CN114770439A - 一种用于曲面件的柔性多点支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，包括：底座机构、支撑机构和定位机构，所述支撑机构由若干结构相同的支撑部组成，且支撑部呈离散矩阵式分布在底座机构上。所述支撑机构采用多点主动支撑机构、多点二级支撑机构以及联动支撑机构，在多点主动支撑机构的基础上还设有可重构形面机构。本发明所提供的用于曲面件的柔性多点支撑装置能够根据不同结构类型的曲面工件采取柔性支撑方式，不仅能够克服曲面工件因自重产生的变形问题，同时能够为曲面工件提供可靠稳定的支撑。

Description

一种用于曲面件的柔性多点支撑装置

技术领域

本发明属于机械加工支撑装置技术领域，具体涉及一种用于曲面件的柔性多点支撑装置。

背景技术

近年来，机械加工技术得到快速发展，各工程领域对复杂曲面工件的需求量也逐渐在增大，而随着复杂曲面工件的加工工艺也日趋成熟，人们对曲面工件的加工精度要求也越来越高。为得到形状精度与尺寸精度均满足良好及以上要求的刚性曲面件，曲面工件在生产流水线上需要经过加工、切割、焊接、质量表征、精度测量等多个工艺工序后方可下线，为了顺利且高效的完成这些工序，曲面工件需要在各工序位置之间进行转移运输，而由于曲面工件自身存在的结构特点，在对其进行转移运输的过程中，如何进行稳定、可靠的支撑是需要重点考虑的问题。

由于生产需求的不同，加工成型的曲面工件的刚性、质量以及曲率等均存在较大差异。例如：1)弱刚性的曲面件由于受自重影响极易产生变形，在运输过程中需要支撑装置贴合工件表面以减弱变形问题；2)大质量刚性曲面件由于惯性较大，需要支撑装置对其进行装夹、固定，以实现对其稳定地支撑运输；3)薄厚不同造成质量不均的刚性曲面则需要综合考虑其不同位置的不同特性，实现有针对性的支撑；4)大曲率刚性曲面，则需要考虑因曲率造成的相邻位置的高度差问题，以实现对工件的稳定支撑。

针对上述不同形态曲面工件，现有技术通常采用曲面件成形制造实体模具对其进行支撑，虽然成形制造实体模具能够与对应的曲面模具很好的贴合且支撑稳定，但是其使用局限性很大，基本上是一件一模具一支撑，无法实现通用化要求，造价昂贵，也无法满足数字化生产的需要。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，所述装置能够根据不同结构类型的曲面工件采取柔性支撑方式，不仅能够克服曲面工件因自重产生的变形问题，同时能够为曲面工件提供可靠稳定的支撑。

结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，包括：底座机构、支撑机构和定位机构，其特征在于：

所述支撑机构由若干结构相同的支撑部组成，且支撑部呈离散矩阵式分布在底座机构上。

进一步地，所述支撑机构为多点主动支撑机构；

所述多点主动支撑机构由若干结构相同的多点主动支撑单元组成，所述多点主动支撑单元呈离散矩阵式分布在底座机构上；

所述多点主动支撑单元由第一支撑软头、第一螺旋筋、第一螺纹杆以及第一螺纹驱动部组成，其中：

所述第一螺纹驱动部固定安装在底座机构底板上，第一螺纹驱动部内部设有与第一螺纹杆配合连接的螺纹套，以及与螺纹套驱动连接的第一驱动源，所述第一螺纹杆顶部通过所述第一螺旋筋与第一支撑软头相连。

进一步地，所述支撑机构为多点主动支撑机构；

所述多点主动支撑机构由若干结构相同的多点主动支撑单元组成，所述多点主动支撑单元呈离散矩阵式分布在底座机构上；

所述多点主动支撑单元由第一螺纹杆和第一螺纹驱动部组成，所述第一螺纹驱动部固定安装在底座机构底板上，第一螺纹驱动部内部设有与第一螺纹杆配合连接的螺纹套，以及与螺纹套驱动连接的第一驱动源；

所述柔性多点支撑装置还包括：可重构形面机构；

所述可重构形面机构由横向拉簧、纵向拉簧、拉簧铰座组件、十字铰以及磁铁组成，其中：

若干所述横向拉簧沿水平横向在同一水平面内平行设置，若干所述纵向拉簧位于横向拉簧上方，并垂直于横向拉簧设置，所述第一螺纹杆顶部与所述横向拉簧对应连接，所述纵向拉簧通过十字铰分别在与横向拉簧垂直交叉位置与横向拉簧相连，所述磁铁分别对应安装在横向拉簧与纵向拉簧垂直交叉位置正上方，并固定在十字铰顶部。

更进一步地，所述拉簧铰座组件由摆头支座、固定螺钉以及主拉簧铰座组成，其中：

所述摆头支座底部与多点主动支撑单元的顶部固定连接，摆头支座顶部开有U形凹槽，横向拉簧穿过所述主拉簧铰座中孔并相对固定，主拉簧铰座置于摆头支座顶部的U形凹槽内，主拉簧铰座两侧通过所述固定螺钉与摆头支座连接。

