CN104647021A - 用于狭小空间设备拆装的可六自由调节拆装工具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于航天器内部狭小空间设备拆装的可六自由度调节拆装工具，包括踏板、移动平台底板、万向球轮、可调支脚、机械剪式千斤顶和转接板，踏板用于与航天器内部狭小空间内的承载结构件搭接，万向球轮及可调支脚通过紧固件与底板连接，千斤顶固定于底板上方，转接板位于千斤顶上方，其中，底板底部上呈正三角布置三个可调支脚，移动平台底板的底部四个角位置设置四个万向球轮，万向球轮具有在水平面上的两个移动自由度以及绕竖直轴线的旋转自由度。与传统的分层导轨式自由度调节方式相比，本发明具有调节灵活、结构精巧、高度方向尺寸需求小等优点，实现了小范围内的六自由度调节功能。

Description

用于狭小空间设备拆装的可六自由调节拆装工具
技术领域
本发明属于设备拆装类工装技术领域，具体涉及一种拆装工具，该拆装工具通过使用万向球轮、可调支脚、机械剪式千斤顶调整设备拆装时的各自由度、实现设备的拆装等功能。
背景技术
仪器设备拆装是航天器总装过程中最为常见的工况之一。仪器设备通过紧固件与航天器连接。通常情况下，设备自身的安装支脚为通孔，仪器对应的安装位置为螺纹孔，通过螺钉进行紧固。为确保仪器安装的精度，仪器自身安装支脚的孔径一般只比螺钉外径大0.5mm，这就要求相应的仪器设备拆装工装需具备六自由度的调节能力，确保拆装时的孔位对正性。
例如某工况需求为在发射场作业期间，人员需通过整流罩上的开口进入航天器内部，将一台设备拆除(设备为倒挂式安装，即设备安装面向上)，待相关作业完成后再将此台设备恢复安装。此次工况要求相应的工装除具备通用的拆装设备工装的六自由度调节功能外，还要求工装的重量尽量轻，便于单人进行操作，更重要的是要求工装的总高尽量低，以便于设备拆装过程中顺利通过整流罩上的开口。
因此，针对此特殊工况，急需设计出一种具备小范围内六自由度调节功能且精巧的设备拆装工装完成狭小空间内的设备拆装作业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于万向球轮、可调支脚、机械剪式千斤顶的设备拆装工装，旨在满足设备拆装时的六自由度需求，同时要求工装自身重量轻、结构紧凑、设计精巧，可完成狭小空间内的设备拆装作业。
本发明突破了传统的分层导轨式自由度调节模式，首次应用万向球轮、可调支脚、机械剪式千斤顶组合而成的集成装置，实现了设备拆装过程中的3个平移自由度及3个旋转自由度的调节，攻克了狭小空间内设备拆装的通用性难题。
本发明是通过如下技术方案实现的：
用于航天器内部狭小空间设备拆装的可六自由调节拆装工具，主要包括踏板、移动平台底板、万向球轮、可调支脚、机械剪式千斤顶和转接板，踏板是整个装置的基础，用于与航天器内部狭小空间内的承载结构件搭接，万向球轮及可调支脚通过紧固件与移动平台底板连接，机械剪式千斤顶固定于移动平台底板上方，转接板位于机械剪式千斤顶上方，其中，移动平台底板的底部上呈正三角布置三个可调支脚，三个可调支脚具有绕水平方向两个中心轴线的旋转自由度，同时具有支撑锁定功能，每个可调支脚均具有绕自身轴线30°范围内回转的功能，以保证使用中全程支脚底部始终与踏板全接触；移动平台底板的底部四个角位置设置四个万向球轮，万向球轮具有在水平面上的两个移动自由度以及绕竖直轴线的旋转自由度。
其中，踏板采用铝型材结构，为仪器设备及人员进出航天器内部提供通道。
其中，可调支脚的连接件穿过移动平台底板并在连接件上部通过螺母紧固连接。
其中，转接板用于机械剪式千斤顶与所拆装设备的转接，通过紧固件进行固连，防止运动过程中仪器的滑脱。
与传统的分层导轨式自由度调节方式相比，本发明具有调节灵活、结构精巧、高度方向尺寸需求小等优点，攻克了狭小空间内仪器设备拆装的难题，实现了小范围内的六自由度调节功能，满足了某型号航天器总装操作需求。
附图说明
图1为本发明的用于航天器内部狭小空间设备拆装的可六自由调节拆装工具示意图；
图2为本发明的拆装工具中移动平台底板底部结构示意图。
其中：1－踏板、2－移动平台底板、3－万向球轮、4－可调支脚、5－机械剪式千斤顶、6－转接板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的用于航天器内部狭小空间设备拆装的可六自由调节拆装工具进行进一步说明，该说明仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明的保护范围。
参见图1，图1显示了本发明的用于航天器内部狭小空间设备拆装的可六自由调节拆装工具示意图；其中，本发明的拆装工具，包括铝型材结构的踏板1、移动平台底板2、万向球轮3(万向球轮选用湖州德马铃木工业设备有限公司生产的WA-01-B型万向球轮)、可调支脚4(可调支脚选用大连美德乐工业组装技术有限公司生产的球头支脚)、机械剪式千斤顶5和转接板6，踏板1是整个装置的基础，用于与航天器内部狭小空间内的承载结构件搭接，万向球轮3及可调支脚4通过紧固件与移动平台底板2连接，可调支脚4的连接件穿过移动平台底板并在连接件上部通过螺母紧固连接，机械剪式千斤顶5固定于移动平台底板2上方，转接板6位于机械剪式千斤顶5上方，通过紧固件进行固连，防止运动过程中仪器的滑脱，确保拆装全过程仪器设备的安全。其中，移动平台底部2上呈正三角布置三个可调支脚4，三个可调支脚4具有绕水平方向两个中心轴线的旋转自由度，同时具有支撑锁定功能，每个可调支脚4均具有绕自身轴线30°范围内回转的功能，以保证使用中全程支脚底部始终与踏板1全接触；移动平台底板2的底部四个角位置设置四个万向球轮3，万向球轮3具有在水平面上的两个移动自由度以及绕竖直轴线的旋转自由度。
下面按航天器内部狭小空间中设备的拆除和安装两个工况对工装的使用流程进行说明。
设备拆除时，先行将踏板铺设到位；将设备拆装工装移动至待拆除设备的下方，通过4个万向球轮及3个可调支脚(移动平台底部的3个可调支脚提供绕水平方向2个中心轴线的旋转自由度，兼具支撑锁定功能，每个可调支脚均具有绕自身轴线30°范围内回转的功能，可保证在使用全程支脚底部始终与踏板全接触)调整工装除竖直方向升降外的5个自由度，使转接板上设备的连接孔位与设备的拆装孔对正；缓慢操作机械剪式千斤顶使转接板与设备顶面紧密贴合；利用紧固件将转接板与设备连接，使设备拆装工装与待拆除设备连为一体；拆除设备安装的紧固件；完成仪器设备的拆除。
设备安装时，先行将踏板铺设到位；在地面通过紧固件将设备拆装工装的转接板与设备顶面连接，使设备拆装工装与设备连为一体；借助拆装工装上的4个万向球轮将设备移动至待安装位置的下方；并通过4个万向球轮及3个可调支脚进行微调，使设备安装孔位对正；调节机械剪式千斤顶，使设备安装底面与航天器上相应的安装面贴合；将设备安装紧固件安装到位；拆除设备拆装工装与设备之间的紧固件连接，完成仪器设备的安装。其中，踏板采用铝型材结构，具有重量轻、强度高的优点，为仪器设备及人员进出航天器内部提供通道。
本发明的设备拆装工装，针对狭小空间内设备拆装的特点，通过万向球轮提供水平方向的平移自由度及绕竖直轴线的旋转自由度，通过可调支脚提供绕水平方向2个中心轴线的旋转自由度，机械剪式千斤顶提供竖直方向的平移自由度。整个工装重量轻、结构紧凑、设计精巧，尤其是在高度方向上占用的空间小，提供了设备拆装所需的6个自由度，可有效解决狭小空间内倒挂式设备的拆装难题，快捷、安全地完成了某型号航天器相应设备的拆装工作。其具有如下优点：
1)采用轮式移动调节模式，与传统的分层导轨式调节模式相比，大大减轻了整个装置的重量；
2)通过更改转接板上与仪器连接孔的形位尺寸，可实现不同仪器设备的拆装，应用广泛；
3)结构紧凑，尤其是高度方向所需尺寸小，可满足狭小空间内设备拆装的需求。
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 (4)

