火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備，其特征在于，包括：架車，所述架車用于支撐火箭級(jí)段；定位器，所述定位器安裝于架車，用于調(diào)整火箭級(jí)段的位置。通過本發(fā)明的方案不僅可以提高火箭裝配的自動(dòng)化和數(shù)字化程度，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高火箭總裝效率，而且可以顯著減小火箭級(jí)段對(duì)接裝配過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，從而提高火箭對(duì)接裝配的質(zhì)量和裝配精度。
【專利說明】火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備及方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及運(yùn)載火箭級(jí)段數(shù)字化總對(duì)接裝配領(lǐng)域，尤其涉及到集多余物檢查與質(zhì)心測(cè)量于一體的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0003]運(yùn)載火箭作為衛(wèi)星及其他航天器的主要運(yùn)載工具，隨著航天技術(shù)的發(fā)展，發(fā)射載荷的多樣性及發(fā)射次數(shù)的密集性，對(duì)運(yùn)載火箭的數(shù)量和質(zhì)量需求越來越高。運(yùn)載火箭總裝是一個(gè)復(fù)雜的裝配過程，主要分為結(jié)構(gòu)安裝、設(shè)備電纜安裝、動(dòng)力系統(tǒng)安裝三大部分，其中結(jié)構(gòu)安裝是火箭總裝中的重要組成部分。對(duì)多級(jí)火箭結(jié)構(gòu)安裝而言，其總裝對(duì)接裝配任務(wù)主要包括:火箭發(fā)動(dòng)機(jī)與過渡段的對(duì)接、氧化劑箱與箱間段對(duì)接、燃料箱與箱間段對(duì)接、尾段與過渡段對(duì)接、級(jí)間桿系與氧化劑箱對(duì)接、級(jí)間段與燃料箱對(duì)接、組合體對(duì)接等總裝工作。隨著技術(shù)的發(fā)展，大型機(jī)電設(shè)備、船舶、飛機(jī)等行業(yè)已廣泛利用大尺寸測(cè)量系統(tǒng)來指導(dǎo)大部件的對(duì)接裝配，特別是在航空領(lǐng)域，由大尺寸測(cè)量系統(tǒng)、調(diào)姿系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)構(gòu)成的自動(dòng)對(duì)接裝配系統(tǒng)已大大提高了飛機(jī)的裝配效率和質(zhì)量。在航天領(lǐng)域，大型空間飛行器裝配的測(cè)量主要是依賴激光跟蹤儀等測(cè)量手段，大部件的對(duì)接裝配也主要以手工和經(jīng)驗(yàn)為主。
[0004]隨著我國航天技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)載火箭、載人航天、登月工程和深空探測(cè)將迎來高密度并行研制、多型號(hào)密集發(fā)射和應(yīng)急發(fā)射的高峰期。運(yùn)載火箭要實(shí)現(xiàn)高性能、高可靠性和低成本的目標(biāo)，在強(qiáng)度、剛度、質(zhì)量穩(wěn)定性等方面具有新的需求，同時(shí)對(duì)工藝過程控制的可靠性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。而當(dāng)前火箭的對(duì)接裝配工作缺乏有效的測(cè)量輔助裝配手段，對(duì)接裝配過程中，主要依賴經(jīng)驗(yàn)操作，即使采用激光跟蹤儀輔助裝配，也較難實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動(dòng)的識(shí)別和瞄準(zhǔn)，很難實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高精度的火箭裝配。因此對(duì)火箭的生產(chǎn)提出了“快速、高效、高可靠、數(shù)字化、柔性化、自動(dòng)化裝配”的強(qiáng)烈應(yīng)用需求。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)中火箭對(duì)接裝配中，難以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別和瞄準(zhǔn)，難以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高精度的火箭裝配;為解決所述問題本發(fā)明提供一種火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備及方法。
[0007]本發(fā)明提供的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備包括:架車，所述架車用于支撐火箭級(jí)段;定位器，所述定位器安裝于架車，用于調(diào)整火箭級(jí)段的位置。
