定位工装的制作方法

1.本技术涉及辅助设备技术领域，尤其涉及一种定位工装。


背景技术：

2.目前，大型设备中各部件的组装过程中，通常需要借助定位工装将两个部件之间的安装孔对准，然后再通过螺栓等紧固件将两部件进行组装。现有的定位工装在使用中存在定位精度低或者不容易拆卸等问题，可靠性较差。
3.具体来说，相关技术中通常采用圆柱体穿过待组装件的安装孔来实现对准。为了提高对准精度，圆柱体的外径与待组装件的安装孔之间的间隙较小，但是完成对准作业后，无法将圆柱体从待组装件上拆卸下来，或者在拆卸过程中容易损坏待组装件。为了便于拆卸，只能减小圆柱体的直径，这样就增大了圆柱体的外径与待组装件的安装孔之间的间隙，降低了设备的对准精度。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种定位工装，该定位工装不仅定位精度高，且容易拆卸、操作简便。
5.为此，本技术实施例提供了一种定位工装，用于定位待组装件的安装孔，定位工装包括：导正主体，包括导正柱，导正柱具有沿第一方向延伸的空腔及沿第二方向延伸的活动窗，第一方向为导正柱的轴向，第二方向为导正柱的径向；操作机构，包括沿空腔的轴向可滑动的柱芯，柱芯朝向活动窗的一侧包括固定端；以及支撑机构，可活动地设置于活动窗，支撑机构包括与柱芯的固定端连接的横担以及设置于横担的远离柱芯一端的支撑角架，横担贯穿活动窗；其中，导正柱的外径尺寸小于安装孔的内径尺寸，当柱芯带动横担沿第一方向向内滑动时，支撑角架从活动窗伸出并抵接至安装孔的内壁或者待组装件的端面；当柱芯带动横担沿第一方向向外滑动时，支撑角架从外向内缩回活动窗。
6.在一种可能的实现方式中，支撑角架包括承力柱、第一支杆和第二支杆，承力柱位于活动窗外，且其一端与导正柱连接，另一端与第一支杆铰接连接，第一支杆的远离承力柱一端与第二支杆铰接连接，第二支杆远离第一支杆的一端与横担铰接连接。
7.在一种可能的实现方式中，第一支杆和第二支杆之间形成的支撑夹角 a的取值范围为：20
°
≤a≤180
°
。
8.在一种可能的实现方式中，活动窗沿第一方向的长度尺寸大于或者等于横担沿第一方向的位移。
9.在一种可能的实现方式中，导正柱的具有活动窗的一端形成有与活动窗连通的避让槽，支撑角架位于避让槽的外周侧。
10.在一种可能的实现方式中，导正柱内还设置有与空腔连通的定位腔，导正柱的外周侧沿第一方向还设置有与定位腔连通的第一定位孔和第二定位孔，且第二定位孔位于第一定位孔远离活动窗的一侧；定位工装还包括定位机构，定位机构包括：定位节，定位节的
一端与柱芯铰接，另一端抵接于第一定位孔或者第二定位孔处；以及支撑弹簧，设置于柱芯与定位节之间。
11.在一种可能的实现方式中，当柱芯带动横担沿第一方向向外滑动时，定位节远离柱芯的一端抵接于第二定位孔处；当柱芯带动横担沿第一方向向内滑动时，定位节远离柱芯的一端抵接于第一定位孔处。
12.在一种可能的实现方式中，定位节与第一定位孔或者第二定位孔配合的一端为球面结构。
13.在一种可能的实现方式中，柱芯远离固定端的一端还设置有手柄，手柄上设置有辅助通孔；或者，柱芯远离固定端的一端还设置有磁性固定件。
14.在一种可能的实现方式中，导正主体还包括设置于导正柱的具有活动窗的一端的导正帽，导正帽包括沿远离活动窗的第一方向渐扩设置的曲面，导正帽的最大外径与导正柱的外径相等。
15.根据本技术实施例提供的定位工装，包括导正主体、操作机构和支撑机构，导正主体的导正柱穿入待组装件的安装孔内，通过操作机构带动柱芯沿第一方向往复运动，以使支撑机构可活动地抵接于安装孔的内壁，从而实现对待组装件的精准定位；另外，由于导正柱的外径尺寸小于安装孔的内径尺寸，故组装结束后可以快速方便地将定位工装拆卸下来，操作简便。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。
