CN107317088A - 用于星载大阵面天线h型安装的多层混合结构装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配方法，该方法适用于由桁架和板式结构通过刚性连接耦合形成的混合结构且混合结构用于星载大阵面天线H型安装和支撑；该方法将混合结构整体倒置，经过系统解耦、分段分层划分、局部装配耦合、系统耦合恢复四个步骤完成，装配形式为逐层累加装配。本发明能够解决存在复杂耦合装配关系的用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配难题，其对结构系统内存在耦合装配关系的零部件进行充分解耦并在装配过程逐步进行逆向系统耦合恢复，极大的提高了该多层混合结构零部件装配的协调性和相容性，降低全局性装配风险，便于局部装配过程中精度调节和工艺余量调整。

Description

用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配方法

技术领域

本发明涉及一种航天技术中卫星技术领域，具体地，涉及一种用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配方法。

背景技术

随着航天技术的快速发展，星载大阵面可展开天线越来越多的应用到卫星上。这类大阵面可展开天线通常采用在轨展开拼接的方式实现其功能，而在发射过程中则采用折叠收拢的方式安装在卫星结构上，呈H型构型的星载大阵面可展开天线是其中较为常见的一种。由于这类天线通常自身重量、物理尺寸和机械接口尺寸均较大，为了既保证卫星整体刚度，满足在发射主动段天线的动响应环境的控制和使用要求，又能够适应大阵天线安装机械接口，通常会采用以桁架为主承力结构、板式结构为辅助承力结构的多层混合结构作为承载结构，确保既满足卫星主动段期间刚度要求和动响应控制要求，又便于天线布局和机械结构的安装。

由于这类混合结构杆系与接头、杆系与板式结构、接头与板式结构、板式结构与板式结构之间存在着复杂的耦合连接关系，导致在混合结构实际装配过程中存在着混合结构零部件之间装配路径干涉或冲突导致装配无法进行的风险，这是混合结构装配过程中的全局性的配合风险。为了充分降低装配过程中全局性风险，需要对混合结构零部件之间的耦合连接关系进行充分解耦，将装配过程中存在的系统性耦合关系进行细分，提高多层混合结构在装配过程中的协调性和匹配性。

混合结构装配存在全局性风险的同时还存在着因杆系和板式结构交替装配而产生的装配精度难以保证的风险和因板式结构与杆系连接相容性阈值较小引起的装配连接偏差等局部性风险，因此，需要采用合适装配形式和装配基准，确保装配过程中精度基准有效的传递，便于局部装配过程中的精度调节和工艺余量调整，避免连续装配带来的累积装配误差，利于整体混合结构的精度保证，提升装配过程的工艺可实现性。

综合上述，针对星载大阵面天线H型安装的多层混合结构的装配需求，本发明提供一种用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配方法，实现对多层混合结构进行系统解耦，降低全局性的装配配合风险，便于各层局部装配过程中的精度调节和工艺余量调整，避免连续装配带来的累积装配误差，利于整体混合结构的精度保证。相对于混合结构正置状态下的装配，混合结构整体倒置，更有利于优先保证混合结构顶部接头装配精度，同时桁架结构整体外形规则，使得其更便于作为混合结构装配基准参照。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配方法，其实现多层混合结构系统解耦，对混合结构零部件之间的耦合连接关系进行充分解耦，将装配过程中存在的系统性耦合关系进行细分，提高多层混合结构在装配过程中的协调性和匹配性，降低全局性的装配配合风险，便于各层局部装配过程中的精度调节和工艺余量调整，避免连续装配带来的累积装配误差，利于整体混合结构的精度保证，提升装配过程的工艺可实现性，为后续卫星的结构构型布局设计创造了一种新的设计方法。

根据本发明的一个方面，提供一种用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配方法，其特征在于，该方法适用于由桁架和板式结构通过刚性连接耦合形成的混合结构且混合结构用于星载大阵面天线H型安装和支撑；该方法将混合结构整体倒置，经过系统解耦、分段分层划分、局部装配耦合、系统耦合恢复四个步骤完成，装配形式为逐层累加装配；该方法包括以下步骤：第一步：多层混合结构系统解耦，识别桁架和板式结构对接区域及耦合连接关系，对耦合连接区域拆分至仅存在单次连接装配关系；第二步：分段分层划分，以桁架为主、板式结构为辅进行分段分层划分，基于桁架的各层将仅具有单次装配关系的零部件进行分组；第三步：局部装配耦合，针对第二步实施后形成的零部件分组，在分组内对仅存在单次连接装配关系的零部件进行装配，实施局部结构装配和耦合关系恢复；第四步：系统耦合恢复，在第三步基础上，按照逐层累加的装配形式，将第三步获取的局部结构和其他分组内的零部件进行连接装配，直至多层混合结构系统耦合恢复。