[0008]進(jìn)一步，所述架車包括結(jié)構(gòu)相同的第一架車和第二架車，所述第一架車和第二架車分別設(shè)置于第一火箭級(jí)段的兩端;所述定位器包括:安裝于第一架車底座相對(duì)兩端的第一定位器和第二定位器;安裝于第二架車底座相對(duì)兩端的第三定位器和第四定位器。
[0009]進(jìn)一步，建立直角坐標(biāo)系，第一定位器在0Χ、0Υ、0Ζ方向，第二定位器在OZ方向，第三定位器在OZ方向，第四定位器在OZ和OY方向?yàn)橹鲃?dòng)自由度;第二定位器在OY和OX方向，第三定位器在OY和OX方向，第四定位器在OX方向?yàn)楸粍?dòng)自由度。
[00?0]進(jìn)一步，所述第一定位器、第二定位器、第三定位器、第四定位器在主動(dòng)自由度方向采用伺服電機(jī)+減速器+高精密滾珠絲杠的驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)方式;在主動(dòng)自由度和被動(dòng)自由度方向采用高精度直線導(dǎo)軌副的支撐方式。
[0011 ]進(jìn)一步，所述第一架車包括架車基座橫梁、與架車基座橫梁固定連接的軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng);所述第一定位器通過兩套支撐直線導(dǎo)軌副連接在架車基座橫梁，所述兩套支撐直線導(dǎo)軌副在三自由度球鉸定位器方向?qū)ΨQ分布。
[0012]進(jìn)一步，所述第一定位器包括:定位器球鉸機(jī)械接口、球鉸頭柱、球鉸柱基座、定位器基座、OX自由度的支撐導(dǎo)軌、OY自由度的支撐導(dǎo)軌、OZ自由度的支撐導(dǎo)軌;所述定位器球鉸機(jī)械接口用于和火箭級(jí)段的外包覆環(huán)進(jìn)行連接，定位器球鉸機(jī)械接口通過球窩與球鉸頭柱上端連接;球鉸頭柱的下端固定在球鉸柱基座上;球鉸柱基座固定安裝在OY自由度的支撐導(dǎo)軌上，OY自由度的支撐導(dǎo)軌通過配合面安裝于OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板上;OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板安裝在OX自由度的支撐導(dǎo)軌上上;OX自由度的支撐導(dǎo)軌安裝通過配合面安裝于定位器基座上;定位器基座通過OZ自由度的支撐導(dǎo)軌固定在架車基座橫梁的一端。
[0013]進(jìn)一步，OY自由度的運(yùn)動(dòng)通過伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)固定安裝在OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板上，滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)的螺母與球鉸柱基座通過螺接固定連接，滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)的兩端軸承支座則固定安裝在OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板上，OX自由度的運(yùn)動(dòng)通過伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)固定安裝在定位器基座上，滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)的螺母與OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板之間通過螺接固定連接，滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)的兩端軸承支座固定安裝在定位器基座上;OX自由度的運(yùn)動(dòng)通過伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
[0014]進(jìn)一步，第二定位器的結(jié)構(gòu)與第一定位器的結(jié)構(gòu)一樣，安裝在第一架車的架車基座橫梁的另一端，第二定位器的OZ自由度方向連接有伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng);所述第一架車和第二架車的結(jié)構(gòu)相同，第三定位器的結(jié)構(gòu)與第一定位器的結(jié)構(gòu)一樣，安裝在第二架車的架車基座橫梁的一端，第三定位器的OZ自由度方向連接有伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)；第四定位器的結(jié)構(gòu)與第三定位器的結(jié)構(gòu)一樣，安裝在第二架車的架車基座橫梁的另一端;第四定位器在OZ和OY方向連接有伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)。
