CN102530726B - 一种航天器水平调节吊具的调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于吊点调节的吊具水平吊装调节方法，该方法主要包括吊具的自身水平调节、吊钩(或吊具的吊环)与天车的对中、水平度测量及位置调整等吊装调节流程等步骤，其中，以吊环组件上倾角传感器的测量值作为判断天车和吊钩对中的判据，以吊梁上倾角传感器的测量值作为判断吊装水平度的判据，利用XY工作台在平面内的移动实现吊具吊点的位置调整，在保证天车和吊钩对中的前提下，将吊具的吊点调整到合适位置以实现航天器吊装过程的二维水平度调节。本发明的高精度水平吊装的调节方法，水平度小于4.1mm/m，水平调节过程可在180s内完成，实现了测量、调节过程的数字化和自动化，提高了吊装精度和吊装效率，降低了操作人员的劳动强度，应用价值显著。
Description
技术领域
本发明属于吊装技术领域，具体涉及一种能实现航天器水平调节的方法。
背景技术
在航天器总装过程中，航天器精密对接与分解装配均采用吊装的方式完成，在对接与分解的过程中需要保持对接面水平。
由于航天器的实际质心位置与理论质心位置存在一定的差异，造成吊装倾斜，引起航天器对接面的点接触，损伤对接面，损坏定位销(或导向销)；同时，由于实际质心位置与理论质心位置的偏差，吊装过程中产生旋转及摆动，容易产生碰撞，损伤航天器或操作人员。
目前，航天器吊装及对接过程均使用手工操作为主的方法。其方法是在吊具的四根吊带上串联花篮螺丝，对航天器进行试吊，根据操作人员的经验反复调节各花篮螺丝的长度，达到调节航天器水平度的目的。由于采用目视指挥，人工多次调节，过多依赖操作人员个体技能水平和经验，基本属于临机处置的模式指挥吊车进行手工对接或分解，效率低，对接精度难以保证。
由于现有的吊装方法存在上述不足，对新型、高效的吊具的需求十分迫切。
目前国内外常见的水平调节吊装技术主要有5种：基于连杆的并联机构调节技术、基于绳索的并联机构调节技术、结合连杆与绳索的并联机构混合调节技术、高啮合度链轮锁定调节技术以及重心补偿技术等。
基于连杆的并联机构调节技术工作空间较小，位置调节复杂，抗拉伸能力弱。基于绳索的并联机构调节技术工作空间大，可以高速改变位置，但绳索间耦合严重，控制难度大，且难以获得较高精度。结合连杆与绳索的并联机构混合调节技术尽管综合了两者的优点，但工作空间仍受到限制，结构更复杂，控制难度加大。高啮合度链轮锁定调节技术难以达到精度要求，难以实现自动调节。重心补偿配平技术易于实现自动调节，可以承受较大载荷，但通常只能对载荷进行一维水平调节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于航天器高精度二维水平吊装的调节方法，旨在用自动化的调节方法取代现有人工调节导致的吊装效率低下、对接质量难于保证的不足，实现了航天器吊装技术水平的提升。
本发明的基于吊点调节的吊具水平吊装调节方法，所述吊具包括吊环组件、XY工作台、吊梁和吊带，其中，吊环组件通过万向节与XY工作台连接，XY工作台布置在吊梁上部，吊梁的下部设置有四根吊带。该方法主要包括以下步骤：吊具的自身水平调节、吊钩(或吊具的吊环)与天车的对中、水平度测量及位置调整等吊装调节流程，其中，以吊环组件上倾角传感器的测量值作为判断天车和吊钩对中的判据，以吊梁上倾角传感器的测量值作为判断吊装水平度的判据，利用XY工作台在平面内的移动实现吊具吊点的位置调整，在保证天车和吊钩对中的前提下，将吊具的吊点调整到合适位置以实现航天器吊装过程的二维水平度调节。
进一步地，本发明的基于吊点调节的吊具水平吊装调节方法，包括以下步骤：
1)起吊吊具，利用XY工作台将吊具在空载状态下调水平；
2)将调平的吊具通过吊带与航天器连接并预紧；
3)根据吊环组件上设置的倾角传感器的测量值，判断天车相对吊钩的偏移量，根据偏移量进行天车与吊钩的对中，对中后将倾角传感器清零；
4)将天车点动上升适当高度，航天器部分翘起，通过吊梁上设置的两维倾角传感器的测量值，判断航天器的水平度，若水平度满足吊装要求(小于5mm/m)，直接起吊航天器，若不满足该水平度的吊装要求，则顺序执行下述流程；
5)将航天器落回到支撑工装上，吊具自行计算航天器的偏心大小及方向，并控制XY工作台使吊环组件移动相应的位置；
6)重复步骤3)，预紧吊带，通过吊环组件上设置的倾角传感器重新测量天车与吊钩的角度，使天车对吊钩的重新对中；
