CN106516547A - 应用于航天器大质量产品的气垫转运平台 - Google Patents

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郑鹏
徐奕柳
刘广通
赵书萍
张彬
张立建
赵培容
李�浩
张伟
梁寅
魏军
王强
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Abstract

本发明公开了一种航天器大质量产品的气垫转运平台，主要包括车体结构、多个气垫模块、气动控制箱、螺旋升降机构、辅助支撑轮等，多个气垫模块对称布局在车体结构底部，气动控制箱分别调节并控制气垫模块气囊的气压，辅助支撑轮设置在车体结构底部用于实现未充气状态下的行走转向；螺旋升降机构设置在车体结构上表面的四个脚轮上，实现负载航天器产品的高度调节，气动控制箱具有管路压力实施监控功能，对每个气管路具有单体控制调压能力。与现有技术相比，本发明的气垫转运平台能够实现大质量航天器的平面多自由度平稳转运及高精度拼接，满足了航天器日益多元化载荷复杂总装操作需求。

Description

应用于航天器大质量产品的气垫转运平台
技术领域
本发明属于航天器转运及姿态调整类工装领域，具体涉及一种通过气垫转运形式实现航天器大质量产品的转运及高精度拼接的装置。
背景技术
某卫星搭载有一副重量为1.4t的双翼可展开天线。该天线与卫星的对接、分离、精度测量及测试工作需要由气浮平台提供零重力环境。为确保气浮平台平面度与水平度，气浮平台需通过多块拼接满足天线展开需求，例如参见图1，图1为现有技术中某卫星天线的气浮平台展开示意图，其中，气浮平台需为天线提供零重力环境，卫星通过两轴状态倾倒状态进入气浮台区域，通过气足在在气浮台面上实现零重力展开。气浮平台由平台主体、外包络保护板、吊点及调节支撑装置组成，拼接完成后需满足平面度优于80μm，粗糙度优于1.6μm，同时具备高度调节功能，具有体积大(单块3500mm×2800mm)、质量大(单块约9t)、精度要求高等特点。如何快速、安全、精确的实现气浮平台的搭建、测调成为解决型号大质量天线地面零重力环境建立的关键。
现阶段与气浮平台类似的工装或产品转运主要通过平板拖车、地牛叉车、液压叉车、大型气垫式转运车来实现，但综合考虑航天器大质量产品转运及精确对接需求，上述转运方式均无法满足需求。平板拖车依靠天车将产品吊装或吊离至拖车，拖车行进依靠人力推行或汽车牵引，存在着转弯半径大厂房内转运不变、起吊操作频繁且不利于产品高精度拼接的不足；地牛叉车使用较为灵活简便，但是载荷较小(一般为2.5t到3t左右)，在进行大质量产品转运时，近场需要多个地牛叉车联动使用，存在着配合操作难度大，转运不变及不便于拼接的不足；液压叉车机动性较强，但是同液压叉车类似，载荷较小(一般为5t)，且无法多车联动作业，在大质量转运方面存在不足；大型气垫式转运车可以实现大质量载荷的厂房内转运，但是无法实现高精度拼接需求。现阶段，气浮平台难以快速、精确转运及拼接，存在着制约航天器大型载荷地面零重力环境的有效建立，影响研制质量与进度的风险。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于航天器大质量产品的气垫转运平台，旨在实现航天器大质量产品的灵活转运及精确拼接。本发明突破了传统的大质量产品只能采用普通拖车及地牛的转运方式，在转运工具上配套设计气垫系统，通过气垫系统实现转运工具的平面内多自由度灵活转运及高精度拼接，为航天器大型载荷地面零重力环境快速、精确建立提供了技术支持，解决了航天器大型载荷地面试验及测试过程总装操作困难的问题。
本发明是通过如下技术方案实现的：
应用于航天器大质量产品的气垫转运平台，主要包括车体结构、多个气垫模块、控制系统(气动控制箱)、螺旋升降机构、辅助支撑轮、气管卷盘及控制系统，多个气垫模块对称布局在车体结构底部；控制系统(气动控制箱)设置在车体结构侧面，具有管路压力实施监控功能，对每个气管路具有单体控制调压能力；卷绕气管的气管卷盘独立设置在承载气垫转运平台车体结构的移动小车上，气管分别与多个气垫模块单独连接；辅助支撑轮设置在车体结构底部用于实现转运平台未充气状态下的行走、转向；螺旋升降机构设置在车体结构上表面的四个脚轮上，采用蜗轮驱动丝杠直线运动，实现气垫式转运平台对负载航天器产品高度方向的调节。
其中，控制系统(气动控制箱)具有面板控制和/或手柄控制两种控制方式。
其中，气垫模块通过滑插形式设置在车架结构底部。
其中，气垫模块通过气动控制箱与气源连通。
其中，气垫模块在气源供气后利用压缩空气与支承地面表面之间形成一层空气薄膜，依此托起转运平台及其负载。
其中，气垫模块具有自平衡功能，自动控制其供气压力。
其中，辅助职称轮由2个万向轮和2个定向轮组成。
其中，螺旋升降机构能进行165mm范围内的高度调节。
其中，车体结构由标准矩形钢管焊接而成，具有脚轮、气垫模块、气动控制箱的安装接口。
与现有技术相比，本发明的气垫转运平台能够实现大质量(例如8t及以上)航天器的平面多自由度平稳转运及高精度拼接，满足了航天器日益多元化载荷复杂总装操作需求。
附图说明
图1为现有技术中某卫星天线的气浮平台展开示意图。
其中，1为SAR天线；2为气浮平台；3为卫星。
图2为本发明的一实施方式的航天器大质量产品的气垫转运平台的结构示意图，其中，21－车体结构；22－气垫模块；23－气动控制箱/控制系统；24－螺旋升降机构；25－辅助支撑轮；26－气管卷盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具有刚性基底的α衰变推进单元构成的卫星推进器进行进一步说明，该说明仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明的保护范围。
图2为本发明的一实施方式的航天器大质量产品的气垫转运平台结构示意图，其中，本发明的应用于航天器大质量产品的气垫转运平台，主要包括车体结构21、四个气垫模块22、气动控制箱及面板式控制系统23、螺旋升降机构24、辅助支撑轮25、气管卷盘26，四个气垫模块22通过滑插形式对称布局在车体结构1的底部，气动控制箱及面板式控制系统23设置在车体结构1侧面，卷绕气管的气管卷盘26独立设置在承载气垫转运平台车体结构1的移动小车(未示出)上，气管分别与四个气垫模块22单独连接，气动控制箱及面板式控制系统23分别调节并控制各个气垫模块22气囊的气压，由2个万向轮和2个定向轮组成的辅助支撑轮25设置在车体结构1的底部，用于实现转运平台未充气状态下的行走、转向；螺旋升降机构24设置在车体结构上表面的四个脚轮上，采用蜗轮驱动丝杠直线运动，实现气垫式转运平台对负载航天器产品高度方向的调节，气动控制箱及控制系统23具有管路压力实施监控功能，对每个气管路具有单体控制调压能力。
本发明的气垫转运平台结合航天器大质量产品转运、总装、测试特点，集合了轮系与气垫系统两种工作模式，可适应多工况环境下产品的转运、拼接需求。气垫系统的分布兼顾了转运平台空载及满载9t状态的质心偏心设计，避免充气过程出现失稳现象，其特有的自平衡系统根据各个气垫实时采集的压力数据可自动控制其供气压力，实现气垫运输的平稳控制；同时，气动控制箱、螺旋升降机构、电控面板分体式集成设计于转运平台上，既避免了转运平台使用过程干涉，又便于维护、更换。
本发明的集成有气垫系统的转运平台，可有效解决航天器大质量产品多种工况下的平面多自由度转运及高精度拼接的难点，解决了航天器总装、测试操作的难题，从而可以顺利完成航天器日益多元化产品转运、总装及测试需求。
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 (9)

