CN105729449B - 一种航天器舱段柔性装配用六自由度串并联调姿平台 - Google Patents

Abstract

一种航天器舱段柔性装配用六自由度串并联调姿平台，主要包括上平台、中前动平台、中后动平台和下平台，下平台由下平台座、电动滑台A和电动滑台B组成。中前动平台由下支撑板、回转支承B、电动滑台C、上支撑板、电动缸A、电动缸B、关节轴承A和关节轴承B组成。中后动平台由回转支承A、中后支撑板、电动缸C、电动缸D、关节轴承C和关节轴承D组成。上平台由上平台板、导向筒A、导向筒B、固定导向轴、伸缩导向轴、固定支撑轴和伸缩支撑轴组成。本发明调姿原理简单的、动力学性能优良。

Description

一种航天器舱段柔性装配用六自由度串并联调姿平台

技术领域

本发明涉及一种六自由度调姿平台。

背景技术

火箭、导弹等航天器制造过程中，由于生产部件通常尺寸较大，一次性制造和装配在工程上很难实现，因此多采用“部装—总装”的生产模式，先进行模块化的部件制造与装配，最后对分段部件进行总装。在总装阶段，需对分段部件进行调姿，六自由度调姿平台可实现总装部件空间六自由度上的自动位姿调整，提升总装效率，但是现有六自由度调姿平台多为并联结构，调姿原理复杂、计算量大，运动学分析及动力学难度大，并且位置有时可能存在奇异性，给实现总装部件调姿增加不必要的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调姿原理简单的、动力学性能优良的航天器舱段柔性装配用六自由度串并联调姿平台。

本发明主要包括上平台、中前动平台、中后动平台和下平台。

其中，下平台由下平台座、电动滑台A和电动滑台B组成。下平台座为水平方板，在下平台座的上部固定连接两个相互平行的电动滑台，分别为电动滑台A和电动滑台B，电动滑台A和电动滑台B均横向设在下平台座的上部。

在中前动平台的下支撑板的下部设有回转支承B，回转支承B的内圈与横向托板B的外壁活动相接，下平台与中前动平台活动连接。

中前动平台由下支撑板、回转支承B、电动滑台C、上支撑板、电动缸A、电动缸B、关节轴承A和关节轴承B组成。回转支承B设在下支撑板的下部，下支撑板为方形平板。在支撑板的上部固定连接一个电动滑台C，电动滑台C纵向设在下支撑板上。电动滑台C的滑台上部固定连接上支撑板，上支撑板为方形平板，在上支撑板的上部设有两个相互平行的电动缸A和电动缸B，电动缸A的活塞杆的上端与关节轴承A的下端固定连接，电动缸B的活塞杆的上端与关节轴承B的下端固定连接。

关节轴承A的内圈插接固定支撑轴，固定支撑轴固定在上平台板的下部。关节轴承B的内圈插接伸缩支撑轴。伸缩支撑轴固定在上平台板的下部。中前动平台与上平台相连。

在中后动平台的中后支撑板的下部设有回转支承A，回转支承A的内圈与横向托板A的外壁活动相接，下平台与中后动平台活动连接。

中后动平台由回转支承A、中后支撑板、电动缸C、电动缸D、关节轴承C和关节轴承D组成。回转支承A设在中后支撑板的下部，中后支撑板上部对称设置两个定位凸台。在中后支撑板的定位凸台上部固定连接两个相互平行的电动缸C和电动缸D，电动缸C的活塞杆的上端与关节轴承C的下端固定连接，电动缸D的活塞杆的上端与关节轴承D的下端固定连接。

关节轴承C的内圈插接固定导向轴，固定导向轴的导向轴插接在关节轴承C的内圈内部。固定导向轴的导向体与导向筒A活动连接，导向筒A固定在上平台的下部。关节轴承D的内圈插接伸缩导向轴，伸缩导向轴的伸缩轴插接在关节轴承D的内圈的内部，伸缩导向轴的伸缩导向体与导向筒B活动连接，导向筒B固定在上平台的下部。