进一步地，所述支撑机构为多点二级支撑机构；

所述多点二级支撑机构由若干结构相同的多点二级支撑单元组成，且所述多点二级支撑单元呈离散矩阵式分布在底座机构上；

所述多点主动支撑单元由位于下方的二级主动支撑组件和位于上方的二级被动支撑组件组成，其中：

所述二级主动支撑组件由第二螺纹杆和第二螺纹驱动部组成，所述第二螺纹驱动部固定安装在底座机构的底板上，第二螺纹驱动部内部设有与第二螺纹杆配合连接的螺纹套，以及与螺纹套驱动连接的第二驱动源；

所述二级被动支撑组件与二级主动支撑组件共轴线设置，由被动支撑杆、被动支撑弹簧、第二支撑软头和第二螺旋筋组成，所述被动支撑杆的下端套装在第二螺纹杆上端的套管结构内，被动支撑弹簧套装在被动支撑杆外侧，被动支撑弹簧底部顶靠限位于第二螺纹杆上端的套管结构的顶部外沿上，被动支撑弹簧顶部顶靠限位于被动支撑杆顶部外沿底面上，被动支撑杆顶部通过所述第二螺旋筋与第二支撑软头相连。

进一步地，所述支撑机构为多点二级支撑机构；

所述多点二级支撑机构由若干结构相同的多点二级支撑单元组成，且所述多点二级支撑单元呈离散矩阵式分布在底座机构上；

所述多点主动支撑单元由位于下方的二级主动支撑组件和位于上方的二级被动支撑组件组成，其中：

所述二级主动支撑组件由第二螺纹杆和第二螺纹驱动部组成，所述第二螺纹驱动部固定安装在底座机构的底板上，第二螺纹驱动部内部设有与第二螺纹杆配合连接的螺纹套，以及与螺纹套驱动连接的第二驱动源；

所述二级被动支撑组件与二级主动支撑组件共轴线设置，由被动支撑杆、被动支撑弹簧、第二支撑软头和第二螺旋筋组成，所述被动支撑杆的下端套装在第二螺纹杆上端的套管结构内，被动支撑弹簧套装在被动支撑杆外侧，被动支撑弹簧底部顶靠限位于第二螺纹杆上端的套管结构的顶部外沿上，被动支撑弹簧顶部顶靠限位于被动支撑杆顶部外沿底面上，被动支撑杆顶部通过所述第二螺旋筋与第二支撑软头相连。

进一步地，所述支撑机构为联动支撑机构；

所述联动支撑机构由若干结构相同的联动支撑单元组组成，且所述联动支撑单元组呈离散矩阵式分布在底座机构上；

所述联动支撑单元组由位于下方的联动升降组件、位于中间的联动支撑板以及位于上方的联动被动支撑单元组成，其中：

若干所述联动被动支撑单元呈离散矩阵式分布安装在联动支撑板上表面，所述联动升降组件安装在联动支撑板下表面，所述联动升降组件下端安装在底座机构下层的底板上，其上端可穿过底座机构上层的顶板；在所述联动升降组件的升降驱动下，通过联动支撑板带动联动被动支撑单元升降运动，以调整其支撑高度位置。

更进一步地，所述联动被动支撑单元由联动支撑座、联动支撑弹簧、联动弹簧支撑杆、球头、固定螺帽、摇杆、第三螺旋筋以及微型吸盘组成，其中：

所述联动支撑座底部固定在联动支撑板上，联动支撑弹簧沿竖直方向置于联动支撑座内，联动弹簧支撑杆竖直设置，联动弹簧支撑杆的下端穿过联动支撑座顶部开口，顶靠在联动支撑弹簧顶部，联动支撑弹簧底部顶靠在联动支撑座内侧底部，所述球头置于联动弹簧支撑杆顶部的球面凹槽内，并通过所述固定螺帽安装在联动弹簧支撑杆顶部，所述球头在联动弹簧支撑杆顶部相对转动，所述摇杆底端与球头连接，所述第三螺旋筋在摇杆的下端，所述微型吸盘安装在摇杆的顶部。

更进一步地，所述联动升降组件由若干联动升降螺杆和联动螺纹驱动部组成，联动升降螺杆顶部固定在联动支撑板底部，联动升降螺杆底部穿过底座机构底板，联动螺纹驱动部固定在底座机构底板上，联动螺纹驱动部内部设有与联动升降螺杆一一对应配合连接的联动螺纹套，联动螺纹驱动部内部还设有与联动螺纹套驱动链接的联动驱动源。

进一步地，所述定位机构由多个定位销组成，所述定位销竖直设置并可拆卸地安装在底座机构顶板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明所述用于曲面件的柔性多点支撑装置，通过采用离散矩阵式的支撑单元组成的多点支撑机构，可根据实际需要调整支撑形面，实现柔性支撑，实现对不同结构形态的曲面工件进行柔性多点支撑，不仅能够克服曲面工件因自重产生的变形问题，同时支撑效果可靠、稳定，具有极高的适应性。

2、本发明所述用于曲面件的柔性多点支撑装置，采用主动支撑单元构成的多点主动支撑机构，能够实现对壁厚及质量相对均匀分布，且曲率较小的常规型薄壁弱刚性曲面件的有效支承，既能克服曲面工件因自重产生的变形问题，同时能够为曲面工件提供可靠稳定的支撑。

