本發(fā)明屬于火箭發(fā)射裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種火箭型號(hào)及姿態(tài)可調(diào)節(jié)的火箭發(fā)射平臺(tái)。

背景技術(shù)：

隨著人工影響天氣工程和模型航天器體育運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，火箭發(fā)射離我們不再遙遠(yuǎn)，火箭發(fā)射裝置及發(fā)射工藝已經(jīng)成為提高發(fā)射效率，影響發(fā)射效果的重要技術(shù)。

人工影響天氣，是指為避免或者減輕氣象災(zāi)害，合理利用氣候資源，在適當(dāng)條件下通過(guò)科技手段對(duì)局部大氣的物理、化學(xué)過(guò)程進(jìn)行人工影響，實(shí)現(xiàn)增雨雪、防雹、消雨、消霧、防霜等目的的活動(dòng)。具體到實(shí)施過(guò)程，人們將影響天氣的化學(xué)試劑裝載在飛機(jī)或者火箭等飛行器上，利用飛行器將試劑帶入目標(biāo)云層。由于飛機(jī)裝載成本較高，因此大多數(shù)地區(qū)選擇利用火箭完成裝載任務(wù)。當(dāng)需要人工影響天氣時(shí)，操作人員需要將發(fā)射架從倉(cāng)庫(kù)取出，用汽車牽引至空曠區(qū)域，由于空曠區(qū)域地形多數(shù)不平坦，因此操作人員需要花時(shí)間不斷地為發(fā)射架找正，這樣一來(lái)不但影響發(fā)射效率，而且可能會(huì)延誤發(fā)射時(shí)機(jī)。除此以外，針對(duì)不同的人工影響天氣目的，所需的火箭型號(hào)有所不同，因此，相關(guān)部門需要裝備多款發(fā)射架，增加了發(fā)射成本。

另一方面，模型航天器體育運(yùn)動(dòng)的興起，給更多的青少年提供了動(dòng)手實(shí)踐和理論創(chuàng)新的平臺(tái)，如國(guó)家體育總局舉辦的“科研類全國(guó)航空航天模型錦標(biāo)賽”就有“模型航天器項(xiàng)目”。該項(xiàng)目本身有一個(gè)硬性要求，即發(fā)射的火箭需要達(dá)到30米鉛垂高度，比賽成績(jī)才有效。所以遭遇大風(fēng)天氣時(shí)需要根據(jù)火箭的“追風(fēng)性”調(diào)整火箭發(fā)射姿態(tài)。另外，由于每個(gè)參賽方可以報(bào)名三組比賽，所以針對(duì)不同方案下的不同型號(hào)火箭發(fā)射問(wèn)題需要得到解決。

目前在人工影響天氣工程領(lǐng)域內(nèi)，大多數(shù)發(fā)射架功能單一，即只能實(shí)現(xiàn)發(fā)射俯仰角度的調(diào)節(jié)。在模型航天器體育運(yùn)動(dòng)中，多數(shù)發(fā)射架僅實(shí)現(xiàn)垂直定位發(fā)射的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是鑒于以上兩個(gè)領(lǐng)域的需求及現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種火箭型號(hào)及姿態(tài)可調(diào)節(jié)的火箭發(fā)射平臺(tái)，該發(fā)射平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地形情況下、不同型號(hào)火箭的發(fā)射，具有姿態(tài)調(diào)整靈活、火箭型號(hào)切換簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

本發(fā)明提出的一種火箭型號(hào)及姿態(tài)可調(diào)節(jié)的火箭發(fā)射平臺(tái)，其特征在于，該火箭發(fā)射平臺(tái)包括發(fā)射框架、動(dòng)平臺(tái)、支撐平臺(tái)、定平臺(tái)、支撐腿、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈、第五支鏈、第六支鏈、第七支鏈、第八支鏈以及第九支鏈；其中，第一、第二和第三支鏈呈圓周均布緊固在發(fā)射框架上；第四和第五支鏈分別連接于發(fā)射框架和支撐平臺(tái)之間，并與發(fā)射框架和支撐平臺(tái)構(gòu)成空間閉環(huán)機(jī)構(gòu)；第六支鏈連接于支撐平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)之間；第七、第八和第九支鏈分別連接于動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)之間，并與動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)構(gòu)成空間閉環(huán)機(jī)構(gòu)；三個(gè)支撐腿位于定平臺(tái)底部呈圓周均布，各個(gè)支撐腿一端通過(guò)螺栓與定平臺(tái)緊固、另一端通過(guò)地釘緊固于發(fā)射地面。

