CN104635747B - 复杂桁架结构的装配精度测量调整装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复杂桁架结构的装配精度测量调整装置，该装配精度测量调整装置主要利用基准平台、共用基准块、多轴指向精度定位块、支撑柱以及整体定位模板对桁架结构进行装配精度测量及调整。共用基准块为测量基准；多轴指向精度定位块固定于基准平台或支撑柱，按理论位置做好接口，并提供与共用基准块平行的转化测量面，通过调整面面距离保证多轴指向精度定位块位置精度；若多个多轴指向精度定位块位于同一平面，在调整好2～3个多轴指向精度定位块位置后，用整体定位模板定位其余多轴指向精度定位块位置。本发明还提供相应的测量调整方法。本发明具有结构简单、调整方便、测量效率高、精度高等特点。

Description

复杂桁架结构的装配精度测量调整装置及方法

技术领域

本发明涉及全复合材料“杆件+多维接头”式桁架结构技术领域，具体地，涉及一种实现大尺寸全复合材料“杆件+多维接头”式桁架结构的快速安装、调节、定位的高精度、高可靠性的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置及测量调整方法。

背景技术

全复合材料“杆件+多维接头”式桁架结构能够实现结构的轻量化，提高单位重量材料的承载能力，同时不降低结构的整体刚性和强度，在航天器等领域的应用日益广泛。其特点为，杆件和接头独立制造，通过杆件和接头的后胶接装配、由多维接头实现复杂杆件间的三维定位和连接，最终实现复杂结构的整体成型。桁架结构中一股由多个接头组成整体组合平面，接头提供桁架与外部零部件连接的接口，实现桁架在整体结构中的安装固定。

此类桁架结构是结构减重的一个主要应用趋势，但其轮廓尺寸大、精度要求高、组合面多等特点给桁架胶接装配带来了诸多难题，如工作台尺寸要求大、整体平面度、空间平面平行度及空间孔位位置度等难以保证、工装安装调试步骤繁琐、装配效率底等，这不仅影响了产品的质量，而且影响了卫星的研制周期，故解决大尺寸复杂桁架结构的装配与测量的难题迫在眉捷。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种复杂桁架结构的装配精度测量调整装置及测量调整方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面，提供了一种复杂桁架结构的装配精度测量调整装置，包括基准平台、共用基准块、多轴指向精度定位块以及支撑柱；其中：

所述基准平台用于安装共用基准块或支撑柱；

所述共用基准块用于调整测量的基准；

所述多轴指向精度定位块至少为一个，安装于支撑柱或基准平台上；

所述多轴指向精度定位块的表面上设有用于与相应桁架接头匹配的连接孔位；多轴指向精度定位块的边缘上设有转化测量面。

优选地，所述转化测量面与共用基准块三个正交平面平行，通过测量转化测量面与共用基准块之间的面面距离保证多轴指向精度定位块位置精度。

优选地，所述多轴指向精度定位块与基准平台或支撑住之间通过定位销孔及配合的定位销固定连接，用于保证多轴指向精度定位块的重复拆装精度。

优选地，其特征在于，还包括整体定位模板，所述整体定位模板上设有用于与多轴指向精度定位块固定的模板孔位。

根据本发明的另一个方面，提供了一种上述复杂桁架结构的装配精度测量调整装置的测量调整方法，包括如下步骤：

步骤1，将共用基准块放置于基准平台上，并压紧固定；

步骤2，根据面面距离调整多轴指向精度定位块与共用基准块的相对位置，调整完成后将多轴指向精度定位块固定于基准平台或支撑柱上；

步骤3，将桁架接头安装于多轴指向精度定位块上，进而实现桁架接头空间位置的测量、调整、定位及复位。

优选地，所述步骤1中，直至装置调整结束，共用基准块在基准平台上不能松动或移动。

优选地，所述步骤2中，对于位于同一平面的多个多轴指向精度定位块相对位置调整，包括如下步骤：

步骤2.1，对其中2～3个多轴指向精度定位块进行位置找正；

步骤2.2，在步骤2.1中得到的多轴指向精度定位块安装在整体定位模板的相对应模板孔位上；

步骤2.3，将剩余的多轴指向精度定位块安装在整体定位模板上其余的模板孔位上，粗调多轴指向精度定位块位置；

步骤2.4，拆卸整体定位模板，再利用与共用基准块之间的相对位置进行微调。

优选地，所述步骤2中，调整好多轴指向精度定位块后，通过定位销将多轴指向精度定位块与基准平台或支撑柱固定连接，以保证精度定位块拆卸后的精度复位。

本发明提供的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置及测量调整方法，其工作原理为：以桁架上每个桁架接头的具体位置作为整体结构装配的局部基准，通过本发明提供的符合接头尺寸和位置要求的共用基准块及转化测量面，实现每个桁架接头空间位置的可装调、可测量、可定位和复位。以桁架街头测量面的位置精度保证相应孔位精度；杆件的位置由两端的桁架接头限定，调整所有桁架接头的相对位置即可实现对桁架精度的控制。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、由于桁架轮廓尺寸大，采用共用基准块块作为测量基准可简化测量过程。