3、本发明所述用于曲面件的柔性多点支撑装置，在多点主动支撑机构的顶部与曲面件之间还增设有可重构形面机构，在多点主动支撑机构的主动支撑驱动下，弹性伸缩形成与曲面件相匹配的可重构形面，并通过其上设置的吸合部(如磁铁)，与曲面件底部表面完美匹配贴合，形成类似于制造实体模具的支撑面结构，进一步提升支撑的可靠度与准确度。

4、本发明所述用于曲面件的柔性多点支撑装置，采用主动支撑单元的基础上增设被动支撑结构，形成包括主动支撑与被动支撑的在内的二级支撑单元构成的多点二级支撑机构，能够实现对壁厚或质量不均曲面工件的有效支撑，其中：对于曲面工件壁薄且质轻的位置通过被动支撑结构即可实现可靠支撑，而对于曲面工件壁厚且质重的位置通过调节主动支撑结构即可实现可靠支撑，针对性更强。

5、本发明所述用于曲面件的柔性多点支撑装置，离散矩阵式的支撑单元均匀划分成若干块，形成联动支撑单元组，并由若干呈矩阵分布的联动支撑单元组构成联动支撑机构，可实现对大曲率曲面工件的有效支撑，由于联动支撑单元组能够一定程度提升支撑的可靠性，能够有效克服大曲率曲面工件因局部存在较大高低差而产生的支撑不稳定为题。

附图说明

图1为本发明实施例一所述支撑装置的整体装配使用结构示意图；

图2为本发明实施例一所述支撑装置中，主动支撑单元结构示意图；

图3为本发明实施例二所述支撑装置的整体装配使用结构示意图；

图4为本发明实施例二所述支撑装置中，可重构形面机构结构示意图；

图5为本发明实施例二所述支撑装置中，可重构形面机构局部结构放大图；

图6为本发明实施例三所述支撑装置的整体装配使用结构示意图；

图7为本发明实施例三所述支撑装置中，可重构形面机构结构示意图；

图8为本发明实施例三所述支撑装置中，可重构形面机构局部结构放大图；

图9为本发明实施例四所述支撑装置的整体装配使用结构示意图；

图10为本发明实施例四所述支撑装置中，二级支撑单元结构示意图；

图11为本发明实施例五所述支撑装置的整体装配使用结构示意图；

图12为本发明实施例五所述支撑装置中，联动支撑单元组结构示意图；

图13为本发明实施例五所述支撑装置中，联动被动支撑单元结构示意图。

图中：

1-底座机构， 2-多点主动支撑机构， 3-定位机构，

4-曲面工件， 5-可重构形面机构， 6-多点二级支撑机构，

7-联动支撑机构；

21-多点主动支撑单元；

51-横向拉簧， 52-纵向拉簧， 53-拉簧铰座组件，

54-十字铰， 55-磁铁， 56-柔性耐热垫；

61-二级主动支撑组件， 62-二级被动支撑组件；

71-联动被动支撑单元， 72-联动升降组件， 73-联动支撑板；

211-第一支撑软头， 212-第一螺旋筋， 213-第一螺纹杆，

214-第一螺纹驱动部； 215-卡套式圆柱接头， 216-柔性保护套；

531-摆头支座， 532-固定螺钉， 533-主拉簧铰座；

611-第二螺纹杆， 612-第二螺纹驱动部；

621-被动支撑杆， 622-被动支撑弹簧， 623-第二支撑软头，

624-第二螺旋筋；

711-联动支撑座， 712-联动支撑弹簧， 713-联动弹簧支撑杆，

714-球头， 715-固定螺帽， 716-摇杆，

717-第三螺旋筋， 718-微型吸盘；

721-联动升降螺杆， 722-联动螺纹驱动部。

具体实施方式

为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

实施例一：

如图1所示，本实施例一公开了一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，包括：底座机构1、多点主动支撑机构2以及定位机构3；其中，所述底座机构1作为整个支撑装置的基座，用于为整个支撑装置提供稳定支撑；多点主动支撑机构2安装在底座机构1上，用于支撑曲面工件4；所述定位机构3安装在底座机构1上，用于实现对所制成的曲面工件4的支撑位置定位。

所述底座机构1分上下两层，包括：位于上侧的顶板和位于下层的底板。

所述多点主动支撑机构2由若干结构相同的多点主动支撑单元组成，且所述多点主动支撑单元呈离散矩阵式分布在底座机构1上，本实施例一中，采用6×6的呈离散矩阵式分布形态，共36个多点主动支撑单元组成的多点主动支撑机构2，所述多点主动支撑单元竖直设置，其下端安装在底座机构1下层的底板上，其上端穿过并伸出底座机构1上层的顶板。

所述定位机构3由两个结构相同的定位销组成，所述定位销竖直固定安装在底座机构1的顶板上，所述定位销可拆卸的安装在底座机构1的顶板表面，可根据待支撑的曲面工件的实际形状尺寸，水平移动定位销的安装位置，并根据待支撑的曲面工件的曲面形态选择不同规格尺寸的定位销，进而实现对曲面工件的精准可靠定位，进而提升多点主动支撑机构2的支撑稳定性。

