CN103612094A - 航天器用六自由度调节的翻转架车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种航天器用六自由度调节的翻转架车，主要包括台体、台体上设置有二维水平调节的滑动平台、对接框、俯仰调节装置、滚转调节装置、偏航调节装置，其中，偏航调节装置包括固定在平台上的端面轴承以及滑车和水平梁，水平梁一端固定连接滑车，另一端固定连接在端面轴承上方，对接框的支柱一通过万向节与偏航调节装置的端面轴承连接，俯仰调节装置包括俯仰调节丝杆、俯仰旋转轴、俯仰调节小横梁，其中俯仰调节丝杆一端通过销轴固定在俯仰调节小横梁上，另一端通过销轴固定在保持架下方的支柱二上。与现有技术相比，本发明能够实现了航天器以外舱板的垂直边缘为轴翻转90°，并满足高精度的六自由端调节需求。

Description

航天器用六自由度调节的翻转架车
技术领域
本发明属于航天器总装的技术领域，具体来说，本发明涉及一种航天器用有六自由度调节的翻转架车以实现航天器外舱板的开合动作。
背景技术
通常，航天器由中心舱体和可拆卸的外板组成，在总装过程中要求将外舱板通过地面机械工艺装备按照要求进行开合动作。外舱板与中心舱体的销钉孔对接，安装精度要求高，要求地面机械工艺装备具有六个自由度可调整外舱板姿态，并具有高精度调节能力。
常见的航天器外舱板开合地面机械工艺装备见图1，该设备能够实现外舱板沿着舱板边的水平边缘为轴翻转90°。这种工艺装备设计较为成熟，使用广泛。但是某些航天器却需要实现以垂直边缘的旋转动作，而这种工艺装备却无法实现该功能，为此，提供一种能够实现以垂直边缘为轴旋转的六自由度调节的翻转架车是必须的。
发明内容
本发明的目的是提供一种航天器用有六自由度调节的翻转架车，以满足航天器以外舱板的垂直边缘为轴翻转90°和六自由度的姿态调整的需要。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
本发明的一种航天器用六自由度调节的翻转架车，主要包括台体、台体上设置有二维水平调节的滑动平台、对接框、俯仰调节装置（绕Y轴方向）、滚转调节装置（绕X轴方向）、偏航（翻转）调节装置（绕Z轴方向），其中，对接框下方一侧具有支柱一，另一侧具有两平行的支柱二和支柱三，偏航调节装置包括固定在平台上的端面轴承以及滑车和水平梁，水平梁一端固定连接滑车，另一端固定连接在端面轴承上方，对接框的支柱一通过万向节与偏航调节装置的端面轴承连接，俯仰调节装置包括俯仰调节丝杆、俯仰旋转轴、俯仰调节小横梁，其中俯仰调节丝杆一端通过销轴固定在俯仰调节小横梁上，另一端通过销轴固定在保持架下方的支柱二上。滚转调节装置（绕X轴方向）包括滚转调节手轮、两件平行的丝杆机构，其中丝杆机构一端固定在滑车上，另一端固定在俯仰调节小横梁上。
其中，下台体下方设置有四个行走轮和四个可进行整体高度调节（Z方向）的支撑地脚；
其中，二维水平调节滑动平台通过丝杆+导轨的结构完成XY二维方向上的水平调节；
其中，万向节能实现±5°以内的角度控制，并有设计有阻尼装置。
其中，对接框用于与航天器外舱板的连接，采用爪式结构，为一种高刚度保持支架；
与现有技术中舱板边的水平边缘为轴翻转90°的工艺装备相比，本发明的翻转架车，能够实现了航天器以外舱板的垂直边缘为轴翻转90°、并满足高精度的六自由端调节需求。
附图说明
图1是现有技术中航天器外舱板开合地面机械工艺装备的示意图；
图2是本发明一实施方式的以+Y舱翻转支架车为例的本发明的翻转架车结构组成示意图；
1为对接框（含三个支柱）；2为俯仰和滚转调节机构与滑车的装置，其中包括能实现俯仰、滚转及偏航三个功能的机构；3为包括二维水平调节滑动平台的台体；4为水平梁；5为万向节；6为端面轴承。
图3为本发明的翻转架车中使用的+Y舱翻转架车的俯仰和滚转调节机构与滑车的装置示意图。
1为对接框，32为俯仰调节机构的上螺母，33为俯仰调节机构的丝杆和手轮，34为俯仰调节机构的下螺母，35为俯仰调节的小横梁，36为滑车，37为滚转调节机构的手轮，38为滚转调节机构的丝杆。
具体实施方式
以下介绍的是作为本发明所述内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明的所述内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。
如图2所示，本发明的翻转架车航天器用六自由度调节的翻转架车，主要包括台体3、台体3上设置有二维水平调节的滑动平台、对接框1、为俯仰和滚转调节机构与滑车的装置2，所述装置包括俯仰调节装置（绕Y轴方向）、滚转调节装置（绕X轴方向）、偏航（翻转）调节装置（绕Z轴方向），其中，对接框1下方一侧具有支柱一，另一侧具有两平行的支柱二和支柱三，偏航调节装置包括固定在平台上的端面轴承6以及滑车和水平梁4，水平梁一端固定连接滑车，另一端固定连接在端面轴承6上方，对接框1的支柱一通过万向节5与偏航调节装置的端面轴承连接，优选地，万向节能实现±5°以内的角度控制，并有设计有阻尼装置。
图3显示了本发明的翻转架车中使用的+Y舱翻转架车的俯仰和滚转调节机构与滑车的装置示意图。其中，俯仰调节装置包括俯仰调节丝杆和手轮33、俯仰旋转轴、俯仰调节小横梁35、俯仰调节机构上螺母32、俯仰调节机构下螺母34，其中俯仰调节丝杆一端通过销轴固定在俯仰调节小横梁35上，另一端通过销轴固定在保持架下方的支柱二上。滚转调节装置（绕X轴方向）包括滚转调节机构的手轮37、两件平行的滚转调节机构的丝杆38，其中丝杆38机构一端固定在滑车36上，另一端固定在俯仰调节小横梁35上。
在一具体实施方式中，台体下方设置有四个行走轮和四个可进行整体高度调节（Z方向）的支撑地脚，且二维水平调节滑动平台通过丝杆+导轨的结构完成XY二维方向上的水平调节；
在本发明中，使用的对接框用于与航天器外舱板的连接，采用爪式结构，为一种高刚度保持支架。
具体来说，本发明中的翻转架车由包括台体、台体上设置有二维水平调节的滑动平台、对接框、俯仰调节装置（绕Y轴方向）、滚转调节装置（绕X轴方向）、偏航（翻转）调节装置（绕Z轴方向）等六部分组成，完成X/Y/Z的平移和绕X，绕Y、绕Z的旋转等六个自由度的调节，调节精度通过微调丝杆螺母结构来保证。
在一具体实施方式中，翻转架车的台体上具有二维水平调节的滑动平台，台体高度为700mm，台面尺寸为1600mm×2000mm。台体上的四个支撑地脚同步调整可实现高度方向（Z向）的平移。其中，通过丝杠手轮方式调节滑台水平位置，实现X方向和Y方向的平移，Y方向为200mm，X方向为400mm。
为提高对接框稳定性，在保证对接框结构刚度的提前下尽量减少对接框的重量，在距离转轴水平距离约1200mm处，距离舱板面30mm、400mm处各设计一个支柱，对接框共有3处支柱，对接框通常是与航天器连接的公知部件。
在一具体实施方式中，俯仰、滚转调节机构、滑车装置的结构进行如下设计：
操作滚转调节手轮可以实现舱板滚转-5°～5°，通过使得舱板右侧抬升或降低约140mm来实现。
操作俯仰调节丝杠可以实现舱板俯仰-5°～5°，通过使得舱板外侧抬升或降低40mm来实现。
在一实施方式中，X向旋转轴是一个带有万向节的支撑杆，万向节调整幅度限制为±5°。转动X向旋转轴可以实现舱板偏航方向（-5°～90°）调整，通过驱动X向旋转轴（手轮+减速器，或者推杆机构）来实现，旋转轴可与驱动机构释放分离。
尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。