17.图1示出本技术实施例提供的一种定位工装的结构示意图；
18.图2示出图1所示的定位工装的区域a的局部放大结构示意图；
19.图3示出图1所示的定位工装的侧视结构示意图；
20.图4示出本技术实施例提供的定位工装在风力发电机组中的应用场景示意图。
21.附图标记说明：
22.x、第一方向；y、第二方向；
23.1、导正主体；11、导正柱；111、空腔；112、活动窗；113、避让槽； 114、定位腔；115、第一定位孔；116、第二定位孔；12、导正帽；
24.2、操作机构；21、柱芯；22、手柄；221、辅助通孔；
25.3、支撑机构；31、横担；32、支撑角架；321、承力柱；322、第一支杆；323、第二支杆；
26.4、定位机构；41、定位节；411、球面结构；42、支撑弹簧。
具体实施方式
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.本技术实施例提供了一种定位工装，其可以在满足对准精度的同时，还便于将其从设备上拆卸下来。
29.图1示出本技术实施例提供的一种定位工装的结构示意图。
30.如图1所示，本技术实施例提供了一种定位工装，用于定位待组装件的安装孔，待组装件包括第一部分b1和第二部分b2，定位工装包括：导正主体1、操作机构2和支撑机构3。
31.导正主体1包括导正柱11，导正柱11具有沿第一方向x延伸的空腔111 及沿第二方向y延伸的活动窗112，且活动窗112与空腔111连通；第一方向x为导正柱11的轴向，第二方向y为导正柱11的径向。
32.操作机构2包括沿空腔111的轴向可滑动的柱芯21，柱芯21朝向活动窗 112的一侧包括固定端。
33.支撑机构3可活动地设置于活动窗112，支撑机构3包括与柱芯21的固定端连接的横担31以及设置于横担31的远离柱芯21一端的支撑角架32，横担31贯穿活动窗112。
34.其中，导正柱11的外径尺寸小于安装孔的内径尺寸，当柱芯21带动横担31沿第一方向x向内滑动时，支撑角架32从活动窗112伸出并抵接至安装孔的内壁或者待组装件的端面；当柱芯21带动横担31沿第一方向x向外滑动时，支撑角架32向内收缩回活动窗112。
35.可选地，柱芯21为圆柱结构，且空腔111的横截面与柱芯21的横截面相匹配(横截面与第一方向x垂直)。可选地，柱芯21还可以为棱柱结构，空腔111的横截面与棱柱的横截面相匹配，通过此结构的设计，可以对柱芯21进行限位，防止柱芯21在空腔111内转动，而只能沿空腔111的轴向移动，保证支撑机构3的稳定性。
36.可选地，支撑机构3的数量为两个，两个支撑角架32相对设置于导正主体1的外周侧。
37.在一个示例中，如图1所示，定位工装的导正主体1远离支撑机构3的一端先穿过待组装件的第一部分b1，并与第一部分b1固定；然后将待组装件的第二部分b2的安装孔从导正主体1的靠近支撑机构3的一端穿入，通过相对设置的两个支撑角架32抵接至待组装件的第二部分b2的安装孔内壁，实现两个部分的对准定位。
38.在另一个示例中，定位工装的导正主体1远离支撑机构3的一端先穿过待组装件的第一部分b1，并与第一部分b1固定；然后将待组装件的第二部分b2的安装孔从导正主体1的靠近支撑机构3的一端穿入，穿入过程中通过相对设置的两个支撑角架32实现两个部分的对准定位，最后相对设置的两个支撑角架32抵接至第二部分b2的端面，从而限制第一部分b1和第二部分b2的轴向运动。
39.在一些实施例中，导正主体1还包括设置于导正柱11的具有活动窗112 的一端的导正帽12，导正帽12包括沿远离所述活动窗112的第一方向x渐扩设置的曲面，导正帽12的最大外径与导正柱11的外径相等。导正帽12 具有导入尖端，可以采用渐扩的形式，此时导正帽12为圆锥体结构，导正帽12还可以为光滑过渡的曲面，通过导正帽12可以便于将导正主体1在插入待组装件的安装孔的过程中逐步对准，防止导正主体1磕碰待组装件。导正柱11与导正帽12可以采用分体式结构，也可以采用整体式结构。