1.用于航天器内部狭小空间设备拆装的可六自由调节拆装工具，主要包括踏板、移动平台底板、万向球轮、可调支脚、机械剪式千斤顶和转接板，踏板是整个装置的基础，用于与航天器内部狭小空间内的承载结构件搭接，万向球轮及可调支脚通过紧固件与移动平台底板连接，机械剪式千斤顶固定于移动平台底板上方，转接板位于机械剪式千斤顶上方，其中，移动平台底板的底部上呈正三角布置三个可调支脚，三个可调支脚具有绕水平方向两个中心轴线的旋转自由度，同时具有支撑锁定功能，每个可调支脚均具有绕自身轴线30°范围内回转的功能，以保证使用中全程支脚底部始终与踏板全接触；移动平台底板的底部四个角位置设置四个万向球轮，万向球轮具有在水平面上的两个移动自由度以及绕竖直轴线的旋转自由度。
2.如权利要求1所述的拆装工具，其中，踏板采用铝型材结构，为仪器设备及人员进出航天器内部提供通道。
3.如权利要求1所述的拆装工具，其中，可调支脚的连接件穿过移动平台底板并在连接件上部通过螺母紧固连接。
4.如权利要求1-3任一项所述的拆装工具，其中，转接板用于机械剪式千斤顶与所拆装设备的转接，通过紧固件进行固连，防止运动过程中仪器的滑脱。
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