2、利用多轴指向精度定位块确定桁架接头位置，采用基准转换的测量调整方法，将定位块上孔的位置精度转移到精度测量面上，即可实现定位块之间的孔位置关系转换为面与面的位置关系，能够提高测量效率，简化操作过程。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为典型桁架结构形式；

图2为复杂桁架结构的装配精度测量调整装置三维示意图；

图3为复杂桁架结构的装配精度测量调整装置平面示意图；

图4为多轴指向精度固定块示意图；

图5为多轴指向精度定位块的调整过程示意图一；

图6为多轴指向精度定位块的调整过程示意图二；

图7为整体定位模板的装配过程示意图；

图中标号名称：1 为桁架接头，2 为桁架杆件，3 为基准平台，4 为共用基准块，5为多轴指向精度定位块，6 为支撑柱，7 为转化测量面，8 为整体定位模板

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

本实施例提供了一种复杂桁架结构的装配精度测量调整装置，包括基准平台、共用基准块、多轴指向精度定位块以及支撑柱；其中：

所述基准平台用于安装共用基准块或支撑柱；

所述共用基准块用于调整测量的基准；

所述多轴指向精度定位块至少为一个，安装于支撑柱或基准平台上；

所述多轴指向精度定位块的表面上设有用于与相应桁架接头匹配的连接孔位；多轴指向精度定位块的边缘上设有转化测量面。

进一步地，所述转化测量面与共用基准块三个正交平面平行，通过测量转化测量面与共用基准块之间的面面距离保证多轴指向精度定位块位置精度。

进一步地，所述多轴指向精度定位块与基准平台或支撑住之间通过定位销孔及配合的定位销固定连接，用于保证多轴指向精度定位块的重复拆装精度。

进一步地，其特征在于，还包括整体定位模板，所述整体定位模板上设有用于与多轴指向精度定位块固定的模板孔位。

本实施例提供的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置，其测量调整方法，包括如下步骤：

步骤1，将共用基准块放置于基准平台上，并压紧固定；

步骤2，根据面面距离调整多轴指向精度定位块与共用基准块的相对位置，调整完成后将多轴指向精度定位块固定于基准平台或支撑柱上；

步骤3，将桁架接头安装于多轴指向精度定位块上，进而实现桁架接头空间位置的测量、调整、定位及复位。

进一步地，所述步骤1中，直至装置调整结束，共用基准块在基准平台上不能松动或移动。

进一步地，所述步骤2中，对于位于同一平面的多个多轴指向精度定位块相对位置调整，包括如下步骤：

步骤2.1，对其中2～3个多轴指向精度定位块进行位置找正；

步骤2.2，在步骤2.1中得到的多轴指向精度定位块安装在整体定位模板的相对应模板孔位上；

步骤2.3，将剩余的多轴指向精度定位块安装在整体定位模板上其余的模板孔位上，粗调多轴指向精度定位块位置；

步骤2.4，拆卸整体定位模板，再利用与共用基准块之间的相对位置进行微调。

进一步地，所述步骤2中，调整好多轴指向精度定位块后，通过定位销将多轴指向精度定位块与基准平台或支撑柱固定连接，以保证精度定位块拆卸后的精度复位。

本实施例提供的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置及其测量调整方法，其工作原理为：

以桁架上每个桁架接头的具体位置作为整体结构装配的局部基准，通过本实施例提供的符合接头尺寸和位置要求的基准面及转化测量面，实现每个桁架接头空间位置的可装调、可测量、可定位和复位。以测量面的位置精度保证相应孔位精度。杆件的位置由两端的桁架接头限定，调整所有接头的相对位置即可实现对精度的控制。本实施例满足大尺寸高精度桁架结构胶接固化成形的需要。

下面结合附图对本实施例进一步描述。

本实施例提供的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置，是一种精度高、调试方便、稳定性好的桁架测量与胶接工艺装置，主要包括基准平台3、共用基准块4、多轴指向精度定位块5、支撑柱6、整体定位模板8以及相关紧固件和定位销。

所述共用基准块4是装置调整测量的基准；所述多轴指向精度定位块5与基准平台3或支撑柱6连接，配以与相应桁架接头1匹配的连接孔位，并提供转化测量面7；所述整体定位模板8用于在调整好2～3个多轴指向精度定位块之后利用模板孔位确定其余多轴指向精度定位块位置。