上平台由上平台板、导向筒A、导向筒B、固定导向轴、伸缩导向轴、固定支撑轴和伸缩支撑轴组成。上平台为方形平板，在上平台的下部固定连接导向筒A和导向筒B。固定导向轴由固定导向体和导向轴组成，固定导向体为中空的方形壳体，固定导向体与导向轴相互垂直连接，固定导向体与导向筒A活动连接。伸缩导向轴包括伸缩导向体和伸缩轴，伸缩导向体为中空的方形壳体，伸缩导向轴的伸缩轴插接在伸缩导向体的内部。伸缩导向体与导向筒B活动连接。伸缩支撑轴包括伸缩支撑筒和伸缩轴，伸缩支撑筒为中空的方形壳体，伸缩支撑轴插接在伸缩支撑筒内部。固定支撑轴包括固定支撑筒和固定轴，固定支撑筒为中空的方形壳体，固定支撑轴插接在固定支撑筒内部。伸缩支撑轴和固定支撑轴设在上平台板的下部。

本发明在使用时，下平台的横向托板A和横向托板B分别在电动滑台A和电动滑台B的作用下沿横向同步平移运动，带动横向托板A和横向托板B以上的构件沿横向运动，实现上平台的横向平移。中前动平台的上支撑板在电动滑台C的作用下沿纵向平移运动，带动上支撑板以上的构件沿纵向移动，上平台板的导向套筒沿固定导向轴和伸缩导向轴的导向体滑动，实现上平台的纵向平移。中前动平台的电动缸A和电动缸B，中后动平台的电动缸C和电动缸D的活塞杆同步沿竖向伸长或缩短，带动上平台沿竖向上升或下降，实现上平台的竖向平移。下平台的横向托板A保持静止，下平台的横向托板B在电动滑台B的作用下沿横向平移运动，带动横向托板B以上构件沿横向平移运动，在相互作用力下，中前动平台的下支撑板绕回转支承B轴线旋转，中后动平台的中后支撑板绕回转支承A的轴线旋转，上平台板的导向套筒沿固定导向轴和伸缩导向轴的导向体滑动，实现上平台的横向偏转。中前动平台的电动缸A、电动缸B活塞杆同步沿竖向伸长或缩短，带动固定支撑轴和伸缩支撑轴沿竖向上升或下降，中后动平台的电动缸C和电动缸D的活塞杆杆保持固定，使固定导向轴和伸缩导向轴在竖向位置固定，在相互作用力下，固定支撑轴绕关节轴承A旋转，伸缩支撑轴绕关节轴承B旋转，固定导向轴绕关节轴承C旋转，伸缩导向轴绕关节轴承D旋转，上平台板的导向套筒沿固定导向轴和伸缩导向轴的导向体滑动，实现上平台的俯仰偏转。中前动平台的电动缸A和中后动平台的电动缸C的活塞杆沿竖向伸长或缩短，带动固定支撑轴和固定导向轴的支撑轴末端上升或下降，中前动平台的电动缸B和中后动平台的电动缸D的伸缩杆保持固定，限制伸缩支撑轴和伸缩导向轴的支撑轴末端在竖向静止，由于相互作用力和关节轴承的作用，使得支撑轴发生偏转，并且伸缩支撑轴和伸缩导向轴的支撑轴伸长，实现上平台的横滚偏转。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：调姿原理简单、动力学性能优良。

附图说明

图1为本发明航天器舱段柔性装配用六自由度串并联调姿平台结构示意图；

图2为上平台板结构示意图；

图3为固定导向轴的结构示意简图；

图4为伸缩导向轴的结构示意简图；

图5为伸缩支撑轴的结构示意简图；

图6为固定支撑轴的结构示意简图；

图7为中前动平台结构示意图；

图8为中后动平台结构示意图；

图9为下平台结构示意图。

附图标号说明如下：1-上平台板、2-固定导向轴、3-伸缩导向轴、4-固定支撑轴、5-伸缩支撑轴、6-关节轴承A、7-关节轴承B、8-电动缸A、9-电动缸B、10-上支撑板、11-电动滑台C、12-下支撑板、13-关节轴承C、14-关节轴承D、15-电动缸C、16-电动缸D、17-中后支撑板、18-回转支承B、19-横向托板B、20-回转支承A、21-横向托板A、22-电动滑台B、23-电动滑台A、24-下平台座、25-导向筒A、26-导向筒B。