[0015]進(jìn)一步，還包括多余物檢查系統(tǒng);所述多余物檢查系統(tǒng)包括:固定連接在架車基座橫梁的第一被動(dòng)摩擦輪部件和第二被動(dòng)摩擦輪部件;所述第一被動(dòng)摩擦輪部件和第二被動(dòng)摩擦輪部件分別位于安裝于同一架車的兩個(gè)定位器的內(nèi)側(cè)，被動(dòng)摩擦輪部件通過螺旋傳動(dòng)沿火箭級(jí)段徑向方向互相靠近或遠(yuǎn)離;還包括:安裝在架車基座橫梁內(nèi)部的第一主動(dòng)摩擦輪部件和第二主動(dòng)摩擦輪部件；安裝在架車基座橫梁7-19內(nèi)部的質(zhì)心測(cè)量傳感器模塊基座;第一質(zhì)心測(cè)量傳感器、第二質(zhì)心測(cè)量傳感器的頂部與質(zhì)心測(cè)量傳感器模塊基座下底面配合連接，第一質(zhì)心測(cè)量傳感器、第二質(zhì)心測(cè)量傳感器的底部分別與第一剛度增強(qiáng)梁、第二剛度增強(qiáng)梁固定連接;剛度增強(qiáng)梁固定在架車基座橫梁底部。
[0016]本發(fā)明還提供所述火箭級(jí)段柔性數(shù)字化對(duì)接裝配設(shè)備的對(duì)接裝配方法。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括:
該本發(fā)明提供的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化對(duì)接裝配設(shè)備集火箭級(jí)段對(duì)接調(diào)姿系統(tǒng)、多余物檢查系統(tǒng)和質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)于一體，通過對(duì)基于三自由度球鉸定位器的調(diào)姿設(shè)備各主動(dòng)自由度的控制，實(shí)現(xiàn)待對(duì)接火箭級(jí)段的位姿調(diào)整，并完成高精度、高質(zhì)量的火箭級(jí)段對(duì)接裝配操作;待火箭級(jí)段對(duì)接完成之后，可以通過定位器OZ方向的運(yùn)動(dòng)，使得火箭級(jí)段的外包覆環(huán)與多余物檢查環(huán)節(jié)的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)摩擦輪和被動(dòng)支撐摩擦輪相接觸，然后通過主動(dòng)摩擦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)火箭級(jí)段的外包覆環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)火箭級(jí)段的轉(zhuǎn)動(dòng)，完成火箭級(jí)段的多余物檢查;多余物檢查完成后，解除被動(dòng)摩擦輪與火箭外包覆環(huán)的接觸，消除被動(dòng)摩擦輪對(duì)火箭級(jí)段質(zhì)心測(cè)量的影響，從而通過架車上的高精度壓力傳感器，采用四點(diǎn)法實(shí)現(xiàn)火箭級(jí)段質(zhì)心測(cè)量。通過調(diào)姿系統(tǒng)、多余物檢查系統(tǒng)和質(zhì)心測(cè)量系統(tǒng)的集成滿足火箭級(jí)段的數(shù)字化生產(chǎn)需求。
[0018]
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備的工作原理示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備的剖視圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備的截面圖。
[0020]
【具體實(shí)施方式】
[0021]下文中，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0022]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例提供的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備對(duì)第一火箭級(jí)段和第二火箭級(jí)段進(jìn)行對(duì)接裝配，所述第一火箭級(jí)段由燃料箱I和級(jí)間段2組成，第二火箭級(jí)段由氧化劑箱3和過渡段4組成。
[0023]結(jié)合參考圖1和圖2，本實(shí)施例提供的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備包括:安裝有第二定位器9和第一定位器10的第一架車7，安裝有第三定位器11和第四定位器12的第二架車8，第一架車7和第二架車8通過火箭級(jí)段包覆環(huán)13對(duì)燃料箱I和級(jí)間段2組成的第一火箭級(jí)段進(jìn)行支撐及調(diào)姿操作，而由氧化劑箱3和過渡段4組成的第二火箭級(jí)段則采用系統(tǒng)的方式通過與第一架車7相同結(jié)構(gòu)的第三架車6以及與第二架車相同結(jié)構(gòu)的第四架車5進(jìn)行支撐和調(diào)姿。