一種運載火箭自動對接加泄連接器簡易位姿補償機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于運載火箭地面加注設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種能自動準確對位、且結(jié)構(gòu)簡單的運載火箭自動對接加泄連接器簡易位姿補償機構(gòu)。
技術(shù)背景
[0002]運載火箭自動對接技術(shù)，可極大的縮短火箭等航天器的燃料加注準備時間，提高了發(fā)射效率，同時消除了工作人員直接參與對自身安全帶來危險。
[0003]經(jīng)過美、俄、法等國的長期研究，形成了以美國為首的“箭棲”對接方式和以俄羅斯為首的“架棲”對接方式?！凹龡辈荒軐崿F(xiàn)脫落后再次對接，而“架棲”屬于剛性裝配，加注口只能位于箭體尾端。目前國內(nèi)仍采用人工方式實現(xiàn)地面對接裝置與箭體對接和再對接。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是:地面對接裝置與箭體之間在自動對接和隨動過程中存在小錯位，且結(jié)構(gòu)復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種運載火箭自動對接加泄連接器簡易位姿補償機構(gòu)，使地面對接裝置與箭體之間在對接和隨動過程中能自動準確對位，且結(jié)構(gòu)簡單。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:
[0007]—種運載火箭自動對接加泄連接器簡易位姿補償機構(gòu)，包括動平臺以及與之平行的地面連接器面板，所述動平臺與地面連接器面板由四個相同的彈性部件柔性連接在一起。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為:
[0009]地面對接裝置與箭體之間在對接和隨動過程中能自動準確對位。
[0010]本發(fā)明通過組彈性部件將所述動平臺與地面連接器面板柔性連接，能實現(xiàn)全方位補償，用來補償執(zhí)行機構(gòu)隨動箭體產(chǎn)生的位姿差量，使箭體不致于受到較大的撕扯力，改善了箭體的受力性能。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，同時也具有一定的承載能力。在靜平衡階段，可通過簡易的調(diào)節(jié)裝置對地面連接器位姿進行調(diào)整。
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明運載火箭自動對接加泄連接器簡易位姿補償機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1中彈性部件剖視圖。
[0014]圖中，1-動平臺，2-彈性部件、21-安裝座A、22-調(diào)節(jié)螺母、221-調(diào)節(jié)螺桿、222-下螺紋桿、23-上下復合橡膠彈簧、24-安裝座B、25-前后復合橡膠彈簧、251-前螺紋桿、252-后螺紋桿，3-地面連接器面板，4-對中導桿，5-箭上連接器面板。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本發(fā)明運載火箭自動對接加泄連接器簡易位姿補償機構(gòu)，包括動平臺I以及與之平行的地面連接器面板3，所述的動平臺I與地面連接器面板3通過至少四個均勻分布的彈性部件2相連。
[0016]作為一種優(yōu)選，如圖2所示，所述彈性部件2包括安裝座A21，調(diào)節(jié)螺母22，上下復合橡膠彈簧23，安裝座B24，前后復合橡膠彈簧25和調(diào)節(jié)螺桿221;
[0017]所述安裝座A21固定安裝于動平臺I后側(cè)，安裝座B24固定安裝于地面連接器面板3前側(cè)，前后復合橡膠彈簧25兩端分別與安裝座A21和安裝座B24固連，且所述前后復合橡膠彈簧25的中心軸線垂直于動平臺I平面;所述上下復合橡膠彈簧23的中心軸線平行于動平臺1，其下端與安裝座B24固連，上端與調(diào)節(jié)螺桿221的下端固連，所述調(diào)節(jié)螺桿221的上端穿過安裝座A21與調(diào)節(jié)螺母22螺紋配合；
[0018]如圖2所示，優(yōu)選地，所述前后復合橡膠彈簧25的前端與前螺紋桿251固連，所述前螺紋桿251的另一端與安裝座A21螺紋連接。
[0019]優(yōu)選地，所述前后復合橡膠彈簧25的后端與后螺紋桿252固連，所述后螺紋桿252的另一端與安裝座B24螺紋連接。
[0020]優(yōu)選地，所述前螺紋桿251與后螺紋桿252的螺旋方向相反。所述上下復合橡膠彈簧23的下端與下螺紋桿222固連，所述下螺紋桿222的另一端與安裝座B24螺紋連接。
[0021]由于前后復合橡膠彈簧25兩端的螺紋桿的螺紋螺旋方向相反，當對前后復合橡膠彈簧25兩端的螺紋桿同時繞軸線順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)時，前后復合橡膠彈簧25就被執(zhí)行了拉伸或壓縮調(diào)節(jié)。
[0022]由圖1可知，地面連接器面板3和動平臺I之間的連接都是通過復合橡膠彈簧相連，彈簧是一個具有柔性的部件，故該簡易位姿補償機構(gòu)可實現(xiàn)六個自由度的全方位補償。
[0023]該簡易位姿補償機構(gòu)具有一定的承載能力，來自地面連接器面板3及其附加結(jié)構(gòu)的絕大多數(shù)重力由四根上下復合橡膠彈簧23承載。前后復合橡膠彈簧25不僅用于維持靜態(tài)平衡，在對接時，還會提供一定的對接力。該結(jié)構(gòu)具有一定的穩(wěn)定性，當受到外部作用力對地面連接器面板3作用時，地面連接器面板3會做出相應的位姿變化，復合橡膠彈簧會產(chǎn)生小范圍壓縮、拉伸、折彎、扭轉(zhuǎn)的情況，當外部作用力撤去，復合橡膠彈簧會恢復原來的穩(wěn)定狀態(tài)，從而使整個機構(gòu)恢復原平衡狀態(tài)。