优选地，所述混合结构由桁架和板式结构耦合连接形成，整体呈多层构型，自下而上一共分为三层，由四层接头、三层杆系和若干板式结构组成；其中，桁架由接头和杆系组成，杆系包括方梁和圆杆；板式结构由下层板、中层板、上层板和若干隔板组成。

优选地，所述第二步分段分层划分主要基于桁架分层进行，所述第三步局部结构装配耦合主要针对桁架各层局部结构进行。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：一，对多层混合结构进行系统解耦，将装配过程中存在的系统性耦合关系进行细分，有效的降低全局性的装配配合风险，提高多层混合结构在装配过程中的协调性和匹配性；二，分层的局部装配耦合，便于各层局部装配过程中的精度调节和工艺余量调整，避免连续装配带来的累积装配误差，利于整体混合结构的精度保证。

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为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构示意图；

图2为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构倒置装配示意图。

图3为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构的顶层的结构示意图。

图4为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构的顶层关联部件的结构示意图。

图5为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构的上层板、混合结构第二层等的结构示意图。

图6为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构的第二层第一关联部件的结构示意图。

图7为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构的第二层第二关联部件的结构示意图。

图8为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构的中层板、混合结构第三层等的结构示意图。

图9为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构的第三层关联部件的结构示意图。

图10为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构的下层板、混合结构第四层等的结构示意图。

图11为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配流程示意图(在图3的结构上装配关联零部件)。

图12为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配流程示意图(将图5形成的局部结构和图11形成的局部结构进行装配)。

图13为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配流程示意图(针对图12的装配状态，将与其关联的杆系和接头等零部件装配)。

图14为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配流程示意图(针对图13的装配状态，将与其关联的接头和板式结构等零部件装配)。

图15为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配流程示意图(针对图14的装配状态，将中层板以及混合结构第三层剩余的接头组合，同步与图14形成的局部结构进行对接装配)。

图16为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配流程示意图(针对图15的装配状态，将与其相关的板式结构、接头、杆系等对接装配)。

图17为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配流程示意图(针对图16的装配状态，将混合结构第四层的杆系、接头等进行对接装配)。

图18为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配流程示意图(针对图17的装配状态，将下层板与混合结构第四层的接头进行对接装配)。

需要特别说明的是：图1所示为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构示意图；

图2为本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构倒置装配示意图。

为便于对本发明的理解，图3～图18采用混合结构正置的方式进行装配状态阐述，实际转配过程则是将混合结构倒置并按照图3～图18的顺序实施。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。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。

为了满足任务需求，需要采用能够适应大阵面天线H型安装的多层混合结构，具体如图1所示，针对这种混合结构的装配要求，提供的一种用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配方法，具体如图2所示。

本发明用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配方法适应于包含桁架结构和板式结构两部分的混合结构，该方法将混合结构整体倒置，经过系统解耦、分段分层划分、局部装配耦合、系统耦合恢复四个步骤完成，装配形式为逐层累加装配，该方法包括以下步骤：

第一步：混合结构系统解耦

划分杆系与接头、杆系与板式结构、接头与板式结构、板式结构与板式结构之间的连接区域，识别桁架和板式结构对接区域及耦合连接关系，对耦合连接区域拆分至仅存在单次连接装配关系，直至各零部件之间仅存在单次连接关系，达到对混合结构系统的解耦；

第二步：分段分层划分

在混合结构系统解耦的基础上，以桁架为主、板式结构为辅进行分段分层划分，基于桁架的各层将仅具有单次装配关系的零部件进行分组。这种分组不仅包括存在直接装配连接关系的零部件，还包括间接存在连接关系的零部件。

