本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整工裝，用于衛(wèi)星裝配、測試和試驗過程中衛(wèi)星姿態(tài)的快速準(zhǔn)確調(diào)整。

背景技術(shù)：

為滿足我國衛(wèi)星通信、資源探測、災(zāi)害預(yù)報、海洋監(jiān)察、氣象預(yù)報和微重力研究等方面的需求，要求空間技術(shù)部門能快速研制、生產(chǎn)出各類應(yīng)用衛(wèi)星。在衛(wèi)星的裝配、測試和試驗過程中，需要根據(jù)不同任務(wù)對衛(wèi)星的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整和鎖定。生產(chǎn)廠家一般采用吊車及水平架體對衛(wèi)星的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整和固定。衛(wèi)星吊裝及定位過程容易導(dǎo)致衛(wèi)星與架體產(chǎn)生磕碰，同時需要耗費大量的找正、安裝時間將衛(wèi)星固定在架體上，工人勞動強度大且無法滿足衛(wèi)星生產(chǎn)進(jìn)度要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整工裝，可實現(xiàn)衛(wèi)星的水平方向360°旋轉(zhuǎn)功能及任意位置鎖定功能、豎直支撐高度調(diào)節(jié)功能、水平移動及轉(zhuǎn)向功能、停放狀態(tài)下調(diào)節(jié)水平功能，可有效減少衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整所需時間，降低工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率。具體結(jié)構(gòu)包括衛(wèi)星支架1-1、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2、升降機構(gòu)1-3、支撐架體1-4、水平支撐機構(gòu)1-5和萬向輪1-6。

衛(wèi)星支架1-1包括上連接環(huán)1-1-1、下連接環(huán)1-1-3和若干個支撐桿1-1-2。上連接環(huán)1-1-1及下連接環(huán)1-1-3均為空心圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，上連接環(huán)1-1-1上有若干個與衛(wèi)星接口螺紋孔同軸、且孔徑比螺紋孔徑稍大的通孔，下連接環(huán)1-1-3上均布若干個通孔；支撐桿1-1-2為矩形截面的長條狀結(jié)構(gòu)。

旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2包括旋轉(zhuǎn)手柄2-1、軸承2-2、空心軸2-3、旋轉(zhuǎn)臺體2-4、旋轉(zhuǎn)底座2-5、緊定螺釘2-6、連接板2-7。旋轉(zhuǎn)手柄2-1為一端帶有螺紋的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)；軸承2-2為gb/t301-1995中規(guī)定的推力球軸承；空心軸2-3為外徑稍大于軸承內(nèi)徑的空心圓環(huán)，且一端均布若干螺紋孔；旋轉(zhuǎn)臺體2-4為帶有減重孔的圓盤狀結(jié)構(gòu)，在臺體徑向有一個螺紋孔，且孔徑與旋轉(zhuǎn)手柄上所帶螺紋大徑一致，在臺體軸向分布若干與衛(wèi)星支架下連接環(huán)對應(yīng)的螺紋孔，螺紋孔孔徑比下連接環(huán)的通孔孔徑稍??；旋轉(zhuǎn)底座2-5為帶有圓形凹腔和凸臺的空心圓盤狀結(jié)構(gòu)，圓形凹腔的外徑略小于軸承外徑，凸臺內(nèi)徑略小于空心軸的外徑，且凸臺徑向有一個螺紋通孔，旋轉(zhuǎn)底座徑向分布著與升降機構(gòu)連接孔對應(yīng)的若干通孔；緊定螺釘2-6為gb/70.1-2000中規(guī)定的緊定螺釘；連接板2-7為空心圓盤狀結(jié)構(gòu)，圓盤上分布著與空心軸上螺紋孔同軸、且孔徑比螺紋孔孔徑稍大的通孔。

