[实用新型]电动支柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高度可调的电动支柱，是船舶制造数字化柔性工装的基本单元，用于支撑平面结构和曲面结构，用于替代传统的胎架。

背景技术

在船舶制造过程中，一道很重要的工序是分段制造，所谓分段是指将整体船以运输能力为限纵横切成数块为单体制造单元，在车间内进行分段制造，最后移到船坞进行总装。分段制造由外船板开始，首先将按照要求制造完成的曲面板放置在胎架上进行拼接，然后再进行骨架的焊接，最后是内装修，在完成骨架焊接前，钢板的刚性较低，需要在胎架上进行支撑，需要保证胎架的支撑曲面与曲面分段的曲面形状基本吻合，才能进行拼接，保证曲面分段的稳定性以及焊接后的小误差。传统胎架支撑方式，需要大量的胎架来满足不同分段曲面的需求，同时耗费人力物力财力，现今使用广泛的是支柱式胎架，其原理是将曲面用离散点的方式进行表达，然后在每个离散点处设置一个支柱，支柱的高度按需要制作，固定不可调，支柱架设固定焊接在支座或焊接平台上，无法适用不同船型，更换船型时或换地儿或拆除重来造成浪费，或者采用螺杆由人工调节高度，调节准确性人为决定，调节工作量大，不能满足现代数字化造船的需求。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于曲面分段支撑的电动支柱，该支柱由底座、力传感器、螺旋伸缩筒、上部插接筒、插接杆和万向顶托座等组成。底座为基础座，上面联结有力传感器，力传感器上联结有上部插接筒，上部插接筒的上端插接口中插接螺旋伸缩筒，螺旋伸缩筒上面联结万向顶托座，当需要更高的支撑高度时，螺旋伸缩筒上可联结插接杆，万向顶托座联结在插接杆的上端。上部插接筒的一端为法兰盘，与力传感器通过法兰联结，另一端为套筒，套筒内孔与套筒同轴，用来支撑螺旋伸缩筒。螺旋伸缩筒由活塞、筒体、电机、螺杆、螺母等组成，电机与螺杆通过联轴节或传动装置联结，螺杆与螺母旋合，螺母固定在活塞的末端，活塞套在筒体内，螺杆经轴承固定在筒体上，位于筒体的中心，螺杆的轴向运动受筒体约束，转动受电机的控制，当电机带动螺杆转动时，由于螺杆轴向固定，与其配合的螺母带动着活塞在筒体内上下移动，即调节着电动支柱的支撑高度。活塞的端部有孔，孔的轴线与活塞的轴线同轴，方便在活塞上联结插接杆或者万向顶托座，在插接杆的端部有同样尺寸和位置的孔，便于联结万向顶托座。

附图说明

图1是电动支柱的半剖视图。其中，1.底座；2.力传感器；3.上部插接筒；4.螺旋伸缩筒；5.插接杆；6.万向顶托座

具体实施方式

图1是电动支柱的半剖视图，力传感器(2)通过法兰与底座(1)以及与上部插接筒(3)进行联结，力传感器用于监测电动支柱的载荷，尤其是当其支撑点的曲面法向不在铅垂方向上时，电动支柱将会承受水平负载，对于悬臂结构的电动支柱而言，悬臂越长支柱上各环节所述的弯矩越大，意味着其载荷可能会超出其能力所限，力传感器在出现超载情况下适时发讯，以自我保护，力臂短时，以铅垂方向的纵向载荷为主要限制对象，力臂长时，弯矩为主要限制对象，力传感器可以测得纵向载荷和弯矩，通过弯矩和行程还可以间接得到横向载荷，同时因弯矩是具有方向的，所以还可以得到弯矩的方向；上部插接筒(3)的另一端为套筒，套筒内孔与套筒同轴，套筒用于联结螺旋伸缩筒(4)，螺旋伸缩筒(4)的筒体外圆柱面的末端上包括一个台肩，台肩的两端之一端为螺旋伸缩筒(4)的筒体的端部，另一端包含相对较长的圆柱面，在这一端邻近台肩处包括一个外径尺寸与套筒内孔同尺寸间隙配合的短圆柱面，(4)螺旋伸缩筒可以方便的插入或拔出于上部插接筒(3)，以便于螺旋伸缩筒(4)插入端末端的电机等维护维修，为了保证配合精度，同时插接时不会发生卡阻现象便于插接，螺旋伸缩筒(4)与上部插接筒(3)联结的配合面包括两个相距一定距离的同轴圆柱面，其一在上部插接筒(3)插入端(即上端入口处)和螺旋伸缩筒(4)的台肩根部为较大尺寸的间隙配合面，另一个在上部插接筒(3)距离插入端较远的深入端(内孔深处)和螺旋伸缩筒(4)的距离台肩较远的插入端为较小尺寸的间隙配合面，亦即入口端尺寸大于深入末端尺寸，这样的结构还应用在螺旋伸缩筒(4)与插接杆(5)或万向顶托座(6)的配合结构中；螺旋伸缩筒由活塞、筒体、电机、螺杆、螺母等组成，活塞同轴套在螺旋伸缩筒(4)筒体由导向元件滑动配合支撑，活塞的一端还有一组滑动键卡在螺旋伸缩筒(4)筒体内的滑槽内，使得活塞除了具有轴向移动自由度外，其他自由度收到了限制，活塞为中空结构，其内固定由螺母，以及在其内穿行的螺杆，螺杆同轴固定在螺旋伸缩筒(4)中，其一端由轴承支撑在螺旋伸缩筒(4)筒体的一端，另一端悬伸在螺旋伸缩筒(4)的活塞内，轴承限制了螺杆的除绕其轴线转动的自由度外的所有自由度，且螺杆与电机通过联轴节联结，螺杆的旋转由电机控制，螺母旋合在螺杆上，螺母的外形与活塞紧密配合通过键、压盖固定在活塞的一端与活塞成为一体，螺母旋合在螺杆上受螺杆支撑，随着电机转动，与螺杆配合的螺母驱动着活塞上下运动，即可调节电动支柱的支撑高度，活塞为中空结构，其轴线与活塞的轴线同轴，万向顶托座(6)的轴颈和插接杆末端的轴颈同时与活塞端部的孔径同尺寸间隙配合，这样既可将万向顶托座(6)插接在螺旋伸缩筒(4)上，亦可将插接杆(5)连接在螺旋伸缩筒(4)与万向顶托座(6)之间，实现阶梯大行程调节，电机固定在螺旋伸缩筒(4)筒体一端的外部，外部的电机受上部插接筒(3)的保护，螺旋伸缩筒(4)插接在上部插接筒中，当电机、减速机以及极限开关等出现故障时，只需从上部插接筒中抽出螺旋伸缩筒即可维修故障元件。