專利名稱：用于有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置及其設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)備定位裝配工裝，特別涉及一種用于安裝衛(wèi)星上有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置，以及關(guān)于該定位裝置的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
目前，衛(wèi)星上單機(jī)的安裝方式分兩種，有安裝精度要求的和無(wú)安裝精度要求的。無(wú)安裝精度要求的單機(jī)在裝星時(shí)安裝方向正確即可；一般有安裝精度要求的單機(jī)主要用于衛(wèi)星在太空中的姿態(tài)控制，在衛(wèi)星本體坐標(biāo)系中有相對(duì)夾角要求，但此類單機(jī)在衛(wèi)星本體坐標(biāo)系中的空間坐標(biāo)位置要求低。一部分精度單機(jī)的xyz軸與衛(wèi)星本體坐標(biāo)系XYZ軸重合，相對(duì)夾角為0°，則在測(cè)量設(shè)備上調(diào)整單機(jī)安裝精度時(shí)，只要求在測(cè)量設(shè)備坐標(biāo)系上找垂直或平行即可；另外一部分精度單機(jī)的xyz軸與衛(wèi)星本體坐標(biāo)系XYZ軸的相對(duì)夾角不為0°，則精度單機(jī)一般自身配有棱鏡，裝配調(diào)整過(guò)程中，只需利用經(jīng)緯儀將棱鏡的俯仰角、偏置角及滾動(dòng)角調(diào)整到位。某衛(wèi)星型號(hào)上的一種單機(jī)，既有較高的空間坐標(biāo)位置要求，又有空間安裝角度要求，但單機(jī)基準(zhǔn)中心為圓環(huán)，無(wú)法直接獲得；且單機(jī)上也未配備棱鏡，用上述的各種方法無(wú)法做到滿足單機(jī)精度調(diào)整的要求。目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說(shuō)明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置及其設(shè)計(jì)方法，解決某些衛(wèi)星上既有較高的空間坐標(biāo)位置要求，又有空間安裝角度要求的單機(jī)裝配問(wèn)題，特別是該單機(jī)基準(zhǔn)中心無(wú)法直接獲得，單機(jī)上也無(wú)配備棱鏡。 由于采用原先精度單機(jī)調(diào)整的各種方法已無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求，采取用一種能夠代表高精度單機(jī)的定位裝置來(lái)進(jìn)行裝配調(diào)整，且在測(cè)試設(shè)備上能便捷的進(jìn)行測(cè)量調(diào)整。設(shè)計(jì)定位裝置時(shí)將基準(zhǔn)中心轉(zhuǎn)換到可直接獲得的位置，將原xyz軸轉(zhuǎn)換到與衛(wèi)星本體坐標(biāo)系MZ軸重合。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明用于有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置，包括定位工裝與定位塊；所述定位工裝的前端呈圓柱端面，圓柱端面標(biāo)有十字中心線；定位工裝的精度等級(jí)要求較高，可為加工零件設(shè)置工藝中心孔，將尺寸基準(zhǔn)都統(tǒng)一轉(zhuǎn)換到工藝中心孔上。進(jìn)一步，所述定位工裝選用鋁合金材料，切削加工容易，加工時(shí)精度容易達(dá)到要求。所述定位塊為端面呈直角三角形的柱狀塊，三角形兩直角邊所在的兩個(gè)平面，其中一個(gè)是定位面，另一個(gè)是基準(zhǔn)面；所述定位面是緊靠所述定位工裝底座側(cè)邊。