第三步：单层局部装配耦合

按照逐层累加的装配形式，将第三步获取的局部结构和其他分组内的零部件进行连接装配，直至多层混合结构系统耦合恢复；

第四步：系统耦合恢复

在第三步基础上，穿插进行单层之间的零部件装配，按照装配顺序的自下而上逐层装配和耦合连接，直至混合结构系统耦合恢复。

所述混合结构由桁架和板式结构耦合连接形成，整体呈多层构型，自下而上一共分为三层，由四层接头、三层杆系和若干板式结构组成；其中，桁架1由接头和杆系组成，杆系包括方梁和圆杆；板式结构由下层板4、中层板3、上层板2和若干隔板组成，这样结构简单，稳定性好。

所述第二步分段分层划分主要基于桁架分层进行，所述第三步局部结构装配耦合主要针对桁架各层局部结构进行。

实施方式结合图3至图18具体说明如下：

(1)图3所示即为混合结构顶部单层结构，前述第二步进行分段分层划分过程中就将该层划分为单独装配结构，直接进行单层局部装配耦合；

(2)图5则将杆系、接头和板式结构分为一个组合，采用单层局部装配耦合；

(3)考虑图3和图5之间存在关联零部件，因此，在图3的结构上装配关联零部件，形成图11所示结构；

(4)将图5形成的局部结构和图11形成的局部结构进行装配，形成图12的结构；

(5)针对图12的装配状态，将与其关联的杆系和接头等零部件装配，形成图13的结构；

(6)针对图13的装配状态，将与其关联的接头和板式结构等零部件装配，形成图14的结构；

(7)针对图14的装配状态，将中层板以及混合结构第三层剩余的接头组合(非装配)，同步与图14形成的局部结构进行对接装配，形成图15所示的结构；

(8)针对图15的装配状态，将与其相关的板式结构、接头、杆系等对接装配，形成图16的结构；

(9)针对图16的装配状态，将混合结构第四层的杆系、接头等进行对接装配，形成图17的结构；

(10)针对图17的装配状态，将下层板与混合结构第四层的接头进行对接装配，形成图18的结构。

通过实际混合结构装配表明，本发明提供一种用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配方法，实现多层混合结构系统解耦，对混合结构零部件之间的耦合连接关系进行充分解耦，将装配过程中存在的系统性耦合关系进行细分，提高多层混合结构在装配过程中的协调性和匹配性，降低全局性的装配配合风险，便于各层局部装配过程中的精度调节和工艺余量调整，避免连续装配带来的累积装配误差，利于整体混合结构的精度保证，提升装配过程的工艺可实现性，该发明在本领域内应用将十分广泛。相对于混合结构正置状态下的装配，混合结构整体倒置，更有利于优先保证混合结构顶部接头装配精度，同时桁架结构整体外形规则，使得其更便于作为混合结构装配基准参照。

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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (3)

1.一种用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配方法，其特征在于，该方法适用于由桁架和板式结构通过刚性连接耦合形成的混合结构且混合结构用于星载大阵面天线H型安装和支撑；该方法将混合结构整体倒置，经过系统解耦、分段分层划分、局部装配耦合、系统耦合恢复四个步骤完成，装配形式为逐层累加装配；该方法包括以下步骤：第一步：多层混合结构系统解耦，识别桁架和板式结构对接区域及耦合连接关系，对耦合连接区域拆分至仅存在单次连接装配关系；第二步：分段分层划分，以桁架为主、板式结构为辅进行分段分层划分，基于桁架的各层将仅具有单次装配关系的零部件进行分组；第三步：局部装配耦合，针对第二步实施后形成的零部件分组，在分组内对仅存在单次连接装配关系的零部件进行装配，实施局部结构装配和耦合关系恢复；第四步：系统耦合恢复，在第三步基础上，按照逐层累加的装配形式，将第三步获取的局部结构和其他分组内的零部件进行连接装配，直至多层混合结构系统耦合恢复。

2.根据权利要求1所述的用于星载大阵面天线H型安装的多层混合结构装配方法，其特征在于，所述混合结构由桁架和板式结构耦合连接形成，整体呈多层构型，自下而上一共分为三层，由四层接头、三层杆系和若干板式结构组成；其中，桁架由接头和杆系组成，杆系包括方梁和圆杆；板式结构由下层板、中层板、上层板和若干隔板组成。

3.根据权利要求1所述的用于星载大阵面天线H型安装多层混合结构装配方法，其特征在于，所述第二步分段分层划分主要基于桁架分层进行，所述第三步局部结构装配耦合主要针对桁架各层局部结构进行。