升降機構(gòu)1-3為jb/t8809-1998標(biāo)準(zhǔn)中的渦輪螺桿升降機，主要通過渦輪傳動螺桿完成提升、下降的功能。

支撐架體1-4包括吊環(huán)螺釘3-1、吊環(huán)螺釘安裝座3-2、支撐方鋼3-3、絲杠螺母座3-4、升降機構(gòu)連接板3-5、萬向輪連接塊3-6。吊環(huán)螺釘3-1為gb/t825-1988中規(guī)定的吊環(huán)螺釘；吊環(huán)螺釘安裝座3-2為中間帶螺紋通孔的矩形塊，螺紋孔徑應(yīng)與所選用吊環(huán)螺釘?shù)拇髲揭恢?；支撐方?-3為空心矩形狀結(jié)構(gòu)；絲杠螺母座3-4為中間帶有螺紋通孔、邊部進(jìn)行倒圓角處理的梯形塊結(jié)構(gòu)；升降機構(gòu)連接板3-5為矩形板狀結(jié)構(gòu)，中心分布著與升降機構(gòu)連接孔對應(yīng)若干通孔；萬向輪連接塊3-6為中間帶若干螺紋通孔的圓角矩形塊，其螺紋通孔的孔徑與萬向輪安裝螺釘大徑一致。

水平支撐機構(gòu)1-5包括手輪4-1、軸端擋圈4-2、絲杠4-3、絲杠封蓋4-4、底座4-5。手輪4-1為jb/t7273.6-1994中規(guī)定的手輪；軸端擋圈4-2為gb/t891-1986中規(guī)定的軸端擋圈，主要用于防止手輪與絲杠分離，擋圈的外徑應(yīng)大于手輪安裝孔的外徑；絲杠4-3為一端側(cè)面帶有鍵槽、端面帶有軸端擋圈安裝螺紋孔，中部為帶有梯形螺紋，另一端側(cè)邊帶有凹槽、端部為圓頭狀的圓軸；絲杠封蓋4-4為帶若干個通孔的半圓環(huán)塊；底座4-5為帶有凸臺和凹槽的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，凸臺面分布若干個螺紋孔。

萬向輪1-6為gb/t14687-2011中規(guī)定的工業(yè)腳輪。

衛(wèi)星支架1-1的上連接環(huán)1-1-1、支撐桿1-1-2和下連接環(huán)1-1-3通過焊接連接在一起，衛(wèi)星通過螺釘可固定在衛(wèi)星支架的上連接環(huán)上，通過若干個螺釘將衛(wèi)星支架的下連接環(huán)固定在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2的旋轉(zhuǎn)臺體2-4上。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2的旋轉(zhuǎn)手柄2-1通過螺紋連接安裝在旋轉(zhuǎn)臺體2-4的側(cè)邊；空心軸2-3軸心與旋轉(zhuǎn)臺體2-4軸心重合將空心軸2-3不帶螺紋孔一端焊接至旋轉(zhuǎn)臺體2-4的下端面；將空心軸2-3與軸承2-2進(jìn)行連接，且空心軸2-3的外徑和軸承2-2內(nèi)徑為過盈配合；將軸承2-2的外圈安裝在旋轉(zhuǎn)底座2-5的凹腔內(nèi)，且軸承2-2外徑與旋轉(zhuǎn)底座2-5凹腔內(nèi)徑為過盈配合；軸承2-2的上下兩端分別與旋轉(zhuǎn)臺體2-4下端面及旋轉(zhuǎn)底座2-5凹腔上端面貼緊；旋轉(zhuǎn)底座2-5內(nèi)徑與空心軸2-3外徑為間隙配合；將緊定螺釘2-6安裝至旋轉(zhuǎn)底座2-5凸臺徑向?qū)?yīng)螺紋孔位置；連接板2-7通過螺釘與空心軸2-3的端部進(jìn)行連接。通過螺釘螺母將升降機構(gòu)1-3的法蘭與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2的旋轉(zhuǎn)底座2-5進(jìn)行連接，再將升降機構(gòu)1-3的固定座通過螺釘螺母與支撐架體1-4的升降機構(gòu)連接板3-5進(jìn)行連接，將升降機構(gòu)1-3固定在支撐架體1-4上。支撐架體1-4首先由若干支撐方鋼3-3互相拼焊形成長方體框架結(jié)構(gòu)，吊環(huán)螺釘安裝座3-2通過焊接固定在框架結(jié)構(gòu)的上表面四個角上，吊環(huán)螺釘3-1通過螺紋連接固定在吊環(huán)螺釘安裝座3-2上，升降機構(gòu)連接板3-5的兩端通過焊接固定在長方體框架結(jié)構(gòu)的上表面，絲杠螺母座3-4通過焊接固定在框架的側(cè)邊，萬向輪連接塊3-6焊接在框架下表面，通過螺釘將萬向輪1-6安裝在萬向輪連接塊3-6上。水平支撐機構(gòu)1-5的絲杠4-3通過螺紋連接將帶有凹槽的一端朝下安裝至絲杠螺母座對應(yīng)螺紋孔內(nèi)，將絲杠封蓋4-4插入絲杠凹槽內(nèi)，絲杠下端插入底座4-5的凹槽內(nèi)，通過螺釘將2個絲杠封蓋4-4與底座4-5相連接，絲杠4-3的另一端在鍵槽上安裝鍵，再將手輪4-1安裝至絲杠4-3上，最后通過螺釘及軸端擋圈將手輪固定在絲杠上。