繼續(xù)參考圖2，每個(gè)定位器均具有0Χ、0Υ和OZ三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)自由度，因此每個(gè)火箭級(jí)段的調(diào)姿系統(tǒng)包括兩個(gè)架車和4個(gè)定位器，若每個(gè)定位器均具有3個(gè)主動(dòng)自由度，則總共具有12個(gè)自由度，而火箭級(jí)段的空間位姿僅需要6個(gè)主動(dòng)自由度即可實(shí)現(xiàn)，每個(gè)火箭級(jí)段的調(diào)姿機(jī)構(gòu)為超冗余機(jī)構(gòu)，為了提高調(diào)姿精度并降低調(diào)姿運(yùn)動(dòng)解算和控制的難度，從而保證火箭對(duì)接裝配的可靠性，第一架車7和第二架車8上的第一定位器10、第二定位器9、第三定位器11以及第四定位器12的主動(dòng)自由度配置分別為3-1-2-1的自由度布局方式。第一定位器10的自由度配置:0X(前后)、0Y(左右)、oz(升降)均為主動(dòng)自由度，因此，第一定位器10具有3個(gè)主動(dòng)自由度;第二定位器9的自由度配置:OZ(升降)為主動(dòng)自由度，OY(左右)和0X(前后)為被動(dòng)自由度，因此，第二定位器9具有I個(gè)主動(dòng)自由度，2個(gè)被動(dòng)自由度;第三定位器11的自由度配置:0Z(升降)為主動(dòng)自由度，OY(左右)和0X(前后)為被動(dòng)自由度，因此，第三定位器11具有I個(gè)主動(dòng)自由度和2個(gè)被動(dòng)自由度;第四定位器12的自由度配置:0Z(升降)和OY(左右)為主動(dòng)自由度，而0X(前后)為被動(dòng)自由度，因此，第四定位器12具有2個(gè)主動(dòng)自由度和I個(gè)被動(dòng)自由度。
[0024]因此，各架車的主動(dòng)自由度分布為:第一架車7有5個(gè)主動(dòng)自由度，其中第一定位器10有3個(gè)主動(dòng)自由度，第二定位器9有I個(gè)主動(dòng)自由度，多余物檢查有I個(gè)主動(dòng)自由度;第二架車8有4個(gè)自由度，其中第四定位器12有2個(gè)主動(dòng)自由度，第三定位器11有I個(gè)主動(dòng)自由度，多余物檢查有I個(gè)自由度;第三架車6的自由度數(shù)量及自由度配置與第一架車7—樣;第四架車5的自由度數(shù)量及自由度配置與第二架車8—樣。
[0025]在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，定位器的自由度可以有不同的配置方法，調(diào)整同一火箭級(jí)段的定位器共有6個(gè)主動(dòng)自由度可以使調(diào)姿精度較高，并可以降低調(diào)姿運(yùn)動(dòng)解算和控制的難度。
[0026]請(qǐng)進(jìn)一步參考圖3和圖4，各架車的基本結(jié)構(gòu)一樣，架車上定位器的結(jié)構(gòu)基本一致。區(qū)別在于主動(dòng)自由度采用伺服電機(jī)+減速器+高精密滾珠絲杠的驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)方式，以及高精度直線導(dǎo)軌副的支撐方式，被動(dòng)自由度沒有驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，但采用與主動(dòng)自由度相同的支撐方式。因此，以第一架車7為例說明架車的構(gòu)成。第一架車7上安裝有兩個(gè)三自由度第一定位器10和第二定位器9。第一定位器10通過三自由度球鉸定位器OZ方向的兩套支撐直線導(dǎo)軌副7-17(兩套對(duì)稱)連接在架車基座橫梁7-19上，第二定位器9的與架車基座橫梁7-19的連接方式與第一定位器10—樣。架車基座橫梁7-19為板材焊接而成的箱式結(jié)構(gòu)，架車基座橫梁7-19通過焊接的方式與架車的軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)7-18固定連接。多余物檢查系統(tǒng)的被動(dòng)摩擦輪部件7-1和7-4固定連接在架車基座橫梁7-19上，并分別位于第一定位器10和第二定位器9的內(nèi)側(cè)，被動(dòng)摩擦輪具有徑向可調(diào)整功能，即可通過螺旋傳動(dòng)推動(dòng)被動(dòng)兩個(gè)摩擦輪部件7-1進(jìn)而7-4沿火箭級(jí)段徑向方向互相靠近或遠(yuǎn)離，從而調(diào)整與火箭級(jí)段外包覆環(huán)系統(tǒng)13的接觸程度，滿足火箭級(jí)段輔助支撐的要求。多余物檢查系統(tǒng)的主動(dòng)摩擦輪部件7-2和7-3安裝在主動(dòng)摩擦輪部件和質(zhì)心測(cè)量傳感器模塊基座7-15上，主動(dòng)摩擦輪部件和質(zhì)心測(cè)量傳感器模塊基座7-15同樣采用板材焊接的結(jié)構(gòu)形式，主動(dòng)摩擦輪部件和質(zhì)心測(cè)量傳感器模塊基座7-15通過兩套高精度直線導(dǎo)軌副7-20和7-26安裝在架車基座橫梁7-19內(nèi)部，質(zhì)心測(cè)量傳感器7-21和7-23的頂部均通過傳感器的安裝柱與主動(dòng)摩擦輪部件和質(zhì)心測(cè)量傳感器模塊基座7-15的下底面配合連接，而質(zhì)心測(cè)量傳感器7-21和7-23的底部則采用螺接的方式分別于剛度增強(qiáng)梁7-22和7-24固定連接，剛度增強(qiáng)梁7-22和7-24采用螺接的方式固定在架車基座橫梁7-19底部。