CN107975664A - 一种六自由度并联式可调发动机杆系支架及安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种六自由度并联式可调发动机杆系支架及安装方法，其中，该支架包括：若干个连接装置和下连接板；其中，若干个所述连接装置和所述下连接板相连接；每个连接装置包括若干个上接头，与上接头的数量相一致的连杆、下接头和锁紧装置；其中，所述上接头与所述连杆的一端相连接；所述连杆的另一端通过所述锁紧装置与所述下接头相连接；所述下接头与所述下连接板相连接。本发明即能满足对支架特殊形位要求的可调适应性，也能最大程度提高舱体内部仪器、电缆布局空间利用率和操作性，具有高可靠性、能承受强振动环境、能适应不同连接曲面、不同接口需求。

Description

一种六自由度并联式可调发动机杆系支架及安装方法
技术领域
本发明属于导弹、火箭等具有较高质量与操作空间要求的发动机安装结构领域，尤其涉及一种六自由度并联式可调发动机杆系支架及安装方法。
背景技术
现代生活中，存在大量空间异形连接面承载需求。以火箭发动机支架为例，常存在上连接面为非对称，而下连接面为对称的情况，传统一体机加式结构加工难度大，安装调试难，且占据大量空间，不利于后续仪器、电缆等布局与装配操作。发动机连接面往往有特殊的形位要求，传统一体机加式支架本身制造精度为满足行为要求普遍偏高，生产成本对应增加。对应支架连接体形位要求也相应提高，若存在制造偏差，传统一体机加式支架也难以适应性更改，对应降低产品整体合格率，增加生产成本。随着火箭、导弹等产品商业化、实战化要求不断增加，对应舱体内仪器、电缆安装数量不断增加，对应舱体结构操作空间需求相应增加，传统一体机加式支架往往占据大量舱内空间，影响仪器、电缆布局与实际装配。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术，提供了一种六自由度并联式可调发动机杆系支架及安装方法，即能满足对支架特殊形位要求的可调适应性，也能最大程度提高舱体内部仪器、电缆布局空间利用率和操作性，具有高可靠性、能承受强振动环境、能适应不同连接曲面、不同接口需求。
本发明目的通过以下技术方案予以实现：根据本发明的一个方面，提供了一种六自由度并联式可调发动机杆系支架，包括：若干个连接装置和下连接板；其中，若干个所述连接装置和所述下连接板相连接；每个连接装置包括若干个上接头，与上接头的数量相一致的连杆、下接头和锁紧装置；其中，所述上接头与所述连杆的一端相连接；所述连杆的另一端通过所述锁紧装置与所述下接头相连接；所述下接头与所述下连接板相连接。
上述六自由度并联式可调发动机杆系支架中，所述锁紧装置包括球杆和压紧螺母；其中，所述连杆的另一端开设有内螺纹，所述球杆的一端开设有外螺纹，所述连杆的另一端与所述球杆的一端螺纹连接；所述球杆的球头嵌设于所述下接头内；所述压紧螺母套设于所述球杆的球头，所述压紧螺母与所述下接头螺纹连接。
上述六自由度并联式可调发动机杆系支架中，还包括：下锁紧螺母；其中，下锁紧螺母套设于所述连杆的另一端，下锁紧螺母能够与所述球杆的一端螺纹连接。
上述六自由度并联式可调发动机杆系支架中，还包括：压片；其中，所述压片设置于所述压紧螺母内，并且套设于所述球杆的球头。
上述六自由度并联式可调发动机杆系支架中，所述下接头设置有与所述球杆的球头相对应的球窝槽，所述球杆的球头嵌设于所述球窝槽内。
上述六自由度并联式可调发动机杆系支架中，所述上接头开设有内螺纹，所述连杆的一端开设有外螺纹，所述上接头与所述连杆的一端螺纹连接。
上述六自由度并联式可调发动机杆系支架中，还包括：上锁紧螺母；其中，所述上锁紧螺母套设于所述连杆的一端，所述上锁紧螺母能够与所述上接头螺纹连接。
上述六自由度并联式可调发动机杆系支架中，还包括：窄连接块和宽连接块；其中，所述下接头通过与窄连接块、宽连接块与所述下连接板的连接。
上述六自由度并联式可调发动机杆系支架中，所述连接装置的数量为4个。
