CN109307492B - 一种空间站科学实验柜装配尺寸检测工装 - Google Patents

Abstract

本发明属于载人航天工程空间站科学实验载荷地面支持设备技术领域，具体涉及一种空间站科学实验柜装配尺寸检测工装。包括底板及设置于底板两端的左侧板和右侧板，底板的两端与左侧板和右侧板之间均设有用于支撑科学实验柜的支撑斜面，左侧板上设有用于与科学实验柜的顶部连接的两个左侧实验柜接口，右侧板上设有用于与科学实验柜的底部连接的四个右侧实验柜接口。本发明结构强度和刚度高，长时间放置和使用过程中不易变形，结构和操作简单，可多次重复使用，实用性强。

Description

一种空间站科学实验柜装配尺寸检测工装

技术领域

本发明属于载人航天工程空间站科学实验载荷地面支持设备技术领域，具体涉及一种空间站科学实验柜装配尺寸检测工装。

背景技术

空间站是一个在距离地球400至450km的空间轨道上组装而成的大型空间实验室系统，可实现多名宇航员长期驻留，并进行较大规模的多学科领域的空间应用科学实验研究，而科学实验柜就是在空间站的实验舱内进行这些科学应用任务的主要实验设施，为各类实验项目和有效载荷设备提供严格标准的机、电、软、热、液、气和环境接口以及控制系统和信息管理等，确保实验的顺利进行。满足不同学科领域和技术应用的科学实验柜都是专柜专用，有针对性地进行了特性设计，但实验柜主结构与空间站舱段的安装方式采用相同标准和尺寸的对外可适应六点安装接口，即顶面两点，底面四点，每个点均限制其六自由度运动。

在实验柜主结构的装配过程中，为了使其满足装舱接口的位置精度和尺寸精度要求，位于实验柜主结构六个安装角点的工艺转接件需要进行多次反复的拆卸和调整，并采用精密测量机械臂进行位置和尺寸的检验，直至满足接口指标要求后，表明实验柜整个装配体满足了装舱接口要求，再拆卸工艺转接件，在正式装舱时，再将转接件和实验柜主结构安装于舱段内部接口处。

因此，工艺转接件安装后的检测只是个中间过程，仅为了验证整个实验柜的装配体是否满足装舱接口要求，但调试和检测过程繁琐，工艺复杂，并且数量较多的实验柜都需要进行上述重复性的过程，操作流程低效。

综上所述，如何提供一种简化上述复杂装配和检验工艺流程的具有量具作用的尺寸检测工装，成为了一个亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种空间站科学实验柜装配尺寸检测工装，以满足舱段接口尺寸公差范围，并能作为模拟舱段与装配后的实验柜进行安装，减少工艺转接件的调整和拆装流程等中间环节，以实现简化具有标准对外安装接口的科学实验柜装配和检验流程的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种空间站科学实验柜装配尺寸检测工装，包括底板及设置于所述底板两端的左侧板和右侧板，所述底板的两端与所述左侧板和右侧板之间分别设有用于支撑科学实验柜的左支撑斜面和右支撑斜面，所述左侧板上设有用于与科学实验柜的顶部连接的两个实验柜接口，所述右侧板上设有用于与科学实验柜的底部连接的四个实验柜接口。

所述左侧板和所述右侧板均是由横筋和竖筋构成的镂空支撑结构。

所述左支撑斜面由多个左侧支撑斜筋构成，所述左侧支撑斜筋的一端与所述底板连接，另一端与所述左侧板连接；所述右支撑斜面由多个右侧支撑斜筋构成，所述右侧支撑斜筋的一端与底板连接，另一端与所述右侧板连接。