所述共用基准块4是装置调整测量的基准，与基准平台3连接固定。

所述多轴指向精度定位块5配有与相应桁架接头匹配的连接孔位，并提供与共用基准块4三个正交平面平行的转化测量面7，用于通过测量面面距离保证多轴指向精度定位块5位置精度。

若多个多轴指向精度定位块5的安装面位于同一平面，以共用基准块为测量基准，对其中2～3个多轴指向精度定位块进行位置找正后，安装固定相应整体定位模板，根据整体定位模板上的其余模板孔位确定剩余多轴指向精度定位块位置。

多轴指向精度定位块5与基准平台3或支撑住6之间配打定位销孔，保证多轴指向精度定位块的重复拆装精度。

本实施例提供的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置，其测量调整方法，具体为：

步骤1，放置共用基准块于基准平台，并压紧固定，直至装置调整结束，共用基准块不能有松动或移动；

步骤2，根据面面距离调整多轴指向精度定位块与共用基准块的相对位置，调整完成后固定于基准平台或支撑柱；

对于位于同一平面的多个多轴指向精度定位块，可对其中23个进行位置找正后安装固定相应整体定位模板，利用整体定位模板上的其余模板孔位粗调剩余多轴指向精度定位块位置，拆卸整体定位模板，再利用相应测量手段进行微调；

调整好多轴指向精度定位块后，配打其与基准平台或支撑柱之间的定位销，以保证精度定位块拆卸后的精度复位；

步骤3，将桁架接头安装于多轴指向精度定位块上，进而实现桁架接头空间位置的测量、调整、定位及复位。

本实施例提供的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置，该装配精度测量调整装置主要利用基准平台、共用基准块、多轴指向精度定位块、支撑柱以及整体定位模板对桁架结构进行装配精度测量及调整。共用基准块为测量基准；多轴指向精度定位块固定于基准平台或支撑柱，按理论位置做好接口，并提供与共用基准块平行的转化测量面，通过调整面面距离保证多轴指向精度定位块位置精度；若多个多轴指向精度定位块位于同一平面，在调整好2～3个多轴指向精度定位块位置后，用整体定位模板定位其余多轴指向精度定位块位置。本发明还提供相应的测量调整方法。本发明具有结构简单、调整方便、测量效率高、精度高等特点。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种复杂桁架结构的装配精度测量调整装置，其特征在于，包括基准平台、共用基准块、多轴指向精度定位块以及支撑柱；其中：

所述基准平台用于安装共用基准块或支撑柱；

所述共用基准块用于调整测量的基准；

所述多轴指向精度定位块至少为一个，安装于支撑柱或基准平台上；

所述多轴指向精度定位块的表面上设有用于与相应桁架接头匹配的连接孔位；多轴指向精度定位块的边缘上设有转化测量面。

2.根据权利要求1所述的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置，其特征在于，所述转化测量面与共用基准块三个正交平面平行，通过测量转化测量面与共用基准块之间的面面距离保证多轴指向精度定位块位置精度。

3.根据权利要求1所述的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置，其特征在于，所述多轴指向精度定位块与基准平台或支撑住之间通过定位销孔及配合的定位销固定连接，用于保证多轴指向精度定位块的重复拆装精度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置，其特征在于，还包括整体定位模板，所述整体定位模板上设有用于与多轴指向精度定位块固定的模板孔位。

5.一种权利要求1至4中任一项所述的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置的测量调整方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将共用基准块放置于基准平台上，并压紧固定；

步骤2，根据面面距离调整多轴指向精度定位块与共用基准块的相对位置，调整完成后将多轴指向精度定位块固定于基准平台或支撑柱上；

步骤3，将桁架接头安装于多轴指向精度定位块上，进而实现桁架接头空间位置的测量、调整、定位及复位。

6.根据权利要求5所述的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置的测量调整方法，其特征在于，所述步骤1中，直至装置调整结束，共用基准块在基准平台上不能松动或移动。

7.根据权利要求5所述的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置的测量调整方法，其特征在于，所述步骤2中，对于位于同一平面的多个多轴指向精度定位块相对位置调整，还包括如下步骤：

步骤2.1，对其中2～3个多轴指向精度定位块进行位置找正；

步骤2.2，将步骤2.1中得到的多轴指向精度定位块安装在整体定位模板的相对应模板孔位上；

步骤2.3，将剩余的多轴指向精度定位块安装在整体定位模板上其余的模板孔位上，粗调多轴指向精度定位块位置；

步骤2.4，拆卸整体定位模板，再利用与共用基准块之间的相对位置进行微调。

8.根据权利要求5所述的复杂桁架结构的装配精度测量调整装置的测量调整方法，其特征在于，所述步骤2中，调整好多轴指向精度定位块后，通过定位销将多轴指向精度定位块与基准平台或支撑柱固定连接，以保证精度定位块拆卸后的精度复位。