40.根据本技术实施例提供的定位工装，包括导正主体1、操作机构2和支撑机构3，导
正主体1的导正柱11穿入待组装件的安装孔内，通过操作机构 2带动柱芯21沿第一方向x往复运动，以使支撑机构3可活动地抵接于安装孔的内壁，从而实现对待组装件的精准定位；另外，由于导正柱11的外径尺寸小于安装孔的内径尺寸，故组装结束后可以快速方便地将定位工装拆卸下来，操作简便。
41.下面结合附图进一步详细描述本技术实施例提供的定位工装的具体结构。
42.图2示出图1所示的定位工装的区域a的局部放大结构示意图，图3示出图1所示的定位工装的侧视结构示意图。
43.如图2和图3所示，支撑角架32包括承力柱321、第一支杆322和第二支杆323，承力柱321位于活动窗112外，且其一端与导正柱11连接，另一端与第一支杆322铰接连接，第一支杆322的远离承力柱321一端与第二支杆 323铰接连接，第二支杆323远离第一支杆322的一端与横担31铰接连接。
44.由此，当柱芯21带动横担31在活动窗112中移动时，横担31带动第二支杆323的端部移动，从而使得第二支杆323与第一支杆322之间的支撑夹角a发生变化，随着第一支杆322和第二支杆323之间支撑夹角a的变小，将支撑角架32不断撑起，用于抵接待组装件的安装孔，随着第一支杆322和第二支杆323之间的支撑夹角a变大，支撑夹角a不断收缩。
45.可以理解的是，支撑角架32还可以没有承力柱321，第一支杆322的一端直接与导正柱11铰接，另一端与第二支杆323的一端铰接，第二支杆323 远离第一支杆322的一端与横担31的端部铰接，同样可以在第一支杆322 和第二支杆323之间形成支撑夹角a，用于对待组装件的安装孔进行支撑定位。
46.在一些实施例中，第一支杆322和第二支杆323之间形成的支撑夹角a 的取值范围为：20
°
≤a≤180
°
。
47.具体的，当第一支杆322和第二支杆323之间的支撑夹角a为180
°
时，第一支杆322和第二支杆323呈一条直线，并且第一支杆322和第二支杆323 均与柱芯21的轴向平行，即与待组装件的安装孔轴向平行。随着支撑夹角 a的角度不断变小，支撑角架32沿径向的尺寸不断变大，用于抵接待组装件的安装孔，当支撑夹角a为20
°
时，支撑角架32沿径向的尺寸达到最大值。
48.进一步地，活动窗112沿第一方向x的长度尺寸大于或者等于横担31 沿第一方向x的位移。如此设置，可以保证横担31在所需范围内沿第一方向x移动，从而保证支撑角架32的有效支撑范围。
49.在一些实施例中，导正柱11的具有活动窗112的一端形成有与活动窗 112连通的避让槽113，支撑角架32位于避让槽113的外周侧。
50.如图1所示，避让槽113的数量与活动窗112的数量匹配，避让槽113 设置于导正柱11的外周侧，用于收纳承力柱321、第一支杆322和第二支杆 323，防止将导正柱11插入待组装件的安装孔过程中，第一支杆322、第二支杆323和承力柱321于待组装件的安装孔发生剐蹭，方便定位工装的拆装。
51.进一步地，避让槽113为设置于导正柱11外周侧的环形，避让槽113 与多个活动窗112均连通。
52.在一些实施例中，导正柱11内还设置有与空腔111连通的定位腔114，导正柱11的外周侧沿第一方向x还设置有与定位腔114连通的第一定位孔115和第二定位孔116，且第二
定位孔116位于第一定位孔115远离活动窗 112的一侧。
53.进一步地，定位工装还包括定位机构4，定位机构4包括：定位节41 和支撑弹簧42。定位节41的一端与柱芯21铰接，另一端抵接于第一定位孔 115或者第二定位孔116处，支撑弹簧42设置于柱芯21与定位节41之间。