7)重复步骤4)，天车点动上升适当高度，航天器部分翘起，通过吊梁上设置的两维倾角传感器的测量值，判断航天器的水平度，若水平度满足吊装要求，直接起吊航天器，若不满足吊装要求，再执行步骤5)、6)，直至满足水平度要求。
本发明的高精度水平吊装的调节方法，水平度小于4.1mm/m，水平调节过程可在180s内完成，实现了测量、调节过程的数字化和自动化，提高了吊装精度和吊装效率，降低了操作人员的劳动强度，应用价值显著。
附图说明
图1为本发明的水平吊装调节方法中吊具的结构示意图。
其中，1为吊环组件；2为XY工作台；3为吊梁；4为吊带。
图2为本发明的基于吊点调节的吊具水平吊装调节方法的流程图。
图3为本发明的基于吊点调节的吊具水平吊装调节过程的示意图。
其中，11天车吊点；12吊具吊点；13航天器偏心位置；14天车吊钩的倾斜角度；15吊具吊梁的水平倾角；16点动上升距离。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的基于吊点调节的吊具水平吊装调节方法作进一步的说明。
参见图1，图1给出了本发明的水平吊装调节方法中吊具的结构示意图。其中，本发明的水平吊装调节方法中的吊具，包括用于连接天车吊钩的吊环组件1；上部与吊环组件1固定连接的XY工作台2；XY工作台2支撑在承载被吊物体载荷的吊梁3和吊梁下悬挂的吊带4。吊带下面装吊被吊装的航天器。
本发明的基于吊点调节的吊具水平吊装调节方法的流程图参见图2。其中本发明的基于吊点调节的吊具水平吊装调节方法，通过吊梁上设置的倾角传感器判断航天器的偏心情况，利用XY工作台调节吊环的位置，通过吊环组件上的倾角传感器判断并控制天车实现天车与吊钩的对中，最终实现航天器质心、吊具吊点与天车吊点处于同一铅垂线上，达到水平起吊的目的。具体调节过程如下：
(1)起吊吊具，利用XY工作台将吊具在空载状态下调水平；
(2)将调平的吊具通过吊带与航天器连接并预紧；
(3)根据吊环组件上倾角传感器的测量值，判断天车相对吊钩的偏移量，实现天车与吊钩的对中，对中后倾角传感器清零；
(4)天车点动上升适当高度，航天器部分翘起，通过吊梁上的两维倾角传感器的测量值，判断航天器的水平度，若水平度满足要求，可直接起吊航天器，若不满足要求，顺序执行下述流程；
(5)将航天器落回到支撑工装上，吊具自行计算航天器的偏心大小及方向，并控制XY工作台使吊环组件移动相应的位置；
(6)重复步骤3)，预紧吊带，通过吊环组件上的倾角传感器测量天车与吊钩的角度，实现天车对吊钩的重新对中；
(7)重复步骤4)，天车点动上升适当高度，航天器部分翘起，通过吊梁上的两维倾角传感器的测量值，判断航天器的水平度，若水平度满足要求，可直接起吊航天器，若不满足要求，再执行步骤5)、6)，直至满足水平度要求。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.基于吊点调节的吊具水平吊装调节方法，所述吊具包括吊环组件、XY工作台、吊梁和吊带，其中，吊环组件通过万向节与XY工作台连接，XY工作台设置在吊梁上部，吊梁的下部设置有四根吊带，该方法主要包括以下步骤：吊具的自身水平调节、吊钩与天车的对中、水平度测量及位置调整吊装调节流程，其中，以吊环组件上倾角传感器的测量值作为判断天车和吊钩对中的判据，以吊梁上倾角传感器的测量值作为判断吊装水平度的判据，利用XY工作台在平面内的移动实现吊具吊点的位置调整，在保证天车和吊钩对中的前提下，将吊具的吊点调整到合适位置以实现航天器吊装过程的二维水平度调节，包括以下步骤：
1)起吊吊具，利用XY工作台将吊具在空载状态下调水平；
2)将调平的吊具通过吊带与航天器连接并预紧；
3)根据吊环组件上设置的倾角传感器的测量值，判断天车相对吊钩的偏移量，根据偏移量进行天车与吊钩的对中，对中后将倾角传感器清零；
4)将天车点动上升适当高度，航天器部分翘起，通过吊梁上设置的两维倾角传感器的测量值，判断航天器的水平度，若水平度小于5mm/m，直接起吊航天器，若不满足该水平度的吊装要求，则顺序执行下述流程；
5)将航天器落回到支撑工装上，吊具自行计算航天器的偏心大小及方向，并控制XY工作台使吊环组件移动相应的位置；
6)重复步骤3)，预紧吊带，通过吊环组件上设置的倾角传感器重新测量天车与吊钩的角度，使天车对吊钩的重新对中；
7)重复步骤4)，天车点动上升适当高度，航天器部分翘起，通过吊梁上设置的两维倾角传感器的测量值，判断航天器的水平度，若水平度满足吊装要求，直接起吊航天器，若不满足吊装要求，再执行步骤5)、6)，直至满足上述水平度的吊装要求。
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