具体实施方式

在图1至图9所示的本发明的示意简图中，本发明主要包括上平台、中前动平台、中后动平台和下平台。

下平台由下平台座、电动滑台A和电动滑台B组成。下平台座24为水平方板，在下平台座的上部固定连接两个相互平行的电动滑台，分别为电动滑台A23和电动滑台B22，电动滑台A和电动滑台B均横向设在下平台座的上部。

在中前动平台的下支撑板12的下部设有回转支承B18，回转支承B的内圈与横向托板B19的外壁活动相接，下平台与中前动平台活动连接。

中前动平台由下支撑板、回转支承B、电动滑台C、上支撑板、电动缸A、电动缸B、关节轴承A和关节轴承B组成。回转支承B18设在下支撑板12的下部，下支撑板为方形平板。在支撑板的上部固定连接一个电动滑台C11，电动滑台C纵向设在下支撑板上。电动滑台C的滑台上部固定连接上支撑板10，上支撑板为方形平板，在上支撑板的上部设有两个相互平行的电动缸A8和电动缸B9，电动缸A的活塞杆的上端与关节轴承A6的下端固定连接，电动缸B的活塞杆的上端与关节轴承B7的下端固定连接。

关节轴承A的内圈插接固定支撑轴4，固定支撑轴固定在上平台板的下部。关节轴承B的内圈插接伸缩支撑轴5。伸缩支撑轴固定在上平台板的下部。中前动平台与上平台相连。

在中后动平台的中后支撑板17的下部设有回转支承A20，回转支承A的内圈与横向托板A21的外壁活动相接，下平台与中后动平台活动连接。

中后动平台由回转支承A、中后支撑板、电动缸C、电动缸D、关节轴承C和关节轴承D组成。回转支承A设在中后支撑板的下部，中后支撑板上部对称设置两个定位凸台。在中后支撑板的定位凸台上部固定连接两个相互平行的电动缸C15和电动缸D16，电动缸C的活塞杆的上端与关节轴承C13的下端固定连接，电动缸D的活塞杆的上端与关节轴承D14的下端固定连接。

关节轴承C的内圈插接固定导向轴2，固定导向轴的导向轴插接在关节轴承C的内圈内部。固定导向轴的导向体与导向筒A活动连接，导向筒A固定在上平台的下部。关节轴承D的内圈插接伸缩导向轴，伸缩导向轴的伸缩轴插接在关节轴承D的内圈的内部，伸缩导向轴的伸缩导向体与导向筒B活动连接，导向筒B固定在上平台的下部。

上平台由上平台板1、导向筒A25、导向筒B26、固定导向轴2、伸缩导向轴、固定支撑轴4和伸缩支撑轴5组成。上平台为方形平板，在上平台的下部固定连接导向筒A和导向筒B。固定导向轴由固定导向体和导向轴组成，固定导向体为中空的方形壳体，固定导向体与导向轴相互垂直连接，固定导向体与导向筒A活动连接。伸缩导向轴包括伸缩导向体和伸缩轴，伸缩导向体为中空的方形壳体，伸缩导向轴的伸缩轴插接在伸缩导向体的内部。伸缩导向体与导向筒B活动连接。伸缩支撑轴包括伸缩支撑筒和伸缩轴，伸缩支撑筒为中空的方形壳体，伸缩支撑轴插接在伸缩支撑筒内部。固定支撑轴包括固定支撑筒和固定轴，固定支撑筒为中空的方形壳体，固定支撑轴插接在固定支撑筒内部。伸缩支撑轴和固定支撑轴设在上平台板的下部。