如图2所示，所述多点主动支撑单元21由第一支撑软头211、第一螺旋筋212、第一螺纹杆213以及第一螺纹驱动部214组成；其中，所述第一螺纹驱动部214固定安装在底座机构1的底板上，第一螺纹驱动部214内部设有螺纹套与第一螺纹杆213配合连接，第一螺纹驱动部214内部还设有第一驱动源与螺纹套驱动连接，在第一驱动源的驱动下，螺纹套旋转进而带动第一螺纹杆213沿轴向上下直线运动，所述第一螺纹杆213底部穿过底座机构1的底板，并在第一螺纹驱动部214的驱动下实现升降运动；所述第一螺纹杆213的顶部通过所述第一螺旋筋212与第一支撑软头211相连，所述第一支撑软头211的顶面为与曲面工件直接接触的柔软面，在第一螺纹杆213的升降带动下，第一支撑软头211能根据对应的曲面工件位置相匹配，直接支撑作用在曲面工件底面上，且随着曲面工件的曲面形态变化，第一支撑软头211与曲面工件支撑时，通过第一螺旋筋212的形变作用，可实现一定范围内的位置调整，以使第一支撑软头211更加贴合曲面工件的底面，实现可靠、精准支撑。

如前所述，如图1所示，本实施例一通过36个结构相同的多点主动支撑单元以6×6的呈离散矩阵式分布形态实现对曲面工件4的支撑，由于曲面工件4的面积较大，故所述定位机构3的两个定位销分别位于底座机构1顶板两端边缘位置，以实现对曲面工件的准确、可靠定位。

本实施例一所述用于曲面件的柔性多点支撑装置，能够实现对壁厚及质量相对均匀分布，且曲率较小的常规型薄壁弱刚性曲面件的有效支承，既能克服曲面工件因自重产生的变形问题，同时能够为曲面工件提供可靠稳定的支撑。

实施例二：

如图3所示，本实施例二公开了一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，包括：底座机构1、多点主动支撑机构2、定位机构3以及可重构形面机构5；本实施例二所述支撑装置在上述实施例一所述支撑装置的基础上增加可重构形面机构5，所述可重构形面机构5设置在多点主动支撑机构2顶部，其底部与多点主动支撑机构2的各多点主动支撑单元相连接，其顶部与曲面工件4的顶面紧密贴合，用于在多点主动支撑机构2与待支撑的曲面工件4之间构成一个与曲面工件4底部形面相匹配的支撑垫状结构，相比于离散的点状支撑，具有更好的支撑稳定性。

如图4和图5所示，所述可重构形面机构由横向拉簧51、纵向拉簧52、拉簧铰座组件53、十字铰54以及磁铁55组成；其中，若干所述横向拉簧51沿水平横向在同一水平面内平行设置，若干所述纵向拉簧52沿水平横向在同一水平面内平行设置，所述纵向拉簧52位于横向拉簧51上方，并垂直于横向拉簧51设置；多点主动支撑单元顶部与所述横向拉簧51对应连接；所述纵向拉簧52通过十字铰54分别在与横向拉簧51垂直交叉位置与横向拉簧51相连；所述磁铁55分别对应安装在横向拉簧51与纵向拉簧52垂直交叉位置正上方，并固定在十字铰54顶部；

所述横向拉簧51的分布密度大于下方多点主动支撑单元的横向分布密度，所述纵向拉簧52的分布密度大于下方多点主动支撑单元的纵向分布密度；在本实施例二中，所述多点主动支撑单元呈6×6的离散矩阵式分布，所述横向拉簧51沿纵向平行分布，每相邻的两根与多点主动支撑单元相连接的横向拉簧51之间设有两根横向拉簧51，横向拉簧51共设有16根；所述纵向拉簧52沿横向平行分布，所述纵向拉簧52位于横向拉簧51上方，且不与多点主动支撑单元相连接，纵向拉簧52与横向拉簧51垂直交叉位置，与多点主动支撑单元正上方位置相错开，在没相连两个多点主动支撑单元之间设有三根纵向拉簧52，纵向拉簧52共15跟；故，所述横向拉簧51与纵向拉簧52构成16×15的拉簧网结构。

如图5所示，所述拉簧铰座组件53由摆头支座531、固定螺钉532以及主拉簧铰座533组成，所述摆头支座531底部与多点主动支撑单元21的顶部固定连接，摆头支座531顶部开有U形凹槽，横向拉簧51穿过所述主拉簧铰座533中孔并相对固定，主拉簧铰座533置于摆头支座531顶部的U形凹槽内，主拉簧铰座533两侧通过所述固定螺钉532与摆头支座531连接，进而实现横向拉簧51通过拉簧铰座组件53与多点主动支撑单元21的连接。