本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果：

本發(fā)明涉及的一種火箭型號(hào)及姿態(tài)可調(diào)節(jié)的火箭發(fā)射平臺(tái)可以應(yīng)用于人工影響天氣工程及模型航天器體育運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜地形情況下、不同型號(hào)火箭的發(fā)射，具有結(jié)構(gòu)緊湊、工況適應(yīng)能力強(qiáng)、姿態(tài)調(diào)整靈活、火箭型號(hào)切換簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的第一支鏈I、第二支鏈II、第三支鏈III示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的局部放大圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的第一支鏈I、第二支鏈II、第三支鏈III示意圖；

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出的一種火箭型號(hào)及姿態(tài)可調(diào)節(jié)的火箭發(fā)射平臺(tái)結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下：

實(shí)施例1：

本實(shí)施案例的一種火箭型號(hào)及姿態(tài)可調(diào)節(jié)的火箭發(fā)射平臺(tái)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括發(fā)射框架5、動(dòng)平臺(tái)27、支撐平臺(tái)28、定平臺(tái)21、支撐腿20、第一支鏈、第二支鏈、第三支鏈、第四支鏈、第五支鏈、第六支鏈、第七支鏈、第八支鏈以及第九支鏈(所述第一至第九支鏈即圖1中的I至IX)；各部件的連接關(guān)系為：第一支鏈I、第二支鏈II、第三支鏈III圓周均布緊固在發(fā)射框架5上；第四支鏈IV、第五支鏈V分別連接于發(fā)射框架5和支撐平臺(tái)28之間，并與發(fā)射框架5和支撐平臺(tái)28構(gòu)成空間閉環(huán)機(jī)構(gòu)；第六支鏈VI連接于支撐平臺(tái)28和動(dòng)平臺(tái)27之間；第七支鏈VII、第八支鏈VIII、第九支鏈IX分別連接于動(dòng)平臺(tái)27和定平臺(tái)21之間，并與動(dòng)平臺(tái)27和定平臺(tái)21構(gòu)成空間閉環(huán)機(jī)構(gòu)；三條支撐腿20位于定平臺(tái)21底部呈圓周均布，各個(gè)支撐腿20一端通過(guò)螺栓與定平臺(tái)21緊固、另一端通過(guò)地釘緊固于發(fā)射地面。

所述第一支鏈I、第二支鏈II、第三支鏈III結(jié)構(gòu)相同，如圖2所示，均包括：上端搖桿1、上端導(dǎo)軌2、上端電機(jī)3、伸縮桿4、下端導(dǎo)軌6、下端搖桿7、下端電機(jī)8以及運(yùn)動(dòng)副；各部件的裝配關(guān)系為：上端電機(jī)3和下端電機(jī)8分別通過(guò)螺栓緊固在發(fā)射框架5上的電機(jī)槽內(nèi)，上端電機(jī)3輸出軸與上端搖桿1以及下端電機(jī)8輸出軸與下端搖桿7均為鍵連接，上端搖桿1與上端導(dǎo)軌2以及下端搖桿7與下端導(dǎo)軌6均通過(guò)軸銷連接，上端導(dǎo)軌2與伸縮桿4通過(guò)圓柱面配合形成軸向的移動(dòng)副，伸縮桿4與下端導(dǎo)軌6通過(guò)徑向螺釘緊固在一起；所述運(yùn)動(dòng)副有5個(gè)，一個(gè)是位于上端電機(jī)3輸出軸和上端搖桿1之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)是位于上端搖桿1和上端導(dǎo)軌2之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)是位于上端導(dǎo)軌2和伸縮桿4之間的移動(dòng)副，一個(gè)是位于下端導(dǎo)軌6和下端搖桿7之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，另一個(gè)是位于下端搖桿7和下端電機(jī)8輸出軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副；所述5個(gè)運(yùn)動(dòng)副均處于同一平面內(nèi)，其中，位于上端電機(jī)3輸出軸和上端搖桿1之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副以及位于下端搖桿7和下端電機(jī)8輸出軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副是被驅(qū)動(dòng)的；上端電機(jī)3和下端電機(jī)8同步反向驅(qū)動(dòng)，使得上端導(dǎo)軌2和下端導(dǎo)軌6形成一條直線導(dǎo)軌，該直線導(dǎo)軌平行于由上端電機(jī)3和下端電機(jī)8軸線構(gòu)成的平面。