多余物檢查系統(tǒng)的主動(dòng)摩擦輪部件7-2和7-3采用同步帶7-3-3同步驅(qū)動(dòng)，其中伺服電機(jī)7-3-1的輸出軸與高精度渦輪蝸桿減速器7-3-2的輸入軸相連，而高精度渦輪蝸桿減速器7-3-2的輸出軸與主動(dòng)摩擦輪部件7-3的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連。主動(dòng)摩擦輪部件7-2和7-3與被動(dòng)摩擦輪部件7-1和7-4的軸線平行，且摩擦輪的兩側(cè)端面均分別在同一平面內(nèi)。
[0027]繼續(xù)參閱圖3和圖4，架車上定位器結(jié)構(gòu)一樣，區(qū)別在于主動(dòng)和被動(dòng)自由度的配置不一樣，因此，以具有三個(gè)主動(dòng)自由度的第一定位器10說明定位器組成。第一定位器10的組成如下:定位器球鉸機(jī)械接口 7-5用于和火箭級(jí)段的外包覆環(huán)進(jìn)行連接，球鉸機(jī)械接口 7-5上有球窩，從而與球鉸頭柱7-30連接，球鉸頭柱7-30的球鉸頭通過下球鉸襯套7-7約束在球鉸機(jī)械接口 7-5上的球窩內(nèi)，球鉸頭柱7-30的下端通過止口的配合方式通過螺接固定在球鉸柱基座7-8上，球鉸柱基座7-8固定安裝在OY自由度的支撐導(dǎo)軌7-11(兩套對(duì)稱)上，OY自由度的支撐導(dǎo)軌7-11安裝通過配合面安裝OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板上，OY自由度的運(yùn)動(dòng)通過伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)7-10以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)7-9實(shí)現(xiàn)，伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)7-10固定安裝在OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板上，滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)7-9的螺母與球鉸柱基座7-8通過螺接固定連接，而滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)7-9的兩端軸承支座則固定安裝在OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板上，OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板安裝在OX自由度的支撐導(dǎo)軌上7-13(兩套對(duì)稱)上;OX自由度的支撐導(dǎo)軌7-13安裝通過配合面安裝定位器基座7-16上，OX自由度的運(yùn)動(dòng)通過伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)7-15以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)7-14實(shí)現(xiàn)，伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)7-15固定安裝在定位器基座7-16上，滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)7-14的螺母與OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板之間通過螺接固定連接，而滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)7-14的兩端軸承支座則固定安裝在定位器基座7-16上，定位器基座7-16通過OZ方向的兩套支撐直線導(dǎo)軌副7-17(兩套對(duì)稱)固定在架車基座橫梁7-19的左側(cè)。第二定位器9的結(jié)構(gòu)形式與第一定位器10的結(jié)構(gòu)一樣，安裝在架車基座橫梁7-19的右側(cè)，其區(qū)別在于OX和OY自由度沒有伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)而已。
[0028]參閱圖1、圖2、圖3和圖4，第二架車8的結(jié)構(gòu)形式與第一架車7的結(jié)構(gòu)完全一樣，區(qū)別在于第二架車8上的第四定位器12有2個(gè)主動(dòng)自由度，第三定位器11有I個(gè)主動(dòng)自由度，SP第四定位器12的OX自由度沒有伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)，而第三定位器11的結(jié)構(gòu)與第二定位器9的結(jié)構(gòu)完全一樣;此外，第三架車6的結(jié)構(gòu)與第一架車7完全一樣;第四架車5的結(jié)構(gòu)與第二架車8完全一樣。