Claims (5)

1.一种航天器舱段柔性装配用六自由度串并联调姿平台，主要包括上平台、中前动平台、中后动平台和下平台，其特征在于：在中前动平台的下支撑板的下部设有回转支承B，回转支承B的内圈与横向托板B的外壁活动相接，下平台与中前动平台活动连接，关节轴承A的内圈插接固定支撑轴，固定支撑轴固定在上平台板的下部，关节轴承B的内圈插接伸缩支撑轴，伸缩支撑轴固定在上平台板的下部，中前动平台与上平台相连，在中后动平台的中后支撑板的下部设有回转支承A，回转支承A的内圈与横向托板A的外壁活动相接，下平台与中后动平台活动连接，关节轴承C的内圈插接固定导向轴，固定导向轴的导向轴插接在关节轴承C的内圈内部，固定导向轴的导向体与导向筒A活动连接，导向筒A固定在上平台的下部，关节轴承D的内圈插接伸缩导向轴，伸缩导向轴的伸缩轴插接在关节轴承D的内圈的内部，伸缩导向轴的伸缩导向体与导向筒B活动连接，导向筒B固定在上平台的下部。

2.根据权利要求1所述的一种航天器舱段柔性装配用六自由度串并联调姿平台，其特征在于：下平台由下平台座、电动滑台A和电动滑台B组成，下平台座为水平方板，在下平台座的上部固定连接两个相互平行的电动滑台，分别为电动滑台A和电动滑台B，电动滑台A和电动滑台B均横向设在下平台座的上部。

3.根据权利要求1所述的一种航天器舱段柔性装配用六自由度串并联调姿平台，其特征在于：中前动平台由下支撑板、回转支承B、电动滑台C、上支撑板、电动缸A、电动缸B、关节轴承A和关节轴承B组成，回转支承B设在下支撑板的下部，下支撑板为方形平板，在支撑板的上部固定连接一个电动滑台C，电动滑台C纵向设在下支撑板上，电动滑台C的滑台上部固定连接上支撑板，上支撑板为方形平板，在上支撑板的上部设有两个相互平行的电动缸A和电动缸B，电动缸A的活塞杆的上端与关节轴承A的下端固定连接，电动缸B的活塞杆的上端与关节轴承B的下端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种航天器舱段柔性装配用六自由度串并联调姿平台，其特征在于：中后动平台由回转支承A、中后支撑板、电动缸C、电动缸D、关节轴承C和关节轴承D组成，回转支承A设在中后支撑板的下部，中后支撑板上部对称设置两个定位凸台，在中后支撑板的定位凸台上部固定连接两个相互平行的电动缸C和电动缸D，电动缸C的活塞杆的上端与关节轴承C的下端固定连接，电动缸D的活塞杆的上端与关节轴承D的下端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种航天器舱段柔性装配用六自由度串并联调姿平台，其特征在于：上平台由上平台板、导向筒A、导向筒B、固定导向轴、伸缩导向轴、固定支撑轴和伸缩支撑轴组成，上平台为方形平板，在上平台的下部固定连接导向筒A和导向筒B，固定导向轴由固定导向体和导向轴组成，固定导向体为中空的方形壳体，固定导向体与导向轴相互垂直连接，固定导向体与导向筒A活动连接，伸缩导向轴包括伸缩导向体和伸缩轴，伸缩导向体为中空的方形壳体，伸缩导向轴的伸缩轴插接在伸缩导向体的内部，伸缩导向体与导向筒B活动连接，伸缩支撑轴包括伸缩支撑筒和伸缩轴，伸缩支撑筒为中空的方形壳体，伸缩支撑轴插接在伸缩支撑筒内部，固定支撑轴包括固定支撑筒和固定轴，固定支撑筒为中空的方形壳体，固定支撑轴插接在固定支撑筒内部，伸缩支撑轴和固定支撑轴设在上平台板的下部。