通過撥動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2的旋轉(zhuǎn)手柄2-1可帶動空心軸2-3、旋轉(zhuǎn)臺體2-4、軸承2-2的內(nèi)圈及衛(wèi)星支架1-1進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)衛(wèi)星的水平方向360°旋轉(zhuǎn)功能；通過擰緊緊定螺釘2-6，使緊定螺釘2-6與空心軸2-3的外圓緊密接觸，此時可實現(xiàn)衛(wèi)星任意位置鎖定功能。通過調(diào)節(jié)升降機構(gòu)1-3的渦輪可帶動螺桿進(jìn)行升降運動，從而帶動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2、衛(wèi)星支架1-1的升降，實現(xiàn)衛(wèi)星豎直支撐高度調(diào)節(jié)功能。通過移動及轉(zhuǎn)動萬向輪可實現(xiàn)衛(wèi)星水平移動及轉(zhuǎn)向功能。通過順時針旋轉(zhuǎn)水平支撐機構(gòu)1-5的手輪4-1，可帶動絲杠4-3、絲杠封蓋4-4及底座4-5向下運動，直至接觸到地面，實現(xiàn)衛(wèi)星姿態(tài)工裝與地面可靠接觸，調(diào)節(jié)四個水平支撐機構(gòu)1-5之間的相對高度可實現(xiàn)衛(wèi)星停放狀態(tài)下調(diào)節(jié)水平功能。

使用時，首先將衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整工裝放在地面上，調(diào)節(jié)水平支撐機構(gòu)使工裝衛(wèi)星支架上表面與水平面平行，用吊車把衛(wèi)星吊至衛(wèi)星支架正上方，通過螺釘將衛(wèi)星與衛(wèi)星支架進(jìn)行連接和緊固，衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整工裝完成與衛(wèi)星的對接。撥動旋轉(zhuǎn)手柄，可對衛(wèi)星的水平方向旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行調(diào)節(jié)；操作升降機構(gòu)可對衛(wèi)星的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

