CN108381161A - 基于激光水准仪校正的卫星舱体吊装对接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光水准仪校正的卫星舱体吊装对接方法，该方法利用激光水准仪开展卫星舱体对接面、架车对接面水平度测量和监测，利用自动平衡吊具的倾角传感器及激光水准仪的指引，将吊点移动到被吊物体重心上方确保被吊物品下方的对接面与自然水平面平行；最后，被吊舱体和停放舱体在共同参考激光水准仪确定的水平面内进行对接工作。本发明有效提高了卫星结构对接装配的效率，实现了量化对接指标的控制，满足了卫星结构对接的姿态需求。

Description

基于激光水准仪校正的卫星舱体吊装对接方法

技术领域

本发明属于卫星总装技术领域，具体涉及一种利用自动水平调节吊具、激光水准仪及升降平台进行卫星舱体吊装对接的方法，该方法能够实现卫星舱体在高精度水平度条件下的吊装、停放、平稳对接需求，满足大型卫星结构吊装状态下的高精度装配需求。

背景技术

随着卫星产品大型化、布局紧凑化、质量量化控制的发展趋势，卫星各舱段对接总装过程中的质量控制、工艺指标量化工作需求越为重要，需要舱体对接精度控制系统实现卫星对接过程中姿态的调整，以满足卫星舱体对接过程中的精度控制需求。

目前，为了满足卫星舱体对接的高精度需求，通常有两种方案：方案一：应用常规吊具，通过调节常规机械吊具下端与卫星连接的花纹螺丝的长度来设置不同位置吊带的长度，从而设置卫星对接面的高度，往往需要多次反复起吊、多次调整花纹螺丝的长度才能满足卫星对接条件。方案二：应用专利名为一种航天器水平调节吊具(ZL201110428722.3)的自动平衡吊具，以专利名为一种航天器水平调节吊具的调节方法(ZL201110428713.4)的方式进行卫星对接前的姿态调整。但是，该方案具有算法复杂，需要反复起吊舱体，调整操作繁琐，并没有最终的精度指标反馈。

为解决上述问题，采用激光水准仪作为监测校正反馈工具，利用自动平衡吊具、卫星升降装置调整卫星对接面的水平度。本发明专利针对卫星舱体对接过程中的水平调节关键点，提出了基于激光水准仪开展卫星舱体对接面、架车对接面水平度测量和监测，确保地面停放端对接面与水平面高精度水平；卫星舱体对接过程通过激光水准仪校正监测，确保对接过程中水平度优于1mm/1m，对接过程中两个舱体对接面同步接触，无异常受力点。该方案避免了以往利用升降车调整吊带长度的高空作业操作，告别了操作人员利用米尺反复测量舱体与地面的高度差的操作，提高了舱体对接中的技术检测和调整手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于激光水准仪校正的卫星舱体对接的装配方法，该发法解决了卫星舱体快速、准确调整对接面水平的问题，有效提高了卫星结构对接过程中的水平度参数量化能力，实现了卫星结构在对接过程中的姿态控制需求。

本发明是通过如下技术方案实现的：

基于激光水准仪校正的卫星舱体吊装对接方法需要用到如下设备：自动水平调节吊具、激光水准仪(二台)、高度调整支架(二套)、卫星支架车(高度可调节)、尺寸刻度基准。该技术方案包含如下三个主要方面：

一方面，利用停放在高度调整支架上的激光水准仪开展卫星舱体对接面、架车对接面水平度测量和监测，确保地面停放端对接面与自然水平面平行；

另一方面，利用自动平衡吊具的倾角传感器及激光水准仪的指引，将吊点移动到被吊物体重心上方确保被吊物品下方的对接面与自然水平面平行；

最后，被吊舱体和停放舱体在共同参考激光水准仪确定的水平面内进行对接工作。并通过激光水准仪校正监测，确保卫星舱体对接过程中水平度达到1mm/1m以内的精度要求。

基于激光水准仪校正的卫星舱体吊装对接方法，包括以下步骤：

1)检查两个待对接的卫星舱体分别停放在各自的架车上，且完成了对接前的总装工作，具备对接状态；

2)在待对接的两个舱体对接面平行的位置粘贴尺寸刻度基准；刻度线条以1mm为最小刻度，刻度基准的粘贴位置以朝向保持一致，且前方无遮挡，以便于激光水准仪水平激光同步投影为宜；