此外，本实施例二与实施例一还存在的不同在于，实施例一中，所述多点主动支撑单元21的第一螺纹杆213顶部是通过第一螺旋筋212安装的第一支撑软头211，用于直接与曲面工件4的底面柔性接触支撑，而本实施例二中，多点主动支撑单元21顶部通过可重构形面机构5为曲面工件4提供支撑，无需与曲面工件4直接接触，且需要与可重构形面机构5的横向拉簧51相连接，故本实施例二中主动支撑单元21的第一螺纹杆213顶部无需设置第一螺旋筋212和第一支撑软头211，而是直接通过拉簧铰座组件53与对应位置的横向拉簧51相连接。

本实施例二所述用于曲面件的柔性多点支撑装置，在多点主动支撑机构2的顶部与曲面工件4之间增设可重构形面机构5，在多点主动支撑机构2的主动支撑驱动下，可重构形面机构5弹性伸缩形成与曲面件相匹配的可重构形面，并通过其上设置的磁铁55与曲面件底部表面完美匹配贴合，形成类似于制造实体模具的支撑面结构，进一步提升支撑的可靠度与准确度。

实施例三：

如图6所示，本实施例三公开了一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，包括：底座机构1、多点主动支撑机构2、定位机构3以及可重构形面机构5；本实施例三所述支撑装置与上述实施例二所述支撑装置类似，均设有可重构形面机构5，本实施例三中，所述座机构1、多点主动支撑机构2、定位机构3和可重构形面机构5之间的位置关系与实施例二相同，但所述可重构形面机构5与实施例二中的结构不同。

如图7和图8所示，所述可重构形面机构5由横向拉簧51、纵向拉簧52以及柔性耐热垫56组成；其中，所述横向拉簧51与纵向拉簧52的结构形态与实施例二相同；所述柔性耐热垫56是采用硅胶或丁腈橡胶等耐热材料制成的具有随形柔性且耐高温的垫状结构。所述柔性耐热垫56包覆在由横向拉簧51和纵向拉簧52组成的拉簧网外侧，使得在外力作用下横向拉簧51、纵向拉簧52延伸或收缩并与柔性耐热垫56同步形变。

实施例二中，横向拉簧51与纵向拉簧52的形变通过若干磁铁55与曲面件相匹配，即由若干“点”重构出曲面件的形面，与实施例二相比，本实施例三中设置的柔性耐热垫56，由一个“面”重构出曲面件的形面，且在外力作用下，柔性耐热垫56的曲率将更加均匀变化，实现可重构形面机构5与曲面件底部表面更加完美匹配贴合，进一步提升支撑的可靠度与准确度。

与实施例二相同的，所述多点主动支撑机构2由若干结构相同的多点主动支撑单元组成，且所述多点主动支撑单元呈离散矩阵式分布在底座机构1上。为了与带有柔性耐热垫56的可重构形面机构5相匹配，本实施例三中，所述多点主动支撑单元21包括：第一螺纹杆213、第一螺纹驱动部214、卡套式圆柱接头215以及柔性保护套216；其中，第一螺纹杆213与第一螺纹驱动部214的结构及连接关系与实施例二相同，不同的是，第一螺纹杆213顶部通过螺纹与卡套式圆柱接头215底部连接，卡套式圆柱接头215顶部与柔性保护套216弹性卡接，所述柔性保护套216固定在柔性耐热垫56的底面上，通过多点主动支撑单元21的升降可带动可重构形面机构5随着曲面件底部表面轮廓均匀变化。

需要说明的是：上述实施例二与实施例三中，均设计采用了可重构形面机构5，该机构除了在本申请实施例二与实施例三中所述，能够实现随着曲面件底部表面轮廓均匀变化，实现与曲面件底部表面完美匹配贴合，形成类似于制造实体模具的支撑面结构，进一步提升支撑的可靠度与准确度的功能以外，该可重构形面机构5的设计，可使得所述用于曲面件的柔性多点支撑装置兼具热成型模具的作用，在能够承受成型负载的同时，能够调控成型不同曲率的纤维复合材料。

实施例四：

如图9所示，本实施例四公开了一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，包括：底座机构1、多点主动支撑机构2、定位机构3以及多点二级支撑机构6。其中，所述底座机构1作为整个支撑装置的基座，用于为整个支撑装置提供稳定支撑；多点二级支撑机构6安装在底座机构1上，用于支撑曲面工件4；所述定位机构3安装在底座机构1上，用于实现对所制成的曲面工件4的支撑位置定位。

所述底座机构1分上下两层，包括：位于上侧的顶板和位于下层的底板。

所述多点二级支撑机构6由若干结构相同的多点二级支撑单元组成，且所述多点二级支撑单元呈离散矩阵式分布在底座机构1上，本实施例一中，采用6×6的呈离散矩阵式分布形态，共36个多点二级支撑单元组成的多点二级支撑机构6，所述多点二级支撑单元竖直设置，其下端安装在底座机构1下层的底板上，其上端穿过并伸出底座机构1上层的顶板。

所述定位机构3由两个结构相同的定位销组成，所述定位销竖直固定安装在底座机构1的顶板上，所述定位销可拆卸的安装在底座机构1的顶板表面，可根据待支撑的曲面工件的实际形状尺寸，水平移动定位销的安装位置，并根据待支撑的曲面工件的曲面形态选择不同规格尺寸的定位销，进而实现对曲面工件的精准可靠定位，进而提升多点二级支撑机构6的支撑稳定性。