所述第四支鏈IV的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：軸承座9、承載軸10、支承座11、調(diào)節(jié)塊12、以及運(yùn)動(dòng)副；所述各部件的裝配關(guān)系為：軸承座9與發(fā)射框架5通過(guò)螺栓緊固，軸承座9與承載軸10通過(guò)軸承配合形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，承載軸10與支承座11通過(guò)徑向螺釘緊固在一起，支承座11、調(diào)節(jié)塊12與支撐平臺(tái)28通過(guò)螺栓緊固在一起；所述運(yùn)動(dòng)副有1個(gè)，即位于軸承座9和承載軸10之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副。

所述第五支鏈V的結(jié)構(gòu)如圖1所示(局部見(jiàn)圖3)，包括：連接軸13、絲杠基座14、支承座15、電機(jī)29、電機(jī)座31、聯(lián)軸器架32、滑塊33、連桿35、絲杠36、支承座37、連接軸38以及運(yùn)動(dòng)副；所述各部件的裝配關(guān)系為(詳見(jiàn)圖3，局部見(jiàn)圖1)：電機(jī)座31與聯(lián)軸器架32通過(guò)螺釘連接、聯(lián)軸器架32與絲杠基座14通過(guò)螺釘連接、絲杠基座14通過(guò)螺釘緊固在支撐平臺(tái)28上，電機(jī)29通過(guò)螺栓緊固在電機(jī)座31上，絲杠36與絲杠基座14通過(guò)軸承配合形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，滑塊33與絲杠36通過(guò)螺紋配合形成移動(dòng)副，滑塊33與支承座15通過(guò)螺釘緊固，支承座15與連接軸13通過(guò)徑向螺釘緊固，連接軸13與連桿35通過(guò)軸承配合形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，連桿35與連接軸38通過(guò)軸承配合形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，連接軸38與支承座37通過(guò)徑向螺釘緊固，支承座37通過(guò)螺栓與發(fā)射框架5緊固在一起；所述運(yùn)動(dòng)副有4個(gè)，一個(gè)是位于絲杠基座14和絲杠36之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)是位于絲杠36和滑塊33之間的移動(dòng)副，一個(gè)是位于連接軸13和連桿35之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，另一個(gè)是位于連桿35和連接軸38之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副；所述4個(gè)運(yùn)動(dòng)副中，位于絲杠基座14和絲杠36之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副是被電機(jī)29驅(qū)動(dòng)的。