3)方位在卫星对角方位偏转20度以内，利用高度调整支架设置为激光水平线投影到地面停放端舱体对接面上边缘，激光水准仪开展卫星舱体对接面、架车对接面水平度测量和监测；

4)依据激光指示的偏移量调整舱体架车底部支撑的高低，确保地面停放端对接面与自然水平面平行误差在1mm以内；

5)利用天车起吊自动平衡吊具，设置自动平衡吊具的拉力值归零、平台倾角归零，最后在激光水准仪的指导下，设置四根吊带等长；

6)利用设置好的自动平衡吊具起吊待对接舱体，平稳脱离停放架车，平移至开放场地；

7)将另一台激光水准仪设置距离舱体的距离少于5米，大于300毫米，设置方位在卫星对角方位偏转20度以内或者舱体内部中空位置，利用高度调整支架设置为激光水平线投影到起吊舱体对接面下边缘，开展卫星舱体对接面水平度测量和监测；

8)利用自动平衡吊具的倾角传感器及激光水准仪的指引，将吊点移动到被吊物体重心上方确保被吊物品下方的对接面与自然水平面平行，平行误差在1mm以内。

9)利用天车将调整好的舱体起吊至停放端卫星舱体上方，初步对正卫星象限后，利用激光水准仪的垂直光路进行精确调整对齐，完成卫星舱体最终对接。

上述技术方案中，在待对接的两个舱体对接面平行的位置粘贴尺寸刻度基准；刻度线条以1mm为最小刻度，刻度基准的粘贴位置以朝向保持一致。

上述技术方案中，两台激光水准仪设置距离舱体的距离少于5米，大于300毫米，设置方位在卫星对角方位偏转20度以内或者舱体内部中空位置；底座设置有高度调整支架，实现激光水准仪360°转向调整，1000m以上的高度调整范围。

上述技术方案中，自动平衡吊具具有在线吊装条件下吊点位置调节功能，利用自动平衡吊具的倾角传感器及激光水准仪的指引，将吊点移动到被吊物体重心上方确保被吊物品下方的对接面与自然水平面平行，平行误差在1mm以内。

上述技术方案中，激光水准仪能实现水平、垂直两个方向1mm/5m的激光标记线投影，投影对应卫星对接面上标记点。

与现有技术相比，本发明实现了卫星结构产品的对接水平度快速调整、并进行指标测量和评价，满足卫星结构的高精度量化需求。

本发明提出的基于激光水准仪校正的卫星结构对接方法达到了以下效果：

1)本方法的设置激光水准仪位置和方位，可实现对卫星对接面三个角以上的同步投影，同步检测位置水平度；

2)本方法的激光水准仪检测，可实现对卫星对接面与水平面之间偏差的快速检测与测量，检测精度1mm/5m以内。

3)本方法中的自动水平调节吊具可实现吊点位置快速移动到被吊卫星舱体垂直上方，实现了被吊星体对接面快速调整为水平状态，在激光水准仪的校正下，水平度调整达到1mm/2m以内；

4)本方法中的卫星调整支架，通过调整支撑地脚的高度，满足卫星下星体对接端面的水平度调整要求；

5)本方法的激光水准仪可提供垂直激光面，在卫星舱段对接过程中提垂直对正基准，满足高精度吊装落放要求。

本发明有效提高了卫星结构对接装配的效率，实现了量化对接指标的控制，满足了卫星结构对接的姿态需求。

附图说明

图1为本发明基于激光水准仪校正的卫星舱体吊装对接技术实施方案的结构示意图，

其中，1为天车吊钩；2为自动平衡吊具；3为激光水准仪水平、垂直基准；4为被吊舱体；5为尺寸刻度基准；6为激光水准仪水平(另一台)；7为卫星固定舱体；8为可升降调节的卫星支架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但这仅仅是示例性的，并不旨在对本发明的保护范围进行任何限制。

如图1所示，卫星基于激光水准仪校正的卫星结构对接整个流程如下：

1)检查被吊舱体4和卫星固定舱体7分别停放在各自的架车上，且完成了对接前的总装工作，具备进行对接的条件；

2)在待被吊舱体4和卫星固定舱体7的对接面的位置粘贴三到四个尺寸刻度基准5；刻度线条以1mm为最小刻度，被吊舱体4的刻度基准的粘贴位置以朝向激光水准仪3，卫星固定舱体7的刻度基准的粘贴位置以朝向激光水准仪6，以便于激光水准仪水平激光同步投影为宜；