[0029]綜上所述，本發(fā)明通過將多余物檢查和質(zhì)心測(cè)量集成到基于三自由度球鉸定位器的調(diào)姿設(shè)備上，從而可以通過基于iGPS或者激光跟蹤儀的測(cè)量反饋信息得到待對(duì)接火箭級(jí)段的位姿，并通過控制算法中的運(yùn)動(dòng)解算和軌跡規(guī)劃等，實(shí)現(xiàn)調(diào)姿設(shè)備個(gè)主動(dòng)自由度的協(xié)調(diào)控制，完成待對(duì)接級(jí)段之間的位姿偏差調(diào)整直滿足對(duì)接裝配要求，該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)火箭級(jí)段對(duì)接的數(shù)字化和自動(dòng)化。此外，集成的多余物檢查和質(zhì)心檢測(cè)系統(tǒng)，可以通過一次預(yù)吊裝即可完成多種火箭裝配和檢測(cè)操作。通過本發(fā)明，解決目前火箭級(jí)段對(duì)接裝配對(duì)對(duì)高質(zhì)量、高精度、高效率、自動(dòng)化和數(shù)字化程度高的需求問題。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例提供的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備可以根據(jù)iGPS測(cè)量得到的待對(duì)接裝配的兩段火箭級(jí)段的位姿信息，及由測(cè)量得到的待對(duì)接火箭級(jí)段的相對(duì)位姿偏差解算得到的各軸運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)待對(duì)接裝配火箭級(jí)段的相對(duì)位姿偏差調(diào)整，從而使得待對(duì)接火箭級(jí)段的位姿滿足對(duì)接裝配的要求。此外，本發(fā)明中的集多余物檢查與質(zhì)心測(cè)量于一體的火箭級(jí)段數(shù)字化柔性總對(duì)接裝配設(shè)備，將火箭級(jí)段的多余物檢查和質(zhì)心測(cè)量集成到調(diào)姿設(shè)備上，從而不僅可以實(shí)現(xiàn)火箭級(jí)段的對(duì)接裝配需求，而且可完成火箭級(jí)段的多與物檢查和質(zhì)心測(cè)量。
[0031]本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備，其特征在于，包括:架車，所述架車用于支撐火箭級(jí)段;定位器，所述定位器安裝于架車，用于調(diào)整火箭級(jí)段的位置。2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備，其特征在于，所述架車包括結(jié)構(gòu)相同的第一架車和第二架車，所述第一架車和第二架車分別設(shè)置于第一火箭級(jí)段的兩端;所述定位器包括:安裝于第一架車底座相對(duì)兩端的第一定位器和第二定位器;安裝于第二架車底座相對(duì)兩端的第三定位器和第四定位器。3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備，其特征在于，建立直角坐標(biāo)系，第一定位器在OX、OY、OZ方向，第二定位器在OZ方向，第三定位器在OZ方向，第四定位器在OZ和OY方向?yàn)橹鲃?dòng)自由度;第二定位器在OY和OX方向，第三定位器在OY和OX方向，第四定位器在OX方向?yàn)楸粍?dòng)自由度。4.依據(jù)權(quán)利要求3所述的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備，其特征在于，所述第一定位器、第二定位器、第三定位器、第四定位器在主動(dòng)自由度方向采用伺服電機(jī)+減速器+高精密滾珠絲杠的驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)方式;在主動(dòng)自由度和被動(dòng)自由度方向采用高精度直線導(dǎo)軌副的支撐方式。5.依據(jù)權(quán)利要求3所述的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備，其特征在于，所述第一架車包括架車基座橫梁、與架車基座橫梁固定連接的軌道運(yùn)動(dòng)系統(tǒng);所述第一定位器通過兩套支撐直線導(dǎo)軌副連接在架車基座橫梁，所述兩套支撐直線導(dǎo)軌副在三自由度球鉸定位器方向?qū)ΨQ分布。6.