本发明的结构承载效率大幅度提高，结构所占空间大幅度降低；组装操作方便，整体连接相对位置六自由度可调，并联式连接结构冗余，连接可靠性大幅度提升；采用左右旋螺纹、双螺母加强、球头可调可控接头等先进技术，整体结构重量轻、容错高、易加工、易组装、易调试、易维修、高可靠。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种六自由度并联式可调发动机杆系支架安装方法，所述方法包括如下步骤：先依据上下连接面要求确定上连接头与下连接板空间安装位置，下连接板位置固定后，使用窄连接块、宽连接块将下接头与下连接板固定连接，使得下接头空间位置固定；将压片、下锁紧螺母、压紧螺母与球杆连接后，球杆与连杆连接；将连杆与上锁紧螺母连接后与上接头螺纹连接，同时调整球杆与连杆之间的螺纹连接长度，使得球杆的球头进入下接头的球窝槽内；初步确定连杆与球杆位置后，拧紧压紧螺母，使得压制压片与下接头螺纹连接；若存在偏差，通过调节连杆实现连接长度的微调，通过微调确定连接面满足使用要求及精度后，分别拧紧上锁紧螺母与下锁紧螺母。
本发明的方法即能满足对支架特殊形位要求的可调适应性，也能最大程度提高舱体内部仪器、电缆布局空间利用率和操作性，具有高可靠性、能承受强振动环境、能适应不同连接曲面、不同接口需求，其必能在弹箭体结构和民用方面有广泛的应用。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构正视图；
图2是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构俯视图；
图3是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构正视剖视图；
图4是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构上接头局部放大剖视图；
图5是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构下接头局部放大剖视图；
图6是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构下斜视图；
图7是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构上斜视图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
装置实施例
图1是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构正视图；图2是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构俯视图；图3是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构正视剖视图；图6是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构下斜视图；图7是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构上斜视图。
如图1、图2、图3、图6和图7所示，该六自由度并联式可调发动机杆系支架包括：若干个连接装置和下连接板3；其中，若干个连接装置和下连接板3相连接；每个连接装置包括若干个上接头1，与上接头1的数量相一致的连杆2、下接头4和锁紧装置。其中，
上接头1与连杆2的一端相连接。具体实施时，上接头1开设有内螺纹，连杆2的上端开设有外螺纹，上接头1与连杆2的上端螺纹连接。
连杆2的另一端通过锁紧装置与下接头4相连接。连杆2的下端通过锁紧装置与下接头4相连接。
下接头4与下连接板3相连接。
图中所示的连接装置的数量为4个，每个连接装置所对应的上接头1的数量为3个，所以每个连接装置所对应的连杆2、下接头4和锁紧装置的数量分别为3个。
图5是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构下接头局部放大剖视图。如图5所示，锁紧装置包括球杆8、下锁紧螺母9、压紧螺母10和压片11；其中，
连杆2的另一端开设有内螺纹，球杆8的一端开设有外螺纹，连杆2的另一端与球杆8的一端螺纹连接。具体实施时，连杆2的下端开设有内螺纹，球杆8的上端开设有外螺纹，连杆2的下端与球杆8的上端螺纹连接。连杆2的下端开设有内螺纹，连杆2的上端开设有外螺纹，连杆2的上端开设有外螺纹对应为左螺纹，连杆2的下端开设有内螺纹对应为右螺纹，提高实际调整连接长度时操作便捷性。
球杆8的球头嵌设于下接头4内。具体实施时，下接头4设置有与球杆8的球头相对应的球窝槽，球杆8的球头嵌设于球窝槽内。