3)将激光水准仪6设置距离卫星固定舱体7的距离d(5000mm＞d＞300mm)；设置方位在卫星对角方位偏转20度以内，并利用高度调整支架设置为激光水平线投影到卫星固定舱体7对接面上尺寸刻度基准5上，用激光水准仪6开展卫星舱体对接面、架车对接面水平度测量和监测；

4)依据激光指示的偏移量调整卫星支架8四个方向支撑脚的高低，确保卫星固定舱体7对接面与自然水平面平行误差在1mm以内；

5)利用天车1起吊自动平衡吊具2，设置自动平衡吊具2的拉力值归零、平台倾角归零，最后在激光水准仪3的指导下，设置四根吊带等长；

6)利用设置好的自动平衡吊具2起吊被吊卫星舱体4，平稳脱离停放架车，平移至开放场地；

7)将激光水准仪6设置距离被吊卫星舱体4的距离d(5000mm＞d＞300mm)；设置方位在卫星对角方位偏转20度以内或者舱体内部中空位置，利用高度调整支架设置为激光水平线投影到吊卫星舱体4对接面下边缘尺寸刻度基准5上，开展卫星舱体对接面水平度测量和监测；

8)利用自动平衡吊具2的倾角传感器及激光水准仪3的指引，将吊点移动到被吊物体重心上方，确保被吊卫星舱体4下方的对接面与自然水平面平行，平行误差在1mm以内。

9)利用天车1将被吊卫星舱体4起吊至卫星固定舱体7上方，初步对正卫星象限后，利用激光水准仪3的垂直光路进行精确调整对齐，完成卫星舱体最终对接。

尽管上文对本发明专利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专利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，均应在本发明专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于激光水准仪校正的卫星舱体吊装对接方法，包括以下步骤：

1)检查两个待对接的卫星舱体分别停放在各自的架车上，且完成了对接前的总装工作，具备对接状态；

2)在待对接的两个舱体对接面平行的位置粘贴尺寸刻度基准；刻度线条以1mm为最小刻度，刻度基准的粘贴位置以朝向保持一致；

3)方位在卫星对角方位偏转20度以内，利用高度调整支架设置为激光水平线投影到地面停放端舱体对接面上边缘，激光水准仪开展卫星舱体对接面、架车对接面水平度测量和监测；

4)依据激光指示的偏移量调整舱体架车底部支撑的高低，确保地面停放端对接面与自然水平面平行误差在1mm以内；

5)利用天车起吊自动平衡吊具，设置自动平衡吊具的拉力值归零、平台倾角归零，最后在激光水准仪的指导下，设置四根吊带等长；

6)利用设置好的自动平衡吊具起吊待对接舱体，平稳脱离停放架车，平移至开放场地；

7)将另一台激光水准仪设置距离舱体的距离少于5米，大于300毫米，设置方位在卫星对角方位偏转20度以内或者舱体内部中空位置，利用高度调整支架设置为激光水平线投影到起吊舱体对接面下边缘，开展卫星舱体对接面水平度测量和监测；

8)利用自动平衡吊具的倾角传感器及激光水准仪的指引，将吊点移动到被吊物体重心上方确保被吊物品下方的对接面与自然水平面平行，平行误差在1mm以内；

9)利用天车将调整好的舱体起吊至停放端卫星舱体上方，初步对正卫星象限后，利用激光水准仪的垂直光路进行精确调整对齐，完成卫星舱体最终对接。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在待对接的两个舱体对接面平行的位置粘贴尺寸刻度基准；刻度线条以1mm为最小刻度，刻度基准的粘贴位置以朝向保持一致。

3.如权利要求1所述的方法，其中，两台激光水准仪设置距离舱体的距离少于5米，大于300毫米，设置方位在卫星对角方位偏转20度以内或者舱体内部中空位置；底座设置有高度调整支架，实现激光水准仪360°转向调整，1000m以上的高度调整范围。

4.如权利要求1所述的方法，其中，自动平衡吊具具有在线吊装条件下吊点位置调节功能，利用自动平衡吊具的倾角传感器及激光水准仪的指引，将吊点移动到被吊物体重心上方确保被吊物品下方的对接面与自然水平面平行，平行误差在1mm以内。

5.如权利要求1所述的方法，其中，激光水准仪能实现水平、垂直两个方向1mm/5m的激光标记线投影，投影对应卫星对接面上标记点。

6.如权利要求1所述的方法，其中，天车将调整好的舱体起吊至停放端卫星舱体上方后，利用激光水准仪的垂直光路进行精确调整对齐。