如图10所示，所述多点主动支撑单元由位于下方的二级主动支撑组件61和位于上方的二级被动支撑组件62组成，其中：

所述二级主动支撑组件61由第二螺纹杆611和第二螺纹驱动部612组成，所述第二螺纹驱动部612固定安装在底座机构1的底板上，第二螺纹驱动部612内部设有螺纹套与第二螺纹杆611配合连接，第二螺纹驱动部612内部还设有第二驱动源与螺纹套驱动连接，在第二驱动源的驱动下，螺纹套旋转进而带动第二螺纹杆611沿轴向上下直线运动，所述第二螺纹杆611底部穿过底座机构1的底板，并在第二螺纹驱动部612的驱动下实现升降运动；

所述二级被动支撑组件62与二级主动支撑组件61共轴线设置，由被动支撑杆621、被动支撑弹簧622、第二支撑软头623和第二螺旋筋624组成；所述被动支撑杆621的下端套装在第二螺纹杆611上端的套管结构内，被动支撑弹簧622套装在被动支撑杆621外侧，被动支撑弹簧622底部顶靠限位于第二螺纹杆611上端的套管结构的顶部外沿上，被动支撑弹簧622顶部顶靠限位于被动支撑杆621顶部外沿底面上，被动支撑杆621顶部通过所述第二螺旋筋624与第二支撑软头623相连，所述第二支撑软头623的顶面为与曲面工件直接接触的柔软面，第二支撑软头623能根据对应的曲面工件位置相匹配，直接支撑作用在曲面工件底面上，且随着曲面工件的曲面形态变化，第二支撑软头623与曲面工件支撑时，通过第二螺旋筋624的形变作用，可实现一定范围内的位置调整，以使第二支撑软头623更加贴合曲面工件的底面，实现可靠、精准支撑。

所述多点主动支撑单元的支撑原理在于：位于上方的二级主动支撑组件61更适用于曲面工件壁薄质轻位置的支撑，通过曲面工件自身重点作用在二级主动支撑组件61上，通过被动支撑弹簧622的反弹力实现对曲面工件壁薄质轻位置的贴合支撑，弥补其产生的形变；位于下方的二级被动支撑组件62更适用于曲面工件质量较重位置的支撑，通过第二螺纹驱动部612驱动第二螺纹驱动部612上下运动，进而实现对曲面工件质量较重位置的稳定可靠支撑。

本实施例四所述用于曲面件的柔性多点支撑装置，采用主动支撑单元的基础上增设被动支撑结构，形成包括主动支撑与被动支撑的在内的二级支撑单元构成的多点二级支撑机构，能够实现对壁厚或质量不均曲面工件的有效支撑，其中：对于曲面工件壁薄且质轻的位置通过被动支撑结构即可实现可靠支撑，而对于曲面工件壁厚且质重的位置通过调节主动支撑结构即可实现可靠支撑，针对性更强。

实施例五：

如图11所示，本实施例五公开了一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，包括：底座机构1、多点主动支撑机构2、定位机构3以及联动支撑机构7。其中，所述底座机构1作为整个支撑专利的基座，用于为整个支撑装置提供稳定支撑；联动支撑机构7安装在底座机构1上，用于支撑曲面工件4；所述定位机构3安装在底座机构1上，用于实现对所制成的曲面工件4的支撑位置定位。

所述底座机构1分上下两层，包括：位于上侧的顶板和位于下层的底板。

所述联动支撑机构7由若干结构相同的联动支撑单元组组成，且所述联动支撑单元组呈离散矩阵式分布在底座机构1上，本实施例四中，采用3×3离散矩阵式分布形态，共9组联动支撑单元组组成的联动支撑机构7，所述联动支撑单元组竖直设置，其下端安装在底座机构1下层的底板上，其上端穿过并伸出底座机构1上层的顶板。

所述定位机构3由两个结构相同的定位销组成，所述定位销竖直固定安装在底座机构1的顶板上，所述定位销可拆卸的安装在底座机构1的顶板表面，可根据待支撑的曲面工件的实际形状尺寸，水平移动定位销的安装位置，并根据待支撑的曲面工件的曲面形态选择不同规格尺寸的定位销，进而实现对曲面工件的精准可靠定位，进而提升联动支撑机构7的支撑稳定性。

如图12所示，所述联动支撑单元组由位于下方的联动升降组件72、位于中间的联动支撑板73以及位于上方的联动被动支撑单元71组成，其中，若干所述联动被动支撑单元71呈离散矩阵式分布安装在联动支撑板73上表面，本实施例四中，采用3×3离散矩阵式分布形态，共9个联动被动支撑单元71竖直固定安装在联动支撑板73上；所述联动升降组件72安装在联动支撑板73下表面，所述联动升降组件72下端安装在底座机构1下层的底板上，其上端可穿过底座机构1上层的顶板；在所述联动升降组件72的升降驱动下，通过联动支撑板73带动联动被动支撑单元71升降运动，以调整其支撑高度位置。

