本發(fā)明涉及一種高度可調(diào)的電動(dòng)支柱，是船舶制造數(shù)字化柔性工裝的基本單元，用于支撐平面結(jié)構(gòu)和曲面結(jié)構(gòu)，用于替代傳統(tǒng)的胎架。
背景技術(shù)：
在船舶制造過程中，一道很重要的工序是分段制造，所謂分段是指將整體船以運(yùn)輸能力為限縱橫切成數(shù)塊為單體制造單元，在車間內(nèi)進(jìn)行分段制造，最后移到船塢進(jìn)行總裝。分段制造由外船板開始，首先將按照要求制造完成的曲面板放置在胎架上進(jìn)行拼接，然后再進(jìn)行骨架的焊接，最后是內(nèi)裝修，在完成骨架焊接前，鋼板的剛性較低，需要在胎架上進(jìn)行支撐，需要保證胎架的支撐曲面與曲面分段的曲面形狀基本吻合，才能進(jìn)行拼接，保證曲面分段的穩(wěn)定性以及焊接后的小誤差。傳統(tǒng)胎架支撐方式，需要大量的胎架來滿足不同分段曲面的需求，同時(shí)耗費(fèi)人力物力財(cái)力，現(xiàn)今使用廣泛的是支柱式胎架，其原理是將曲面用離散點(diǎn)的方式進(jìn)行表達(dá)，然后在每個(gè)離散點(diǎn)處設(shè)置一個(gè)支柱，支柱的高度按需要制作，固定不可調(diào)，支柱架設(shè)固定焊接在支座或焊接平臺(tái)上，無法適用不同船型，更換船型時(shí)或換地兒或拆除重來造成浪費(fèi)，或者采用螺桿由人工調(diào)節(jié)高度，調(diào)節(jié)準(zhǔn)確性人為決定，調(diào)節(jié)工作量大，不能滿足現(xiàn)代數(shù)字化造船的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于曲面分段支撐的電動(dòng)支柱，該支柱由底座、力傳感器、螺旋伸縮筒、上部插接筒、插接桿和萬(wàn)向頂托座等組成。底座為基礎(chǔ)座，上面聯(lián)結(jié)有力傳感器，力傳感器上聯(lián)結(jié)有上部插接筒，上部插接筒的上端插接口中插接螺旋伸縮筒，螺旋伸縮筒上面聯(lián)結(jié)萬(wàn)向頂托座，當(dāng)需要更高的支撐高度時(shí)，螺旋伸縮筒上可聯(lián)結(jié)插接桿，萬(wàn)向頂托座聯(lián)結(jié)在插接桿的上端。上部插接筒的一端為法蘭盤，與力傳感器通過法蘭聯(lián)結(jié)，另一端為套筒，套筒內(nèi)孔與套筒同軸，用來支撐螺旋伸縮筒。螺旋伸縮筒由活塞、筒體、電機(jī)、螺桿、螺母等組成，電機(jī)與螺桿通過聯(lián)軸節(jié)或傳動(dòng)裝置聯(lián)結(jié)，螺桿與螺母旋合，螺母固定在活塞的末端，活塞套在筒體內(nèi)，螺桿經(jīng)軸承固定在筒體上，位于筒體的中心，螺桿的軸向運(yùn)動(dòng)受筒體約束，轉(zhuǎn)動(dòng)受電機(jī)的控制，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于螺桿軸向固定，與其配合的螺母帶動(dòng)著活塞在筒體內(nèi)上下移動(dòng)，即調(diào)節(jié)著電動(dòng)支柱的支撐高度。活塞的端部有孔，孔的軸線與活塞的軸線同軸，方便在活塞上聯(lián)結(jié)插接桿或者萬(wàn)向頂托座，在插接桿的端部有同樣尺寸和位置的孔，便于聯(lián)結(jié)萬(wàn)向頂托座。
附圖說明
圖1是電動(dòng)支柱的半剖視圖。其中，1.底座；2.力傳感器；3.上部插接筒；4.螺旋伸縮筒；5.插接桿；6.萬(wàn)向頂托座
具體實(shí)施方式