54.如图1所示，柱芯21带动定位节41在定位腔114内滑动，当定位节41 的端部抵接于第一定位孔115或者第二定位孔116处时，实现对柱芯21的临时固定。具体的，定位节41倾斜设置，通过支撑弹簧42对定位节41提供弹性支撑，使得定位节41的端部可以抵接于定位腔114的内壁，以便定位节 41的端部插入第一定位孔115或者第二定位孔116中，实现限位。
55.进一步的，当定位节41的端部抵接于第一定位孔115处时，支撑夹角a 为最小值，当定位节41的端部抵接于第二定位孔116处时，支撑夹角a为最大值。
56.本技术实施例中，当柱芯21带动横担31沿第一方向x向外伸出时，定位节41远离柱芯21的一端抵接于第二定位孔116处；当柱芯21带动横担31 沿第一方向x向内缩回时，定位节41远离柱芯21的一端抵接于第一定位孔 115处。
57.当定位节41的端部插入第二定位孔116中时，支撑夹角a的大小为 180
°
，此时第一支杆322和第二支杆323都位于避让槽113内，方便对定位工装进行拆装，当定位节41的端部插入第一定位孔115中时，支撑夹角a 为最小值，此时，支撑角架32的撑开距离最大。在支撑角架32的支撑夹角 a变化时，第二支杆323不会出现与第二方向y平行的情况，防止第二支杆 323与第二方向y平行后角度继续变小而使支撑角架32失去支撑能力的情况。
58.在一些实施例中，定位节41与第一定位孔115或者第二定位孔116配合的一端为球面结构411。第一定位孔115或者第二定位孔116用于收纳定位节41，在将柱芯21插入空腔111中时，可以将定位节41按压进第一定位孔 115或者第二定位孔116，然后将柱芯21穿入空腔111。再将横担31与柱芯 21的另一端焊接，并将支撑角架32与横担31组装为一体。
59.定位节41端部的球面结构411插入第一定位孔115或者第二定位孔116 中，实现对柱芯21进行限位，球面结构411的大小大于第一定位孔115和第二定位孔116的内径，使得定位节41的球面结构411可以部分插入第一定位孔115或者第二定位孔116中，而且定位节41不会穿出第一定位孔115或者第二定位孔116。另外，将定位节41的端部设置成球面结构411，可以在对柱芯21施力时使定位节41的球面结构411脱离第一定位孔115或者第二定位孔116。
60.可选地，定位腔114的宽度与定位节41的最大直径相匹配。定位腔114 可以对定位节41进行限位，使得定位节41的端部可以准确插入第一定位孔 115或者第二定位孔116内。
61.在一些实施例中，柱芯21远离固定端的一端还设置有手柄22，手柄22 上设置有辅助通孔221。如图1所示，辅助通孔221可以通过绳索绑定待组装件第一部分b1，以将定位工装与待组装件第一部分b1固定，然后柱芯 21带动定位节41在定位腔114内滑动，以将待组装件第二部分b2通过支撑机构3进行对准定位。
62.在另一些实施例中，柱芯21远离固定端的一端还设置有磁性固定件 (图中未示出)。磁性固定件通过磁力吸附住待组装件第一部分b1，以将定位工装与待组装件第一部分b1固定，然后柱芯21带动定位节41在定位腔114内滑动，以将待组装件第二部分b2通过支撑机构3进行对准定位。
63.本技术实施例提供的定位工装的使用方法如下：
64.步骤s1：将导正主体1远离导正帽12的一端穿入待组装件第一部分b1 的安装孔中，并通过辅助通孔用绳索绑定在第一部分b1上，或者磁性固定件通过磁力吸附在第一部分b1上，实现定位工装与第一部分b1固定；