所述第六支鏈VI的結(jié)構(gòu)如圖1所示(局部見(jiàn)圖3)，包括：電機(jī)34、齒輪30、上止推環(huán)16、齒環(huán)17和下止推環(huán)18以及運(yùn)動(dòng)副；所述各部件的裝配關(guān)系為：上止推環(huán)16與支撐平臺(tái)28通過(guò)螺釘緊固，上止推環(huán)16內(nèi)圓柱面與齒環(huán)17通過(guò)回轉(zhuǎn)軸承形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，上止推環(huán)16下表面與下止推環(huán)18上表面通過(guò)端面軸承形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，齒環(huán)17與下止推環(huán)18通過(guò)徑向螺釘緊固，下止推環(huán)18與動(dòng)平臺(tái)27通過(guò)螺釘緊固，電機(jī)34通過(guò)螺栓緊固在支撐平臺(tái)28上的電機(jī)槽內(nèi)，電機(jī)34輸出軸與齒輪30通過(guò)鍵連接，齒輪30與齒環(huán)17嚙合；所述運(yùn)動(dòng)副有4個(gè)，一個(gè)是位于齒輪30和電機(jī)34輸出軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)是位于齒輪30和齒環(huán)17之間通過(guò)嚙合形成的高副，一個(gè)是位于上止推環(huán)16和下止推環(huán)18之間的通過(guò)端面軸承形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副，另一個(gè)是位于上止推環(huán)16和齒環(huán)17之間的通過(guò)回轉(zhuǎn)軸承形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副；所述4個(gè)運(yùn)動(dòng)副中，位于上止推環(huán)16內(nèi)的圓柱面與齒環(huán)17通過(guò)回轉(zhuǎn)軸承形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副以及上止推環(huán)16下表面與下止推環(huán)18上表面通過(guò)端面軸承形成的轉(zhuǎn)動(dòng)副重合等效為同一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，齒輪30的轉(zhuǎn)動(dòng)是被電機(jī)34驅(qū)動(dòng)的。

所述第七支鏈VII、第八支鏈VIII、第九支鏈IX結(jié)構(gòu)相同，如圖1所示，均包括：球鉸26、連桿25、滑塊23、齒輪19、齒條桿22和電機(jī)24以及運(yùn)動(dòng)副；所述各部件的裝配關(guān)系為：球鉸26與動(dòng)平臺(tái)27球副連接，球鉸26與連桿25通過(guò)螺釘緊固，連桿25與滑塊23通過(guò)軸銷連接形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，滑塊23與齒條桿22通過(guò)柱面配合形成移動(dòng)副，齒條桿22一端通過(guò)焊接緊固于定平臺(tái)21上，且呈圓周均布，電機(jī)24通過(guò)螺栓緊固在滑塊23上的電機(jī)槽內(nèi)，電機(jī)24輸出軸與齒輪19通過(guò)鍵連接，齒輪19與齒條桿22嚙合；所述運(yùn)動(dòng)副有5個(gè)，一個(gè)是位于動(dòng)平臺(tái)27與球鉸26之間的球副，一個(gè)是位于連桿25與滑塊23之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)是位于滑塊23與齒條桿22之間的移動(dòng)副，一個(gè)是位于齒輪19和電機(jī)24輸出軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，另一個(gè)是位于齒輪19和齒條桿22之間的通過(guò)齒輪齒條嚙合形成的高副；所述5個(gè)運(yùn)動(dòng)副中，齒輪19的轉(zhuǎn)動(dòng)是被電機(jī)24驅(qū)動(dòng)的。

本實(shí)施例的火箭發(fā)射平臺(tái)具有四個(gè)基本功能：①火箭型號(hào)(直徑)可調(diào)；②發(fā)射俯仰角度可調(diào)；③平臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度可調(diào)；④平臺(tái)水平位姿保證。具體描述如下：

功能①：火箭型號(hào)(直徑)可調(diào)

所述功能①(火箭型號(hào)可調(diào))由以下部件實(shí)現(xiàn)：發(fā)射框架5、第一支鏈I、第二支鏈II和第三支鏈III。

工作原理為：所述第一支鏈I、第二支鏈II、第三支鏈III同時(shí)動(dòng)作，形成三條直線導(dǎo)軌，從而包絡(luò)成一個(gè)圓柱面，該圓柱面即為火箭外圓柱面的約束面；控制三條支鏈的電機(jī)動(dòng)作角度，即可控制所述約束面的直徑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)火箭型號(hào)可調(diào)控制。

功能②：發(fā)射俯仰角度可調(diào)