依據(jù)權(quán)利要求3所述的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備，其特征在于，所述第一定位器包括:定位器球鉸機(jī)械接口、球鉸頭柱、球鉸柱基座、定位器基座、OX自由度的支撐導(dǎo)軌、OY自由度的支撐導(dǎo)軌、OZ自由度的支撐導(dǎo)軌;所述定位器球鉸機(jī)械接口用于和第一火箭級(jí)段的外包覆環(huán)進(jìn)行連接，定位器球鉸機(jī)械接口通過球窩與球鉸頭柱上端連接;球鉸頭柱的下端固定在球鉸柱基座上;球鉸柱基座固定安裝在OY自由度的支撐導(dǎo)軌上，OY自由度的支撐導(dǎo)軌通過配合面安裝于OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板上;OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板安裝在OX自由度的支撐導(dǎo)軌上上;OX自由度的支撐導(dǎo)軌安裝通過配合面安裝于定位器基座上;定位器基座通過OZ自由度的支撐導(dǎo)軌固定在架車基座橫梁的一端。7.依據(jù)權(quán)利要求6所述的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備，其特征在于，OY自由度的運(yùn)動(dòng)通過伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)固定安裝在OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板上，滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)的螺母與球鉸柱基座通過螺接固定連接，滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)的兩端軸承支座則固定安裝在OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板上，OX自由度的運(yùn)動(dòng)通過伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)固定安裝在定位器基座上，滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)的螺母與OY自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的底座平板之間通過螺接固定連接，滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)的兩端軸承支座固定安裝在定位器基座上;OX自由度的運(yùn)動(dòng)通過伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。8.依據(jù)權(quán)利要求7所述的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備，其特征在于，第二定位器的結(jié)構(gòu)與第一定位器的結(jié)構(gòu)一樣，安裝在第一架車的架車基座橫梁的另一端，第二定位器的OZ自由度方向連接有伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng);所述第一架車和第二架車的結(jié)構(gòu)相同，第三定位器的結(jié)構(gòu)與第一定位器的結(jié)構(gòu)一樣，安裝在第二架車的架車基座橫梁的一端，第三定位器的OZ自由度方向連接有伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng);第四定位器的結(jié)構(gòu)與第三定位器的結(jié)構(gòu)一樣，安裝在第二架車的架車基座橫梁的另一端;第四定位器在OZ和OY方向連接有伺服電機(jī)和減速器系統(tǒng)以及滾珠絲杠螺母副系統(tǒng)。9.依據(jù)權(quán)利要求8所述的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備，其特征在于，還包括多余物檢查系統(tǒng);所述多余物檢查系統(tǒng)包括:固定連接在架車基座橫梁的第一被動(dòng)摩擦輪部件和第二被動(dòng)摩擦輪部件;所述第一被動(dòng)摩擦輪部件和第二被動(dòng)摩擦輪部件分別位于安裝于同一架車的兩個(gè)定位器的內(nèi)側(cè)，被動(dòng)摩擦輪部件通過螺旋傳動(dòng)沿火箭級(jí)段徑向方向互相靠近或遠(yuǎn)離;還包括:安裝在架車基座橫梁內(nèi)部的第一主動(dòng)摩擦輪部件和第二主動(dòng)摩擦輪部件;安裝在架車基座橫梁7-19內(nèi)部的質(zhì)心測(cè)量傳感器模塊基座;第一質(zhì)心測(cè)量傳感器、第二質(zhì)心測(cè)量傳感器的頂部與質(zhì)心測(cè)量傳感器模塊基座下底面配合連接，第一質(zhì)心測(cè)量傳感器、第二質(zhì)心測(cè)量傳感器的底部分別與第一剛度增強(qiáng)梁、第二剛度增強(qiáng)梁固定連接;剛度增強(qiáng)梁固定在架車基座橫梁底部。10.權(quán)利要求1至9所提供的火箭級(jí)段柔性數(shù)字化總對(duì)接裝配設(shè)備的對(duì)接裝配方法。
【文檔編號(hào)】B23P19/10GK106078190SQ201610528851
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】庹福幸, 郭立杰, 曹曉
【申請(qǐng)人】上海航天設(shè)備制造總廠