65.步骤s2：将导正帽12穿入待组装件第二部分b2的安装孔中，通过柱芯21在空腔111内沿轴向移动带动支撑机构3的横担31移动，横担31带动支撑角架32的支撑夹角变小并使支撑角架32的端部抵接于待组装件第二部分b2的安装孔内壁或者第二部分b2的端面，完成定位工装与待组装件第二部分b2的对正，从而完成待组装件第一部分b1和待组装第二部分的定位；
66.步骤s3：通过螺栓将设备的待组装件的第一部分b1与第二部分b2组装；
67.步骤s4：通过反向移动柱芯21使得支撑角架32的支撑夹角a恢复原来的大小，从而方便将定位工装拆卸；
68.步骤s5：在待组装件第一部分b1和第二部分b2拆卸定位工装后的安装孔中安装螺栓，完成设备的组装。
69.应用场景一
70.图4示出本技术实施例提供的定位工装在风力发电机组中的应用场景示意图。
71.如图4所示，本技术中的定位工装可应用在风力发电机组中，风力发电机组包括塔筒、机舱和叶轮。其中，塔筒与机舱的对接位置、叶轮的轮毂与叶片的对接位置处分别设置有许多安装孔，需要通过定位工装进行定位。以图4所示的轮毂与叶片的对接过程为例，轮毂m的法兰上设置有沿圆周方向间隔分布的多个第一安装孔h1，叶片n的法兰上对应设置有多个第二安装孔h2。首先通过两个定位工装e将轮毂m上的两个第一安装孔h1 与叶片上对应的两个第二安装孔h2进行对准，再将螺栓、螺母等紧固件安装于其余的安装孔中，最后将定位工装拆卸，再将螺栓、螺母等紧固件安装于两个第一安装孔h1和两个第二安装孔h2中，从而实现叶片n与轮毂m的精准对位。
72.具体来说，首先用三个定位工装e的导正柱11穿过轮毂m的第一安装孔h1，然后将定位工装e与轮毂m通过辅助通孔221固定后，再将叶片n靠近定位工装e，操作柱芯21带动定位节41在定位腔114内滑动，以将支撑机构3的支撑角架32抵靠至将叶片n的第二安装孔h2的内壁，实现轮毂m 与叶片n的对正，保证轮毂m与叶片n的定位精度。为了防止轮毂m与叶片n在组装过程中发生晃动，还可以将支撑角架32从第二安装孔h2伸出，并抵接至叶片n的端面，从而限制轮毂m与叶片n的轴向运动。然后将螺栓、螺母安装于其他安装孔内，以将轮毂m与叶片n进行组装。然后操作柱芯21带动定位节41在定位腔114内滑动，收缩支撑角架32，可以拆卸定位工装e。由于第一安装孔h1和第二安装孔h2的内径大于导正柱11的外径，便于组装与拆卸定位工装e。
73.应用场景二
74.本技术中的定位工装还可以应用于设备运输环节中对设备进行临时固定，具体操作方法为：通过导向帽12穿过设备两个部分的用于连接的安装孔，通过柱芯21在空腔111内移动将支撑机构3的支撑角架32撑起，使得支撑角架32对其中一部分进行固定，柱芯21的操作端通过螺栓等工具与设备的另一部分固定，从而完成对设备两部分之间的临时固定，保证设备运输过程中的稳固性，到达运输地点后首先将柱芯21的操作端解除限位，然后通过移动柱芯21使得支撑角架32复位，操作方便。
75.应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。
76.应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在
……
上”、“在
……
以上”和“在
……
之上”，以使得“在
……
上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在
……
以上”或者“在
……
之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。
77.此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。
78.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
79.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。