該工裝主要有使用效率及安全性較高的優(yōu)點：在衛(wèi)星總裝測試過程中衛(wèi)星的姿態(tài)調(diào)整需求較多，目前主要通過多次吊裝衛(wèi)星和調(diào)節(jié)架車姿態(tài)實現(xiàn)衛(wèi)星的水平方向旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)，通過吊裝衛(wèi)星和換裝衛(wèi)星支架實現(xiàn)衛(wèi)星的高度調(diào)節(jié)，效率較低且加大了衛(wèi)星與架車磕碰的風(fēng)險。一種衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整工裝是通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和升降機構(gòu)實現(xiàn)衛(wèi)星旋轉(zhuǎn)角度及高度的調(diào)節(jié)，避免了反復(fù)吊裝工作，使用效率及安全性較高。

附圖說明

圖1為衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整工裝示意圖；

1-1—衛(wèi)星支架、1-2—旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、1-3—升降機構(gòu)、1-4—支撐架體、1-5—水平支撐機構(gòu)、1-6—萬向輪。

1-1-1上連接環(huán)、1-1-3—下連接環(huán)、1-1-2—支撐桿

圖2為旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的示意圖；

2-1—旋轉(zhuǎn)手柄、2-2—軸承、2-3—空心軸、2-4—旋轉(zhuǎn)臺體、2-5—旋轉(zhuǎn)底座、2-6—緊定螺釘、2-7—連接板。

圖3a為支撐架體主視圖；圖3b為支撐架體俯視圖；

3-1—吊環(huán)螺釘、3-2—吊環(huán)螺釘安裝座、3-3—支撐方鋼、3-4—絲杠螺母座、3-5—升降機構(gòu)連接板、3-6—萬向輪連接塊。

圖4為水平支撐機構(gòu)的示意圖；

4-1—手輪、4-2—軸端擋圈、4-3—絲杠、4-4—絲杠封蓋、4-5—底座。

具體實施方式

具體實施例：一種衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整工裝，包括衛(wèi)星支架1-1、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2、升降機構(gòu)1-3、支撐架體1-4、水平支撐機構(gòu)1-5、萬向輪1-6。其中旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)手柄2-1、軸承2-2、空心軸2-3、旋轉(zhuǎn)臺體2-4、旋轉(zhuǎn)底座2-5、緊定螺釘2-6、連接板2-7。