進(jìn)一步，所述定位塊選用超硬鋁合金材料，其基準(zhǔn)面與定位面需進(jìn)行磨削來(lái)滿足定位要求；三個(gè)定位塊進(jìn)行組合安裝在定位工裝的底座及側(cè)部用于確定一個(gè)單機(jī)的安裝位置。本發(fā)明還涉及上述定位裝置的設(shè)計(jì)方法，也就是單機(jī)安裝的精度調(diào)整方法，主要通過(guò)將單機(jī)的基準(zhǔn)中心與空間夾角進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所述定位工裝即代表精度單機(jī)，將單機(jī)的基準(zhǔn)中心轉(zhuǎn)換到定位工裝前端圓柱端面的十字中心，定位工裝的十字中心可以直接獲得。調(diào)節(jié)單機(jī)精度時(shí)，所述定位工裝圓柱端面的十字中心點(diǎn)與單機(jī)的圓環(huán)中心點(diǎn)坐標(biāo)位置保持一致，所述單機(jī)的圓環(huán)中心點(diǎn)也就是基準(zhǔn)中心。所述定位工裝將單機(jī)安裝的空間夾角轉(zhuǎn)換到定位工裝的圓柱中心軸線與定位工裝底座的夾角，定位工裝圓柱中心軸線與衛(wèi)星本體坐標(biāo)系坐標(biāo)軸重合。所述定位裝置中定位工裝圓柱中心軸線與定位工裝底面中心線的夾角與單機(jī)的安裝角度相同。所述定位塊是確定定位工裝及正式單機(jī)位置的零件，三個(gè)定位塊進(jìn)行組合確定一個(gè)單機(jī)的安裝位置。所述的定位裝置的尺寸精度及形位公差的指標(biāo)均按照單機(jī)的精度要求進(jìn)行提出， 代替精度單機(jī)進(jìn)行裝配。進(jìn)一步，所述定位工裝的底座與單機(jī)安裝底座結(jié)構(gòu)外形及安裝接口尺寸保持一致。本發(fā)明的有益效果是，方法簡(jiǎn)單可靠，有效解決了有空間安裝位置及角度要求的單機(jī)的裝星問(wèn)題，并為此類型的精度單機(jī)提供了一種精度調(diào)整解決方法。


圖1為本發(fā)明有空間安裝位置及角度要求的單機(jī)的裝配示意圖；圖IA為圖1的A-A向剖視圖。圖2為本發(fā)明定位裝置的組成及裝配示意圖；圖2A為圖2的B-B向剖視圖。圖3為圖2中的定位工裝的主視圖；圖4為與圖3對(duì)應(yīng)的定位工裝的側(cè)視圖；圖5為與圖3對(duì)應(yīng)的定位工裝的俯視圖。圖6為圖2中的定位塊的主視圖；圖7為與圖6對(duì)應(yīng)的定位塊的俯視圖。圖中，1、定位工裝，2、定位塊，3、星體，01、框架，02、單機(jī)，03、圓環(huán)中心，11、十字中
心，12、工藝中心孔，13、圓柱端面。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的創(chuàng)作特征、技術(shù)手段與達(dá)成目的易于明白理解，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明及其設(shè)計(jì)原理。參看圖1與圖1A，為有空間安裝位置及角度要求的單機(jī)的實(shí)際裝配要求示意圖， 在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)尺寸x、y、z均有要求、框架01內(nèi)的單機(jī)02的軸線與Y軸的夾角θ有要求，且單機(jī)02的圓環(huán)中心03無(wú)法直接測(cè)量獲得，單機(jī)軸線安裝后的角度無(wú)法測(cè)量。
參看圖2與圖2A，本發(fā)明所述的定位裝置包括定位工裝1與三個(gè)定位塊2。中心點(diǎn)在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)尺寸為x、y、ζ ；圓柱軸線與Y軸線夾角為0如圖3、圖4及圖5所示，定位工裝1的前端呈圓柱端面13，圓柱端面13標(biāo)有十字中心線；定位工裝的精度等級(jí)要求較高，可為加工零件設(shè)置工藝中心孔12，將尺寸基準(zhǔn)都統(tǒng)一轉(zhuǎn)換到工藝中心孔12上。進(jìn)一步，所述定位工裝1選用鋁合金材料，切削加工容易，加工時(shí)精度容易達(dá)到要求。