圖1是電動(dòng)支柱的半剖視圖，力傳感器(2)通過法蘭與底座(1)以及與上部插接筒(3)進(jìn)行聯(lián)結(jié)，力傳感器用于監(jiān)測(cè)電動(dòng)支柱的載荷，尤其是當(dāng)其支撐點(diǎn)的曲面法向不在鉛垂方向上時(shí)，電動(dòng)支柱將會(huì)承受水平負(fù)載，對(duì)于懸臂結(jié)構(gòu)的電動(dòng)支柱而言，懸臂越長(zhǎng)支柱上各環(huán)節(jié)所述的彎矩越大，意味著其載荷可能會(huì)超出其能力所限，力傳感器在出現(xiàn)超載情況下適時(shí)發(fā)訊，以自我保護(hù)，力臂短時(shí)，以鉛垂方向的縱向載荷為主要限制對(duì)象，力臂長(zhǎng)時(shí)，彎矩為主要限制對(duì)象，力傳感器可以測(cè)得縱向載荷和彎矩，通過彎矩和行程還可以間接得到橫向載荷，同時(shí)因彎矩是具有方向的，所以還可以得到彎矩的方向；上部插接筒(3)的另一端為套筒，套筒內(nèi)孔與套筒同軸，套筒用于聯(lián)結(jié)螺旋伸縮筒(4)，螺旋伸縮筒(4)的筒體外圓柱面的末端上包括一個(gè)臺(tái)肩，臺(tái)肩的兩端之一端為螺旋伸縮筒(4)的筒體的端部，另一端包含相對(duì)較長(zhǎng)的圓柱面，在這一端鄰近臺(tái)肩處包括一個(gè)外徑尺寸與套筒內(nèi)孔同尺寸間隙配合的短圓柱面，(4)螺旋伸縮筒可以方便的插入或拔出于上部插接筒(3)，以便于螺旋伸縮筒(4)插入端末端的電機(jī)等維護(hù)維修，為了保證配合精度，同時(shí)插接時(shí)不會(huì)發(fā)生卡阻現(xiàn)象便于插接，螺旋伸縮筒(4)與上部插接筒(3)聯(lián)結(jié)的配合面包括兩個(gè)相距一定距離的同軸圓柱面，其一在上部插接筒(3)插入端(即上端入口處)和螺旋伸縮筒(4)的臺(tái)肩根部為較大尺寸的間隙配合面，另一個(gè)在上部插接筒(3)距離插入端較遠(yuǎn)的深入端(內(nèi)孔深處)和螺旋伸縮筒(4)的距離臺(tái)肩較遠(yuǎn)的插入端為較小尺寸的間隙配合面，亦即入口端尺寸大于深入末端尺寸，這樣的結(jié)構(gòu)還應(yīng)用在螺旋伸縮筒(4)與插接桿(5)或萬(wàn)向頂托座(6)的配合結(jié)構(gòu)中；螺旋伸縮筒由活塞、筒體、電機(jī)、螺桿、螺母等組成，活塞同軸套在螺旋伸縮筒(4)筒體由導(dǎo)向元件滑動(dòng)配合支撐，活塞的一端還有一組滑動(dòng)鍵卡在螺旋伸縮筒(4)筒體內(nèi)的滑槽內(nèi)，使得活塞除了具有軸向移動(dòng)自由度外，其他自由度收到了限制，活塞為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)固定由螺母，以及在其內(nèi)穿行的螺桿，螺桿同軸固定在螺旋伸縮筒(4)中，其一端由軸承支撐在螺旋伸縮筒(4)筒體的一端，另一端懸伸在螺旋伸縮筒(4)的活塞內(nèi)，軸承限制了螺桿的除繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度外的所有自由度，且螺桿與電機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)聯(lián)結(jié)，螺桿的旋轉(zhuǎn)由電機(jī)控制，螺母旋合在螺桿上，螺母的外形與活塞緊密配合通過鍵、壓蓋固定在活塞的一端與活塞成為一體，螺母旋合在螺桿上受螺桿支撐，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，與螺桿配合的螺母驅(qū)動(dòng)著活塞上下運(yùn)動(dòng)，即可調(diào)節(jié)電動(dòng)支柱的支撐高度，活塞為中空結(jié)構(gòu)，其軸線與活塞的軸線同軸，萬(wàn)向頂托座(6)的軸頸和插接桿末端的軸頸同時(shí)與活塞端部的孔徑同尺寸間隙配合，這樣既可將萬(wàn)向頂托座(6)插接在螺旋伸縮筒(4)上，亦可將插接桿(5)連接在螺旋伸縮筒(4)與萬(wàn)向頂托座(6)之間，實(shí)現(xiàn)階梯大行程調(diào)節(jié)，電機(jī)固定在螺旋伸縮筒(4)筒體一端的外部，外部的電機(jī)受上部插接筒(3)的保護(hù)，螺旋伸縮筒(4)插接在上部插接筒中，當(dāng)電機(jī)、減速機(jī)以及極限開關(guān)等出現(xiàn)故障時(shí)，只需從上部插接筒中抽出螺旋伸縮筒即可維修故障元件。