如图13所示，所述联动被动支撑单元71由联动支撑座711、联动支撑弹簧712、联动弹簧支撑杆713、球头714、固定螺帽715、摇杆716、第三螺旋筋717以及微型吸盘718组成。所述联动支撑座711底部固定在联动支撑板73上，联动支撑弹簧712沿竖直方向置于联动支撑座711内，联动弹簧支撑杆703竖直设置，联动弹簧支撑杆703的下端穿过联动支撑座711顶部开口，顶靠在联动支撑弹簧712顶部，联动支撑弹簧712底部顶靠在联动支撑座711内侧底部，在竖直外力的作用下，联动弹簧支撑杆713与联动支撑弹簧712相互作用，实现被动升降运动，所述球头714置于联动弹簧支撑杆713顶部的球面凹槽内，并通过所述固定螺帽715安装在联动弹簧支撑杆713顶部，所述球头714在联动弹簧支撑杆713顶部相对转动，所述摇杆716底端与球头714连接，所述第三螺旋筋717在摇杆716的下端，所述微型吸盘718安装在摇杆716的顶部；

上述联动被动支撑单元71中，微型吸盘718吸附在曲面工件的底面上，微型吸盘718能根据对应的曲面工件位置相匹配，直接吸附作用在曲面工件底面上，通过球头714的旋转以及第三螺旋筋717的形变作用，可实现一定范围内摆动，进而实现位置调整，以使微型吸盘718随着曲面工件的曲面形态变化与曲面工件可靠吸附，更加贴合曲面工件的底面，实现可靠、精准支撑。

如图11和图12所示，所述联动升降组件72由若干联动升降螺杆721和联动螺纹驱动部722，本实施例四中，所述联动升降螺杆721有四根，且相互平行竖直设置，联动升降螺杆721顶部固定在联动支撑板73底部，联动升降螺杆721底部穿过底座机构1底板，联动螺纹驱动部722固定在底座机构1底板上，联动螺纹驱动部722内部设有与联动升降螺杆721一一对应配合连接的联动螺纹套，联动螺纹驱动部722内部还设有联动驱动源与联动螺纹套驱动链接，在联动驱动源的驱动下，联动螺纹套同步旋转，带动联动升降螺杆721沿轴向同步上下直线运动，所述联动升降螺杆721底部穿过底座机构1的底板，并在联动螺纹驱动部722的驱动下实现升降运动，进而通过联动支撑板73带动联动被动支撑单元71呈水平状上下运动；

本实施例五所述用于曲面件的柔性多点支撑装置，离散矩阵式的支撑单元均匀划分成若干块，形成联动支撑单元组，并由若干呈矩阵分布的联动支撑单元组构成联动支撑机构7，可实现对大曲率曲面工件4的有效支撑，由于联动支撑单元组的支撑高度差范围较大，能够一定程度提升支撑的可靠性，能够有效克服大曲率曲面工件因局部存在较大高低差而产生的支撑不稳定问题。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，包括：底座机构、支撑机构和定位机构，其特征在于：

所述支撑机构由若干结构相同的支撑部组成，且支撑部呈离散矩阵式分布在底座机构上。

2.如权利要求1所述一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，其特征在于：

所述支撑机构为多点主动支撑机构；

所述多点主动支撑机构由若干结构相同的多点主动支撑单元组成，所述多点主动支撑单元呈离散矩阵式分布在底座机构上；

所述多点主动支撑单元由第一支撑软头、第一螺旋筋、第一螺纹杆以及第一螺纹驱动部组成，其中：

所述第一螺纹驱动部固定安装在底座机构底板上，第一螺纹驱动部内部设有与第一螺纹杆配合连接的螺纹套，以及与螺纹套驱动连接的第一驱动源，所述第一螺纹杆顶部通过所述第一螺旋筋与第一支撑软头相连。

3.如权利要求1所述一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，其特征在于：

所述支撑机构为多点主动支撑机构；

所述多点主动支撑机构由若干结构相同的多点主动支撑单元组成，所述多点主动支撑单元呈离散矩阵式分布在底座机构上；

所述多点主动支撑单元由第一螺纹杆和第一螺纹驱动部组成，所述第一螺纹驱动部固定安装在底座机构底板上，第一螺纹驱动部内部设有与第一螺纹杆配合连接的螺纹套，以及与螺纹套驱动连接的第一驱动源；

所述柔性多点支撑装置还包括：可重构形面机构；

所述可重构形面机构由横向拉簧、纵向拉簧、拉簧铰座组件、十字铰以及磁铁组成，其中：

若干所述横向拉簧沿水平横向在同一水平面内平行设置，若干所述纵向拉簧位于横向拉簧上方，并垂直于横向拉簧设置，所述第一螺纹杆顶部与所述横向拉簧对应连接，所述纵向拉簧通过十字铰分别在与横向拉簧垂直交叉位置与横向拉簧相连，所述磁铁分别对应安装在横向拉簧与纵向拉簧垂直交叉位置正上方，并固定在十字铰顶部。

4.如权利要求3所述一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，其特征在于：

所述拉簧铰座组件由摆头支座、固定螺钉以及主拉簧铰座组成，其中：

所述摆头支座底部与多点主动支撑单元的顶部固定连接，摆头支座顶部开有U形凹槽，横向拉簧穿过所述主拉簧铰座中孔并相对固定，主拉簧铰座置于摆头支座顶部的U形凹槽内，主拉簧铰座两侧通过所述固定螺钉与摆头支座连接。