衛(wèi)星支架1-1為上連接環(huán)1-1-1、下連接環(huán)1-1-3之間均布焊接6根支撐桿1-1-2的結(jié)構(gòu)，上連接環(huán)1-1-1及下連接環(huán)1-1-3均為空心圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，上連接環(huán)1-1-1上有5個與衛(wèi)星接口螺紋孔同軸、孔徑為φ10的通孔，下連接環(huán)1-1-3上均布5個φ10的通孔，上連接環(huán)1-1-1及下連接環(huán)1-1-3的外徑均為φ680mm，內(nèi)徑均為φ580mm，高度均為8mm，支撐桿1-1-2為矩形截面的長條狀結(jié)構(gòu)，支撐桿1-1-2的高度為120mm，矩形截面的長和寬分別為50mm和10mm，通過m8螺釘將衛(wèi)星支架1-1的上端空心圓環(huán)與衛(wèi)星進(jìn)行連接，通過m8螺釘將衛(wèi)星支架1-1的下連接環(huán)與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2的旋轉(zhuǎn)臺體2-4進(jìn)行連接。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2主要由旋轉(zhuǎn)手柄2-1、軸承2-2、空心軸2-3、旋轉(zhuǎn)臺體2-4、旋轉(zhuǎn)底座2-5、緊定螺釘2-6和連接板2-7組成，旋轉(zhuǎn)手柄2-1為一端帶螺紋的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，螺紋大徑為6mm，螺紋長度為30mm，旋轉(zhuǎn)臺體2-4為帶有減重孔的圓盤狀結(jié)構(gòu)，外徑為φ680mm，內(nèi)徑為φ290mm，在臺體徑向有一個m6的螺紋孔，孔深30mm，可通過螺紋連接將一端帶螺紋的旋轉(zhuǎn)手柄2-1安裝至旋轉(zhuǎn)臺體2-4的側(cè)邊；軸承2-2為推力球軸承51340；空心軸2-3為空心圓環(huán)，外徑為φ200.02mm，內(nèi)徑為φ160mm，且一端均布4個m8的螺紋孔，孔深均為12mm，空心軸2-3軸心與旋轉(zhuǎn)臺體2-4軸心重合將空心軸2-3不帶螺紋孔一端焊接至旋轉(zhuǎn)臺體2-4的下端面；旋轉(zhuǎn)底座2-5為帶有圓形凹腔和凸臺的空心圓盤狀結(jié)構(gòu)，圓形凹腔的外徑為φ339.98mm，內(nèi)徑為φ199.98mm，且凸臺徑向有一個m10的螺紋通孔，旋轉(zhuǎn)底座徑向均布著與升降機構(gòu)連接孔對應(yīng)的φ13mm的通孔；將軸承2-2內(nèi)圈過盈安裝至空心軸2-3上，將軸承2-2的外圈過盈安裝在旋轉(zhuǎn)底座2-5的凹腔內(nèi)，軸承2-2的上下兩端分別與旋轉(zhuǎn)臺體2-4下端面及旋轉(zhuǎn)底座2-5凹腔上端面貼緊；緊定螺釘2-6選擇m8螺釘，長度10mm，安裝至旋轉(zhuǎn)底座2-5凸臺徑向?qū)?yīng)螺紋孔位置；連接板2-7為空心圓盤狀結(jié)構(gòu)，外徑為φ220mm，內(nèi)徑為φ160mm，圓盤上分布著4個與空心軸上螺紋孔同軸的φ9mm通孔；連接板2-7通過m8螺釘與空心軸2-3的端部進(jìn)行連接。升降機構(gòu)1-3選用jb/t8809-1998標(biāo)準(zhǔn)中的swl2.5型渦輪螺桿升降機，行程為600mm，共4個，主要通過渦輪傳動螺桿完成提升、下降的功能，進(jìn)而實現(xiàn)衛(wèi)星的高度調(diào)節(jié)功能。通過m12的螺釘螺母將升降機構(gòu)1-3的法蘭與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2的旋轉(zhuǎn)底座2-5進(jìn)行連接，再將升降機構(gòu)1-3的固定座通過m14螺釘螺母與支撐架體1-4的升降機構(gòu)連接板3-5進(jìn)行連接，將升降機構(gòu)1-3固定在支撐架體1-4上。支撐架體1-4包括吊環(huán)螺釘3-1、吊環(huán)螺釘安裝座3-2、支撐方鋼3-3、絲杠螺母座3-4、升降機構(gòu)連接板3-5、萬向輪連接塊3-6。支撐架體1-4首先由12根規(guī)格為100mm×70mm×5mm的支撐方鋼3-3互相拼焊形成長方體框架結(jié)構(gòu)，12根方鋼中包括4根870mm長的方鋼、4根500mm長的方鋼、2根740mm長的方鋼、2根800mm長的方鋼，拼焊后形成的框架結(jié)構(gòu)長寬均為940mm，高600mm；吊環(huán)螺釘安裝座3-2為中間帶螺紋通孔的矩形塊，矩形塊長寬均為70mm，厚度為15mm，螺紋孔徑為20mm，通過焊接固定在框架結(jié)構(gòu)的上表面四個角上；吊環(huán)螺釘3-1規(guī)格為m20mm，通過螺紋連接固定在吊環(huán)螺釘安裝座3-2上；升降機構(gòu)連接板3-5為矩形板狀結(jié)構(gòu)，長寬分別為900mm和240mm，厚度為15mm，共2塊，每塊的兩端分別通過焊接固定在長方體框架結(jié)構(gòu)的上表面；絲杠螺母座3-4為中間帶有tr40mm×6mm梯形螺紋通孔、邊部進(jìn)行倒圓角處理的梯形塊結(jié)構(gòu)，厚度為40mm，共4個，分別通過焊接固定在長方體框架的兩側(cè)邊；萬向輪連接塊3-6為長寬均為140mm、厚度為12mm的圓角矩形塊，共有4個，每個矩形塊中間帶4個m12的螺紋通孔，通孔中心之間的距離為120mm和80mm，將4個萬向輪連接塊3-6分別焊接在長方體框架下表面的四個角上；萬向輪1-6規(guī)格為ps451d125，通過m12的螺釘將4個萬向輪1-6分別安裝在4個萬向輪連接塊3-6上，可通過移動萬向輪1-6實現(xiàn)衛(wèi)星的水平移動及轉(zhuǎn)向功能。水平支撐機構(gòu)1-5包括手輪4-1、軸端擋圈4-2、絲杠4-3、絲杠封蓋4-4、底座4-5。絲杠4-3為一端側(cè)面帶有鍵槽、端面帶有軸端擋圈安裝螺紋孔，中部為帶有梯形螺紋，另一端側(cè)邊帶有凹槽、端部為圓頭狀的圓軸，鍵槽寬度為6mm，軸端擋圈安裝螺紋孔大徑為5mm、深度為10mm、梯形螺紋規(guī)格為tr40mm×6mm，絲杠整體長度為415mm，絲杠4-3通過螺紋連接將帶有凹槽的一端朝下安裝至絲杠螺母座3-4對應(yīng)螺紋孔內(nèi)；絲杠封蓋4-4為帶有2個φ9mm通孔的半圓環(huán)塊，2個通孔中心與圓環(huán)中心連線的角度為90度，底座4-5為帶有凸臺和凹槽的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，凸臺面均勻分布4個m8的螺紋孔，將絲杠封蓋4-4插入絲杠凹槽內(nèi)，絲杠下端插入底座4-5的凹槽內(nèi)，通過4個m8螺釘將2個絲杠封蓋4-4與底座4-5相連接；手輪4-1的規(guī)格為18mm×200mm，軸端擋圈4-2的規(guī)格為b25mm，在絲杠4-3的鍵槽上安裝6mm×22mm的鍵，再將手輪4-1安裝至絲杠4-3上，最后通過m5的螺釘及軸端擋圈將手輪固定在絲杠上。水平支撐機構(gòu)1-5共4個，分別安裝在4個絲杠螺母座上，通過調(diào)節(jié)4個水平支撐機構(gòu)1-5之間的相對高度可實現(xiàn)衛(wèi)星停放狀態(tài)下調(diào)節(jié)水平功能。