1.应用于航天器大质量产品的气垫转运平台，主要包括车体结构、多个气垫模块、气动控制箱、螺旋升降机构、辅助支撑轮、气管卷盘及控制系统，多个气垫模块对称布局在车体结构底部；气动控制箱设置在车体结构侧面，具有管路压力实施监控功能，对每个气管路具有单体控制调压能力；卷绕气管的气管卷盘独立设置在承载气垫转运平台车体结构的移动小车上，气管分别与多个气垫模块单独连接；辅助支撑轮设置在车体结构底部用于实现转运平台未充气状态下的行走、转向；螺旋升降机构设置在车体结构上表面的四个脚轮上，采用蜗轮驱动丝杠直线运动，实现气垫式转运平台对负载航天器产品高度方向的调节。
2.如权利要求1所述的气垫转运平台，其中，气动控制箱具有面板控制和/或手柄控制两种控制方式。
3.如权利要求1所述的气垫转运平台，其中，气垫模块通过滑插形式设置在车架结构底部。
4.如权利要求3所述的气垫转运平台，其中，气垫模块通过气动控制箱与气源连通。
5.如权利要求1-4任一项所述的气垫转运平台，其中，气垫模块在气源供气后利用压缩空气与支承地面表面之间形成一层空气薄膜，依此托起转运平台及其负载。
6.如权利要求1-4任一项所述的气垫转运平台，其中，气垫模块具有自平衡功能，自动控制其供气压力。
7.如权利要求1-4任一项所述的气垫转运平台，其中，辅助职称轮由2个万向轮和2个定向轮组成。
8.如权利要求1-4任一项所述的气垫转运平台，其中，螺旋升降机构能进行165mm范围内的高度调节。
9.如权利要求1-4任一项所述的气垫转运平台，其中，车体结构由标准矩形钢管焊接而成，具有脚轮、气垫模块、气动控制箱的安装接口。
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