5.如权利要求1所述一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，其特征在于：

所述支撑机构为多点主动支撑机构；

所述多点主动支撑机构由若干结构相同的多点主动支撑单元组成，所述多点主动支撑单元呈离散矩阵式分布在底座机构上；

所述多点主动支撑单元由第一螺纹杆和第一螺纹驱动部组成，所述第一螺纹驱动部固定安装在底座机构底板上，第一螺纹驱动部内部设有与第一螺纹杆配合连接的螺纹套，以及与螺纹套驱动连接的第一驱动源；

所述柔性多点支撑装置还包括：可重构形面机构；

所述可重构形面机构由横向拉簧、纵向拉簧和柔性耐热垫组成，其中：

若干所述横向拉簧沿水平横向在同一水平面内平行设置，若干所述纵向拉簧位于横向拉簧上方，并垂直于横向拉簧设置形成拉簧网，所述纵向拉簧通过十字铰分别在与横向拉簧垂直交叉位置与横向拉簧相连，柔性耐热垫包覆在所述拉簧网外侧，第一螺纹杆顶部通过弹性件连接于柔性耐热垫底部；

所述第一螺纹杆顶部与所述横向拉簧对应连接，所述磁铁分别对应安装在横向拉簧与纵向拉簧垂直交叉位置正上方，并固定在十字铰顶部。

6.如权利要求1所述一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，其特征在于：

所述支撑机构为多点二级支撑机构；

所述多点二级支撑机构由若干结构相同的多点二级支撑单元组成，且所述多点二级支撑单元呈离散矩阵式分布在底座机构上；

所述多点主动支撑单元由位于下方的二级主动支撑组件和位于上方的二级被动支撑组件组成，其中：

所述二级主动支撑组件由第二螺纹杆和第二螺纹驱动部组成，所述第二螺纹驱动部固定安装在底座机构的底板上，第二螺纹驱动部内部设有与第二螺纹杆配合连接的螺纹套，以及与螺纹套驱动连接的第二驱动源；

所述二级被动支撑组件与二级主动支撑组件共轴线设置，由被动支撑杆、被动支撑弹簧、第二支撑软头和第二螺旋筋组成，所述被动支撑杆的下端套装在第二螺纹杆上端的套管结构内，被动支撑弹簧套装在被动支撑杆外侧，被动支撑弹簧底部顶靠限位于第二螺纹杆上端的套管结构的顶部外沿上，被动支撑弹簧顶部顶靠限位于被动支撑杆顶部外沿底面上，被动支撑杆顶部通过所述第二螺旋筋与第二支撑软头相连。

7.如权利要求1所述一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，其特征在于：

所述支撑机构为联动支撑机构；

所述联动支撑机构由若干结构相同的联动支撑单元组组成，且所述联动支撑单元组呈离散矩阵式分布在底座机构上；

所述联动支撑单元组由位于下方的联动升降组件、位于中间的联动支撑板以及位于上方的联动被动支撑单元组成，其中：

若干所述联动被动支撑单元呈离散矩阵式分布安装在联动支撑板上表面，所述联动升降组件安装在联动支撑板下表面，所述联动升降组件下端安装在底座机构下层的底板上，其上端可穿过底座机构上层的顶板；在所述联动升降组件的升降驱动下，通过联动支撑板带动联动被动支撑单元升降运动，以调整其支撑高度位置。

8.如权利要求7所述一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，其特征在于：

所述联动被动支撑单元由联动支撑座、联动支撑弹簧、联动弹簧支撑杆、球头、固定螺帽、摇杆、第三螺旋筋以及微型吸盘组成，其中：

所述联动支撑座底部固定在联动支撑板上，联动支撑弹簧沿竖直方向置于联动支撑座内，联动弹簧支撑杆竖直设置，联动弹簧支撑杆的下端穿过联动支撑座顶部开口，顶靠在联动支撑弹簧顶部，联动支撑弹簧底部顶靠在联动支撑座内侧底部，所述球头置于联动弹簧支撑杆顶部的球面凹槽内，并通过所述固定螺帽安装在联动弹簧支撑杆顶部，所述球头在联动弹簧支撑杆顶部相对转动，所述摇杆底端与球头连接，所述第三螺旋筋在摇杆的下端，所述微型吸盘安装在摇杆的顶部。

9.如权利要求7所述一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，其特征在于：

所述联动升降组件由若干联动升降螺杆和联动螺纹驱动部组成，联动升降螺杆顶部固定在联动支撑板底部，联动升降螺杆底部穿过底座机构底板，联动螺纹驱动部固定在底座机构底板上，联动螺纹驱动部内部设有与联动升降螺杆一一对应配合连接的联动螺纹套，联动螺纹驱动部内部还设有与联动螺纹套驱动链接的联动驱动源。

10.如权利要求1-9中任意一项所述一种用于曲面件的柔性多点支撑装置，其特征在于：

所述定位机构由多个定位销组成，所述定位销竖直设置并可拆卸地安装在底座机构顶板上。

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