压紧螺母10套设于球杆8的球头，压紧螺母10与下接头4螺纹连接。
下锁紧螺母9套设于连杆2的另一端，下锁紧螺母9能够与球杆8的一端螺纹连接。具体实施时，下锁紧螺母9套设于连杆2的下端，下锁紧螺母9能够与球杆8的上端螺纹连接。
压片11设置于压紧螺母10内，并且套设于球杆8的球头。通过压片11使得球杆8的球头很好的嵌设进入球窝槽内。
图4是本发明实施例提供的六自由度并联式可调发动机杆系支架结构上接头局部放大剖视图。如图4所示，还包括：上锁紧螺母7；其中，上锁紧螺母7套设于连杆2的一端，上锁紧螺母7能够与上接头1螺纹连接。具体实施时，上锁紧螺母7套设于连杆2的上端。
如图2所示，该六自由度并联式可调发动机杆系支架还包括：窄连接块5和宽连接块6；其中，
下接头4通过与窄连接块5、宽连接块6与下连接板3的连接。具体的，下接头4上端与连杆2连接后，下端与下连接板3进行螺栓连接，对应连接处使用窄连接块5与宽连接块6实现对下连接头4对应连接部位的加强与应力扩散，提高产品整体连接强度。当下连接板3与下端发动机连接时，将下接头4、窄连接块5、宽连接块6与下连接板3连接使用螺栓进行重新拆装，以增加对下端发动机的连接作用。为便于产品组装及连接防松，也可使用粘接方式对下接头4、窄连接块5、宽连接块6与下连接板3之间进行预置连接，当杆系支架整体与发动机连接时，通过螺栓与螺母实现对连接各部位的最终连接。
六自由度并联式可调发动机杆系支架工作原理是：上接头1与下接头4之间通过连杆2螺纹连接实现对应上下连接面之间的连接承载作用。下接头4通过与窄连接块5、宽连接块6实现与下连接板3的连接。下连接板3一方面可以实现下连接接头之间的连接，提升杆系支架下部整体承载能力；另一方面下连接面一般与发动机连接，下连接板还可以实现防热作用，降低杆系支架结构整体的工作环境温度。连杆2上端外螺纹与上接头1内螺纹连接，连杆2下端内螺纹与球杆8连接，为实现连接长度实际调整操作便捷性，连杆2上下外内螺纹分别对应为左螺纹与右螺纹，提高实际调整连接长度时操作便捷性。除十二根连杆2连接长度可调节外，下接头4设计对应球窝槽与球杆8作用，并通过压紧螺母10、压片11螺纹连接锁紧，提供连杆连接长度变换后整体结构所需的弥补空间，同时也优化连杆传力路径，提高整体结构承载效率。在连杆2与上接头1连接处，球杆8与连杆2连接处分别放置上锁紧螺母7与下锁紧螺母9，基于双螺母防松原理加强对应部位连接强度与可靠性。
与现有上面级舱体内发动机支架结构相比本发明优点在于：结构承载效率大幅度提高，结构所占空间大幅度降低；组装操作方便，整体连接相对位置六自由度可调，并联式连接结构冗余，连接可靠性大幅度提升；采用左右旋螺纹、双螺母加强、球头可调可控接头等先进技术，整体结构重量轻、容错高、易加工、易组装、易调试、易维修、高可靠。
方法实施例
本实施例还提供了一种六自由度并联式可调发动机杆系支架按照方法，结合图1至图7，该方法包括如下步骤：
先依据上下连接面要求确定上连接头1与下连接板3空间安装位置，下连接板3位置固定后，使用窄连接块5、宽连接块6将下接头4与下连接板3固定连接，使得下接头4空间位置固定；
将压片11、下锁紧螺母9、压紧螺母10与球杆8连接后，球杆8与连杆2连接；
将连杆2与上锁紧螺母7连接后与上接头1螺纹连接，同时调整球杆8与连杆2之间的螺纹连接长度，使得球杆8的球头进入下接头4的球窝槽内；
初步确定连杆2与球杆8位置后，拧紧压紧螺母10，使得压制压片11与下接头4螺纹连接；
若存在偏差，通过调节连杆2实现连接长度的微调，通过微调确定连接面满足使用要求及精度后，分别拧紧上锁紧螺母7与下锁紧螺母9。
具体的，实际支架装配时，先依据上下连接面要求确定上连接头1与下连接板3空间安装位置。下连接板3位置固定后，使用窄连接块5、宽连接块6将下接头4与下连接板3固定连接，实现下接头4空间位置固定。将压片11、下锁紧螺母9、压紧螺母10与球杆8连接后，球杆8与连杆2连接。此时压紧螺母10不压制压片11，也不与下接头4连接。将连杆2与上锁紧螺母7连接后与上接头1螺纹连接，同时调整球杆8与连杆2之间的螺纹连接长度，实现球杆8球头进入下接头4球槽内。初步确定连杆2与球杆8位置后，拧紧压紧螺母10，压制压片11实现与下接头4螺纹连接固定。重复以上操作，十二根连杆2通过压紧螺母10固定位置后，对上下连接面相对位置进行复测。若存在偏差，可通过对应连杆2，通过其上下左右旋螺纹，实现连接长度的微调。通过微调确定连接面满足使用要求及精度后，分别拧紧上锁紧螺母7与下锁紧螺母9，实现对对应螺纹连接处的控制与防松处理。