參看圖6與圖7，定位塊2進(jìn)行組合可用于定位工裝1及單機(jī)02位置的確定，定位塊2為端面呈直角三角形的柱狀塊，三角形兩直角邊所在的兩個(gè)平面，其中一個(gè)是定位面 21，另一個(gè)是基準(zhǔn)面22 ；所述定位面21是緊靠所述定位工裝1底座側(cè)邊。結(jié)合附圖1，說(shuō)明單機(jī)02的基準(zhǔn)中心位置、空間夾角的進(jìn)行這種方式轉(zhuǎn)換的原因如圖1、圖2所示，定位裝置中定位工裝1的底座與單機(jī)02安裝底座結(jié)構(gòu)外形及安裝接口尺寸保持一致。單機(jī)02的圓環(huán)中心03轉(zhuǎn)換圖4所示，定位裝置中定位工裝1圓柱端面13的十字中心11與單機(jī)02的圓環(huán)中心點(diǎn)坐標(biāo)位置保持一致，即調(diào)整中心坐標(biāo)位置時(shí)，以定位工裝1圓柱端面13的十字中心11作為測(cè)量調(diào)整依據(jù)。單機(jī)02的軸線與Y軸線夾角的轉(zhuǎn)換圖3所示，定位裝置中定位工裝1圓柱中心軸線與定位工裝1底面中心線(即與單機(jī)軸平行)的夾角θ與單機(jī)02安裝角度θ相同， 將定位工裝1圓柱中心軸線與Y軸調(diào)整到平行，即保證了單機(jī)軸線安裝角度θ。所述單機(jī)02的調(diào)整，即轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄎ还ぱb1圓柱端面13十字中心11坐標(biāo)位置的調(diào)整及圓柱軸線與Y軸平行度的調(diào)整。定位裝置的尺寸精度及形位公差的指標(biāo)均按照單機(jī)02的精度要求進(jìn)行提出，并分析在定位裝置的極限偏差位置同樣能滿足單機(jī)02的精度要求。圖3所示，定位工裝1精度等級(jí)要求較高，可為加工零件設(shè)置工藝中心孔12，將尺寸基準(zhǔn)都統(tǒng)一轉(zhuǎn)換到工藝中心孔12上。所述定位工裝1選用鋁合金材料，切削加工容易，加工時(shí)精度容易達(dá)到要求。所述定位塊2選用超硬鋁合金，其基準(zhǔn)面及定位面需進(jìn)行磨削來(lái)滿足定位要求。下面結(jié)合

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。參看上述各圖，衛(wèi)星在測(cè)試設(shè)備上就位，并將衛(wèi)星坐標(biāo)系與測(cè)試設(shè)備坐標(biāo)系調(diào)整成一致?tīng)顟B(tài)，將定位工裝1安裝在星體3上，然后調(diào)整定位工裝1圓柱端面13十字中心11 坐標(biāo)尺寸X，y，Ζ,即調(diào)整十字中心Il在測(cè)量坐標(biāo)系中的尺寸位置精度。同時(shí)，調(diào)整定位工裝1圓柱中心軸線與Y軸線的平行度，即調(diào)整圓柱外圓與測(cè)量坐標(biāo)系Y軸線平行，或調(diào)整圓柱端面13與測(cè)量坐標(biāo)系Z軸平行。當(dāng)上述兩項(xiàng)要求都滿足要求后，即將定位工裝1的位置度調(diào)整到位，然后將定位塊2的定位面緊靠定位工裝1底座側(cè)邊。三個(gè)定位塊2均安裝到位后，即確定了該單機(jī)的安裝位置，且精度均滿足設(shè)計(jì)要求。圖1、圖2所示，定位工裝1圓柱端面13十字中心11即精度單機(jī)02圓環(huán)中心03 位置確定后，即可進(jìn)行框架01的精度調(diào)整。
上述步驟完成后，拆下定位工裝1，安裝單機(jī)02，單機(jī)02底座側(cè)面緊靠定位塊2定位面21，即完成了該單機(jī)精度調(diào)整的整個(gè)過(guò)程。作為應(yīng)用實(shí)例，本發(fā)明所述的定位裝置解決了既有較高的空間坐標(biāo)位置要求，又有空間安裝角度要求的單機(jī)的裝配問(wèn)題。經(jīng)過(guò)實(shí)踐，本發(fā)明所述的定位裝置已經(jīng)應(yīng)用于某衛(wèi)星型號(hào)太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配，解決了該類型單機(jī)的裝星問(wèn)題及太陽(yáng)翼安裝框架的調(diào)整，且獲得了非常高的裝配精度。