所述左侧板上的两个实验柜接口设置于所述左侧板的上端两侧、且两个所述实验柜接口的下端均设有与所述左侧板垂直的实验柜承载面。

所述左侧板的顶部设有吊装螺纹孔。

所述右侧板上的四个实验柜接口上下设置、且位于下方的两个所述实验柜接口的下端设有与所述右侧板垂直的实验柜承载面。

所述右侧板的顶部设有装配导向孔。

所述底板由底部横筋和底部竖筋构成镂空结构。

所述底板的底部两端设有底部支撑立柱及位于两个底部支撑立柱之间的底部插槽。

本发明的优点及有益效果是：

本发明提供的一种空间站科学实验柜装配尺寸检测工装，作为一种标准尺寸量具基准，可模拟真实舱段接口，适用于空间站科学实验柜装配过程中顶部和底部转接件接口间相互尺寸的检测和安装，解决了科学实验柜在装配过程中需要对各转接件进行反复拆卸、调整和检测尺寸的流程，并且空间站内有十余种具有相同标准机械接口的科学实验柜，本检测工装可适应不同的科学实验柜在装配后进行尺寸检验，大大降低了检测人员的工作量，简化了装配流程，提高了效率。检测工装采用一体化铸造后机加的成型方式，结构强度和刚度高，长时间放置和使用过程中不易变形，结构和操作简单，可多次重复使用，实用性强。

附图说明

图1为本发明的工作状态示意图；

图2为本发明的左侧板的结构示意图；

图3为本发明的底板的结构示意图；

图4为本发明的右侧板结构示意图。

图中：1为科学实验柜，2为检测工装，21为左侧板，210为左侧横筋，211为左侧竖筋，212为实验柜承载面A，213为实验柜接口A，214为吊装螺纹孔，215为实验柜接口B，216为实验柜承载面B，217为左侧支撑斜筋；22为底板，220为底部横筋，221为底部竖筋，222为底部插槽，223为底部支撑立柱；23为右侧板，230为实验柜承载面G，231为实验柜接口G，232为右侧横筋，233为右侧竖筋，234为实验柜接口C，235为装配导向孔，236为实验柜接口D，237为实验柜接口H，238为实验柜承载面H，239为右侧支撑斜筋。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明提供的一种空间站科学实验柜装配尺寸检测工装，包括底板22及设置于底板22两端的左侧板21和右侧板23，底板22的两端与左侧板21和右侧板23之间分别设有用于支撑科学实验柜1的左支撑斜面和右支撑斜面，左侧板21上设有用于与科学实验柜1的顶部连接的两个实验柜接口，右侧板23上设有用于与科学实验柜1的底部连接的四个实验柜接口。科学实验柜1顶部的两个安装平面通过螺钉与检测工装2的左侧板21上的两个实验柜接口连接，科学实验柜1底部的四个安装平面通过螺钉分别与检测工装2的右侧板23上的四个实验柜接口连接。

左侧板21和右侧板23均是由横筋和竖筋构成的镂空支撑结构。

如图2所示，左侧板21由左侧横筋210和左侧竖筋211构成镂空支撑结构，左支撑斜面由多个左侧支撑斜筋217构成，左侧支撑斜筋217的一端与底板22连接，另一端与左侧板21连接。

左侧板21的上端两侧设有实验柜接口A 213和实验柜接口B 215，实验柜接口A213和实验柜接口B 215的下端分别设有与左侧板21垂直的实验柜承载面A 212和实验柜承载面B 216，左侧板21的顶部设有吊装螺纹孔214。

科学实验柜1顶部的两处连接面分别与实验柜接口A 213和实验柜接口B 215通过螺钉固接，为防止螺钉受过大剪切力发生变形破坏而造成科学实验柜1损坏，通过实验柜承载面A 212和实验柜承载面B 216为其提供辅助支撑力，同时还能起到初步定位作用。

如图4所示，右侧板23由右侧横筋232和右侧竖筋233构成镂空支撑结构。右支撑斜面由多个右侧支撑斜筋239构成，右侧支撑斜筋239的一端与底板22连接，另一端与右侧板23连接。

右侧板23的上端两端两侧设有实验柜接口C 234和实验柜接口D 236，下端设有实验柜接口G 231和实验柜接口H 237，实验柜接口G 231和实验柜接口H 237的下端分别设有与右侧板23垂直的实验柜承载面G 230和实验柜承载面H 238，右侧板23的顶部设有装配导向孔235。

科学实验柜1底部的四处连接面分别与实验柜接口C 234、实验柜接口D 236、实验柜接口G 231和实验柜接口H 237通过安装螺钉固接，为防止螺钉受过大剪切力发生变形破坏而造成科学实验柜1损坏，通过位于右侧板23下侧的实验柜承载面G 230和实验柜承载面H 238为其提供辅助支撑力和安装定位。装配导向孔235为科学实验柜1提供初步定位。