Claims (5)

1.一种航天器用六自由度调节的翻转架车，主要包括台体、台体上设置有二维水平调节的滑动平台、对接框、俯仰调节装置（绕Y轴方向）、滚转调节装置（绕X轴方向）、偏航（翻转）调节装置（绕Z轴方向），其中，对接框下方一侧具有支柱一，另一侧具有两平行的支柱二和支柱三，偏航调节装置包括固定在平台上的端面轴承以及滑车和水平梁，水平梁一端固定连接滑车，另一端固定连接在端面轴承上方，对接框的支柱一通过万向节与偏航调节装置的端面轴承连接，俯仰调节装置包括俯仰调节丝杆、俯仰旋转轴、俯仰调节小横梁，其中俯仰调节丝杆一端通过销轴固定在俯仰调节小横梁上，另一端通过销轴固定在保持架下方的支柱二上。滚转调节装置（绕X轴方向）包括滚转调节手轮、两件平行的丝杆机构，其中丝杆机构一端固定在滑车上，另一端固定在俯仰调节小横梁上。
2.如权利要求1所述的翻转架车，其中，台体下方设置有四个行走轮和四个可进行整体高度调节（Z方向）的支撑地脚。
3.如权利要求1所述的翻转架车，其中，二维水平调节滑动平台通过丝杆+导轨的结构完成XY二维方向上的水平调节。
4.如权利要求1-3任一项所述的翻转架车，其中，万向节能实现±5°以内的角度控制，并有设计有阻尼装置。
5.如权利要求1-3任一项所述的翻转架车，其中，对接框用于与航天器外舱板的连接，采用爪式结构，为一种高刚度保持支架。
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