本实施例即能满足对支架特殊形位要求的可调适应性，也能最大程度提高舱体内部仪器、电缆布局空间利用率和操作性，具有高可靠性、能承受强振动环境、能适应不同连接曲面、不同接口需求，其必能在弹箭体结构和民用方面有广泛的应用。
以上所述的实施例只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种六自由度并联式可调发动机杆系支架，其特征在于包括：若干个连接装置和下连接板(3)；其中，
若干个所述连接装置和所述下连接板(3)相连接；
每个连接装置包括若干个上接头(1)，与上接头(1)的数量相一致的连杆(2)、下接头(4)和锁紧装置；其中，
所述上接头(1)与所述连杆(2)的一端相连接；
所述连杆(2)的另一端通过所述锁紧装置与所述下接头(4)相连接；
所述下接头(4)与所述下连接板(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的六自由度并联式可调发动机杆系支架，其特征在于，所述锁紧装置包括球杆(8)和压紧螺母(10)；其中，
所述连杆(2)的另一端开设有内螺纹，所述球杆(8)的一端开设有外螺纹，所述连杆(2)的另一端与所述球杆(8)的一端螺纹连接；
所述球杆(8)的球头嵌设于所述下接头(4)内；
所述压紧螺母(10)套设于所述球杆(8)的球头，所述压紧螺母(10)与所述下接头(4)螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的六自由度并联式可调发动机杆系支架，其特征在于，还包括：下锁紧螺母(9)；其中，
下锁紧螺母(9)套设于所述连杆(2)的另一端，下锁紧螺母(9)能够与所述球杆(8)的一端螺纹连接。
4.根据权利要求2所述的六自由度并联式可调发动机杆系支架，其特征在于，还包括：压片(11)；其中，
所述压片(11)设置于所述压紧螺母(10)内，并且套设于所述球杆(8)的球头。
5.根据权利要求2所述的六自由度并联式可调发动机杆系支架，其特征在于，所述下接头(4)设置有与所述球杆(8)的球头相对应的球窝槽，所述球杆(8)的球头嵌设于所述球窝槽内。
6.根据权利要求1所述的六自由度并联式可调发动机杆系支架，其特征在于，所述上接头(1)开设有内螺纹，所述连杆(2)的一端开设有外螺纹，所述上接头(1)与所述连杆(2)的一端螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的六自由度并联式可调发动机杆系支架，其特征在于还包括：上锁紧螺母(7)；其中，
所述上锁紧螺母(7)套设于所述连杆(2)的一端，所述上锁紧螺母(7)能够与所述上接头(1)螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的六自由度并联式可调发动机杆系支架，其特征在于还包括：窄连接块(5)和宽连接块(6)；其中，
所述下接头(4)通过与窄连接块(5)、宽连接块(6)与所述下连接板(3)的连接。
9.根据权利要求1所述的六自由度并联式可调发动机杆系支架，其特征在于，所述连接装置的数量为4个。
10.一种六自由度并联式可调发动机杆系支架安装方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
先依据上下连接面要求确定上连接头(1)与下连接板(3)空间安装位置，下连接板(3)位置固定后，使用窄连接块(5)、宽连接块(6)将下接头(4)与下连接板(3)固定连接，使得下接头(4)空间位置固定；
将压片(11)、下锁紧螺母(9)、压紧螺母(10)与球杆(8)连接后，球杆(8)与连杆(2)连接；
将连杆(2)与上锁紧螺母(7)连接后与上接头(1)螺纹连接，同时调整球杆(8)与连杆(2)之间的螺纹连接长度，使得球杆(8)的球头进入下接头(4)的球窝槽内；
初步确定连杆(2)与球杆(8)位置后，拧紧压紧螺母(10)，使得压制压片(11)与下接头(4)螺纹连接；
若存在偏差，通过调节连杆(2)实现连接长度的微调，通过微调确定连接面满足使用要求及精度后，分别拧紧上锁紧螺母(7)与下锁紧螺母(9)。
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