如图3所示，底板22由底部横筋220和底部竖筋221构成镂空结构，底板22的底部两端设有底部支撑立柱223及位于两个底部支撑立柱223之间的底部插槽222。

底部横筋220与左侧板21和右侧板23通过左侧支撑斜筋217和右侧支撑斜筋239连接，增强整体结构的刚度和强度。检测工装2通过底部四角的底部支撑立柱223放置于平整地面，叉车的货叉插入底部插槽222可将检测工装2抬起，对其进行搬运和移动。

本发明的工作原理是：

本发明的检测工装2通过底部的底部支撑立柱223放置于水平洁净地面，位于科学实验柜1顶部的两个转接件和底部下侧的两个转接件分别安装于检测工装2对应的接口上，科学实验柜1通过前端两侧的吊装孔利用吊环、吊绳和天车吊至检测工装2的正上方，调整好对应的安装位置，利用检测工装2上的装配导向孔235实现二者间的初步定位，缓慢竖直下降科学实验柜1直至其两端安装面接近检测工装2上的实验柜承载面A 212、实验柜接口A213、实验柜接口B 215、实验柜承载面B 216、实验柜承载面G 230、实验柜接口G 231、实验柜接口H 237、实验柜承载面H 238，利用松不脱螺钉将实验柜两端与安装于检测工装2上相应位置的四个转接件连接，不拧紧，再利用预先固定于科学实验柜1上的转接件通过实验柜接口C 234、实验柜接口D 236与检测工装2连接，调整好位置关系后拧紧。

若科学实验柜1与检测工装2的各连接接口安装无误，连接面贴合紧密，则视为科学实验柜1的装配体相关接口和外包络尺寸合格；反之，则视为不合格。

本发明提供的一种空间站实验柜装配尺寸检测工装。包括科学实验柜、检测工装，作为一种标准尺寸量具基准，检测工装可模拟真实舱段接口，解决了科学实验柜在装配过程中需要进行反复拆卸、调整和检测尺寸的流程，并且本检测工装可适应不同的科学实验柜在装配后进行尺寸检验，大大降低了检测人员的工作量，简化了装配流程，提高了效率。检测工装采用一体化铸造后机加的成型方式，结构强度和刚度高，长时间放置和使用过程中不易变形，结构和操作简单，可多次重复使用，实用性强。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种空间站科学实验柜装配尺寸检测工装，其特征在于，包括底板(22)及设置于所述底板(22)两端的左侧板(21)和右侧板(23)，所述底板(22)的两端与所述左侧板(21)和右侧板(23)之间分别设有用于支撑科学实验柜(1)的左支撑斜面和右支撑斜面，所述左侧板(21)上设有用于与科学实验柜(1)的顶部连接的两个实验柜接口，所述右侧板(23)上设有用于与科学实验柜(1)的底部连接的四个实验柜接口；

所述左侧板(21)和所述右侧板(23)均是由横筋和竖筋构成的镂空支撑结构；

所述左侧板(21)上的两个实验柜接口设置于所述左侧板(21)的上端两侧、且两个所述实验柜接口的下端均设有与所述左侧板(21)垂直的实验柜承载面；

所述右侧板(23)上的四个实验柜接口上下设置、且位于下方的两个所述实验柜接口的下端设有与所述右侧板(23)垂直的实验柜承载面。

2.根据权利要求1所述的空间站科学实验柜装配尺寸检测工装，其特征在于，所述左支撑斜面由多个左侧支撑斜筋(217)构成，所述左侧支撑斜筋(217)的一端与所述底板(22)连接，另一端与所述左侧板(21)连接；所述右支撑斜面由多个右侧支撑斜筋(239)构成，所述右侧支撑斜筋(239)的一端与底板(22)连接，另一端与所述右侧板(23)连接。

3.根据权利要求1所述的空间站科学实验柜装配尺寸检测工装，其特征在于，所述左侧板(21)的顶部设有吊装螺纹孔(214)。

4.根据权利要求1所述的空间站科学实验柜装配尺寸检测工装，其特征在于，所述右侧板(23)的顶部设有装配导向孔(235)。

5.根据权利要求1所述的空间站科学实验柜装配尺寸检测工装，其特征在于，所述底板(22)由底部横筋(220)和底部竖筋(221)构成镂空结构。

6.根据权利要求5所述的空间站科学实验柜装配尺寸检测工装，其特征在于，所述底板(22)的底部两端设有底部支撑立柱(223)及位于两个底部支撑立柱(223)之间的底部插槽(222)。

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