本發(fā)明定位裝置的設(shè)計(jì)原理將單機(jī)的基準(zhǔn)中心位置、空間夾角進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并為此類型的精度單機(jī)提供了一種精度調(diào)整的方法。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.用于有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置，其特征在于，它包括定位工裝與定位塊，所述定位工裝的前端呈圓柱端面，所述圓柱端面標(biāo)有十字中心線；所述定位塊為端面呈直角三角形的柱狀塊，三角形兩直角邊所在的兩個(gè)平面，其中一個(gè)是定位面，另一個(gè)是基準(zhǔn)面，所述定位面緊靠所述定位工裝底座側(cè)邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置，其特征在于， 所述定位工裝為加工零件設(shè)置工藝中心孔，定位工裝選用鋁合金材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置，其特征在于， 所述定位塊選用超硬鋁合金材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置，其特征在于， 三個(gè)定位塊組合確定一個(gè)單機(jī)的安裝位置，分別安裝在定位工裝的底座及側(cè)部。
5.基于權(quán)利要求1所述的用于有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述定位工裝即代表有空間位置及角度要求的單機(jī)，將所述單機(jī)的基準(zhǔn)中心轉(zhuǎn)換到定位工裝前端圓柱端面的十字中心；所述定位工裝將單機(jī)安裝的空間夾角轉(zhuǎn)換到定位工裝的圓柱中心軸線與定位工裝底座的夾角，定位工裝圓柱中心軸線與衛(wèi)星本體坐標(biāo)系坐標(biāo)軸重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述定位工裝的底座與單機(jī)安裝底座結(jié)構(gòu)外形及安裝接口尺寸保持一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述定位工裝圓柱端面的十字中心點(diǎn)與單機(jī)的圓環(huán)中心點(diǎn)坐標(biāo)位置保持一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述定位裝置中定位工裝圓柱中心軸線與定位工裝底面中心線的夾角與單機(jī)的安裝角度相同。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于有空間位置及角度要求單機(jī)的定位裝置及其設(shè)計(jì)方法，所述定位裝置包括定位工裝與定位塊，所述定位工裝即代表精度單機(jī)，將單機(jī)的基準(zhǔn)中心轉(zhuǎn)換到定位工裝前端圓柱端面的十字中心，定位工裝的十字中心可以直接獲得；所述的定位工裝將單機(jī)安裝的空間夾角轉(zhuǎn)換到定位工裝的圓柱中心軸線與定位工裝底座的夾角，定位工裝圓柱中心軸線與衛(wèi)星本體坐標(biāo)系XYZ軸重合。所述定位塊是確定定位工裝與正式單機(jī)位置的零件，三個(gè)定位塊組合確定一個(gè)單機(jī)的安裝位置。本發(fā)明有效解決了有空間安裝位置及角度要求的單機(jī)的裝星問(wèn)題，并為此類型的精度單機(jī)提供了一種精度調(diào)整的解決方法。
文檔編號(hào)B23P19/04GK102371482SQ20101025496
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者吳躍鶯, 夏振濤, 姚駿, 朱儉 申請(qǐng)人:上海衛(wèi)星工程研究所