調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)時先將姿態(tài)調(diào)整工裝放置于平地上，通過順時針旋轉(zhuǎn)水平支撐機構(gòu)1-5的手輪4-1，可帶動絲杠4-3、絲杠封蓋4-4及底座4-5向下運動，直至接觸到地面，實現(xiàn)衛(wèi)星姿態(tài)工裝與地面可靠接觸，通過4個水平支撐機構(gòu)將工裝衛(wèi)星支架上表面調(diào)節(jié)至水平平行位置，將衛(wèi)星放置于衛(wèi)星支架的上表面，通過5個m8螺釘將衛(wèi)星固定在工裝上。通過撥動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2的旋轉(zhuǎn)手柄2-1，即可對衛(wèi)星進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)；通過擰緊緊定螺釘2-6，使緊定螺釘2-6與空心軸2-3的外圓緊密接觸，此時可實現(xiàn)衛(wèi)星任意位置鎖定功能；通過調(diào)節(jié)升降機構(gòu)1-3的渦輪可帶動螺桿進(jìn)行升降運動，從而帶動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)1-2、衛(wèi)星支架1-1的升降，實現(xiàn)衛(wèi)星豎直支撐高度調(diào)節(jié)功能；通過移動及轉(zhuǎn)動萬向輪可實現(xiàn)衛(wèi)星水平移動及轉(zhuǎn)向功能。