[0024]地面連接器面板3上安裝了鎖緊裝置、對中導桿4和各種單體連接器等，與之對接的箭上連接器面板5上有對應的連接器接口，箭上連接器面板5安裝在箭體上。對中導桿4布置在地面連接器面板3的上下兩端，與箭上連接器面板5上的錐孔對接實現(xiàn)對中導向的作用，使在存在一定小位姿偏差的情況下，也能實現(xiàn)連接器的對接。
[0025]簡易位姿補償機構(gòu)安裝在執(zhí)行機構(gòu)的末端，用來補償執(zhí)行機構(gòu)隨動箭體產(chǎn)生的位置和姿態(tài)小范圍偏差量，能實現(xiàn)六個自由度的全方位補償。
[0026]在對接之前，需要調(diào)整位姿補償機構(gòu)的初始狀態(tài)，使地面連接器面板3處于豎直狀態(tài)，相對于動平臺I平行，沒有轉(zhuǎn)角偏差。在執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動下，整個位姿補償機構(gòu)會伴隨箭體運動并趨近箭體，對中導桿4會越來越接近箭上連接器面板5上的錐孔。由于對中導桿4與錐孔之間由于各種原因會始終存在一定量的小偏差，對中導桿4首先接觸的地方是錐孔的錐面，在接觸力的作用下，位姿補償機構(gòu)會被動做出相應的位姿調(diào)整。在對接力的強行作用下，對中導桿4插入錐孔，完成對中導向。在該過程中，位姿補償機構(gòu)的形變補償了上述的小偏差，實現(xiàn)了連接器的對接。
[0027]當推進劑加注完成，執(zhí)行機構(gòu)在隨動箭體的同時，開始向后移動。位姿補償機構(gòu)的被動位姿調(diào)整，補償了上述的位姿小偏差。同時4根前后復合橡膠彈簧25不僅在對接階段提供了穩(wěn)定的對接力，在脫落階段也提供了足夠的分離力。分離完成后，當外部作用力撤去，彈簧會恢復原來的穩(wěn)定狀態(tài)，從而使整個機構(gòu)恢復原平衡狀態(tài)，為連接器的再次對接做好準備。
[0028]在本實施例中，位姿補償機構(gòu)通過自身復合橡膠彈簧的被動變形，補償了在對接過程、隨動過程以及脫落過程中存在的小位姿偏差，避免了箭體受到巨大的撕扯力導致箭體結(jié)構(gòu)的破壞。該簡易位姿補償機構(gòu)體積小，更加有利于火箭升空尾部火焰燒蝕階段的保護；由于處在執(zhí)行機構(gòu)末端，該結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕的優(yōu)點對整個機構(gòu)會產(chǎn)生較大的有利影響。有多個簡易的調(diào)節(jié)元件，可實現(xiàn)初始平衡位姿的調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項】
1.一種運載火箭自動對接加泄連接器簡易位姿補償機構(gòu)，其特征在于: 包括動平臺(I)以及與之平行的地面連接器面板(3)，所述的動平臺(I)與地面連接器面板(3)通過至少四個均勻分布的彈性部件(2)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的簡易位姿補償機構(gòu)，其特征在于:所述彈性部件(2)包括安裝座A(21)，調(diào)節(jié)螺母(22)，上下復合橡膠彈簧(23)，安裝座B(24)，前后復合橡膠彈簧(25)和調(diào)節(jié)螺桿(221); 所述安裝座A(21)固定安裝于動平臺(I)后側(cè)，安裝座B(24)固定安裝于地面連接器面板(3)前側(cè)，前后復合橡膠彈簧(25)兩端分別與安裝座A(21)和安裝座B(24)固連，且所述前后復合橡膠彈簧(25)的中心軸線垂直于動平臺(I)平面;所述上下復合橡膠彈簧(23)的中心軸線平行于動平臺(I)，其下端與安裝座B(24)固連，上端與調(diào)節(jié)螺桿(221)的下端固連，所述調(diào)節(jié)螺桿(221)的上端穿過安裝座A(21)與調(diào)節(jié)螺母(22)螺紋配合；3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的簡易位姿補償機構(gòu)，其特征在于:所述前后復合橡膠彈簧(25)的前端與前螺紋桿(251)固連，所述前螺紋桿(251)的另一端與安裝座A(21)螺紋連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的簡易位姿補償機構(gòu)，其特征在于:所述前后復合橡膠彈簧(25)的后端與后螺紋桿(252)固連，所述后螺紋桿(252)的另一端與安裝座B(24)螺紋連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的簡易位姿補償機構(gòu)，其特征在于:所述前螺紋桿(251)與后螺紋桿(252)的螺旋方向相反。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的簡易位姿補償機構(gòu)，其特征在于:所述上下復合橡膠彈簧(23)的下端與下螺紋桿(222)固連，所述下螺紋桿(222)的另一端與安裝座B(24)螺紋連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種運載火箭自動對接加泄連接器的簡易位姿補償機構(gòu)，包括動平臺(1)以及與之平行的地面連接器面板(3)，所述動平臺(1)與地面連接器面板(3)由四個相同的彈性部件(2)柔性連接在一起，本發(fā)明的簡易位姿補償機構(gòu)，使地面對接裝置與箭體之間在對接和隨動過程中能自動準確對位。
【IPC分類】B64G5/00
【公開號】CN105711862
【申請?zhí)枴緾N201610164776
【發(fā)明人】于存貴, 李保平, 趙純, 玄柳, 呂丁, 李志剛
【申請人】南京理工大學