括壳体(126)；所述壳体(126)联接到所述支撑平台(104)；所述轴环(108)联接到所述壳体(126)；并且所述轴(110)延伸穿过所述壳体(126)。6.根据权利要求5所述的设备(100)，其中所述支撑平台(104)包括：框架(128)；以及导轨(130)，联接到所述框架(128)；所述多个被动致动器(106)中的每一个被动致动器的所述壳体(126)联接到所述导轨(130)；并且所述多个被动致动器(106)中的至少一个被动致动器的所述壳体(126)能相对于所述导轨(130)沿线性壳体移动轴线(132)线性地移动，所述壳体线性移动轴线沿所述导轨(130)延伸。7.根据权利要求6所述的设备(100)，其中，所述导轨(130)能相对于所述框架(128)沿垂直于所述线性壳体移动轴线(132)的线性导轨移动轴线(134)线性地移动。8.根据权利要求6所述的设备(100)，其中，所述多个被动致动器(106)中的至少一个被
动致动器的所述壳体(126)能相对于所述导轨(130)绕垂直于所述线性壳体移动轴线(132)的旋转壳体移动轴线(136)旋转地移动。9.根据权利要求6所述的设备(100)，其中，所述多个被动致动器(106)中的至少一个被动致动器的所述壳体(126)能相对于所述导轨(130)绕平行于所述线性壳体移动轴线(132)的第二旋转壳体移动轴线(138)旋转...
【专利技术属性】
技术研发人员：纳耶梅，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：
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