所述功能②(發(fā)射俯仰角度可調(diào))由以下部件實(shí)現(xiàn)：發(fā)射框架5、支撐平臺(tái)28、第四支鏈IV和第五支鏈V。

工作原理為：所述第四支鏈IV、第五支鏈V的五個(gè)運(yùn)動(dòng)副均處于同一平面內(nèi)；控制電機(jī)29的轉(zhuǎn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)發(fā)射框架5繞承載軸10轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)火箭發(fā)射俯仰角度的調(diào)節(jié)控制。

功能③：平臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度可調(diào)

所述功能③(平臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度可調(diào))由以下部件實(shí)現(xiàn)：支撐平臺(tái)28、第六支鏈VI和動(dòng)平臺(tái)27。

工作原理為：控制電機(jī)34轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)齒輪30繞齒環(huán)17轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，齒輪30可帶動(dòng)支撐平臺(tái)28轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)平臺(tái)27相對(duì)于齒環(huán)17靜止，從而實(shí)現(xiàn)支撐平臺(tái)28相對(duì)動(dòng)平臺(tái)27旋轉(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)控制。

功能④：平臺(tái)水平位姿保證

所述功能④(平臺(tái)水平位姿保證)由以下部件實(shí)現(xiàn)：動(dòng)平臺(tái)27、定平臺(tái)21、三條支撐腿20和第七、第八、第九支鏈。

工作原理為：控制電機(jī)24轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)齒輪19沿著齒條桿22移動(dòng)，其中，齒輪19可帶動(dòng)滑塊23移動(dòng)，齒條桿22相對(duì)于定平臺(tái)21靜止；所述第七、第八、第九支鏈分別與動(dòng)平臺(tái)27和定平臺(tái)21連接形成一個(gè)空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)，該空間并聯(lián)閉環(huán)機(jī)構(gòu)通過(guò)第七、第八、第九支鏈三個(gè)電機(jī)24的輸入運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)動(dòng)平臺(tái)27運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)27的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)27相對(duì)定平臺(tái)21水平位姿的調(diào)節(jié)控制；定平臺(tái)21和支撐腿20通過(guò)螺栓緊固，3條支撐腿20的末端決定一個(gè)平面，可通過(guò)地釘緊固于發(fā)射地面，因此可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)27相對(duì)發(fā)射地面水平位姿的調(diào)節(jié)控制。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)如圖4所示，與實(shí)施例1的區(qū)別在于第一支鏈I、第二支鏈II和第三支鏈III的結(jié)構(gòu)。

所述第一支鏈I、第二支鏈II、第三支鏈III結(jié)構(gòu)相同，如圖5所示，均包括：上端搖桿1、導(dǎo)軌02、支承軸03、下端搖桿7、下端電機(jī)8以及運(yùn)動(dòng)副；所述各部件的裝配關(guān)系為：支承軸03和上端搖桿1通過(guò)軸承連接形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，上端搖桿1與導(dǎo)軌02以及導(dǎo)軌02與下端搖桿7均通過(guò)軸銷連接，下端搖桿7和下端電機(jī)8輸出軸通過(guò)鍵連接，下端電機(jī)8通過(guò)螺栓緊固在發(fā)射框架5上的電機(jī)槽內(nèi)；所述運(yùn)動(dòng)副有4個(gè)，一個(gè)是位于支承軸03和上端搖桿1之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)是位于上端搖桿1與導(dǎo)軌02之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)是位于導(dǎo)軌02與下端搖桿7之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副，另一個(gè)是位于下端搖桿7和下端電機(jī)8輸出軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副；所述4個(gè)運(yùn)動(dòng)副均處于同一平面內(nèi)，其中，連接于下端搖桿7和下端電機(jī)8輸出軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副是被驅(qū)動(dòng)的，通過(guò)下端電機(jī)8的驅(qū)動(dòng)使得導(dǎo)軌02做平面移動(dòng)。

組成本發(fā)明火箭發(fā)射平臺(tái)的各個(gè)部件均為常規(guī)零部件，可根據(jù)具體的使用需求進(jìn)行選擇。