CN109696092A - 一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置，属于导弹舱段对接领域，针对对接舱段同轴度调整以及拉紧力施加的难题，该装置包括回转卡环模块和拉紧模块，回转卡环模块用于对接舱段的固定以及位姿调整；拉紧模块在舱段周向均匀施加拉紧力，完成舱段的精准、高效对接。适用于套接连接的导弹舱段之间的快速、安全对接过程。

Description

一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置

技术领域

本发明属于导弹舱段对接领域，涉及一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置。

背景技术

目前，某些导弹产品舱段之间连接方式为圆柱面的套接，圆柱结合面之间一般设计有密封槽-密封圈组合来实现密封，是“过盈配合”，所以对接过程中需要很大的拉紧力才可以完成套接。目前，此类产品的舱段对接方式为，将其中一个对接舱段放置于转运车辆之上并固定，天车吊起另一个对接舱段，采用人工目测的形式，多次调整天车来逐渐减小舱段之间的同轴度误差，然后尝试将两舱段套接。舱段拉紧的过程中，拉紧力施加不均匀经常会导致套接中的舱段再次脱开，只能重新尝试进行对接工作。舱段对接时同轴度调整和拉紧力施加是目前此类舱段对接面临的两大难题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置，针对对接舱段同轴度调整以及拉紧力施加的难题，分别设计了回转卡环模块和拉紧模块。

本发明的技术方案：一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置，其特征在于，包括回转卡环模块和拉紧模块，

回转卡环模块包括卡环和基座；卡环是对开可拆分式，包含一组完全相同的对半卡环，对半卡环之间通过两组定位销定位；卡环安装于基座内，卡环外周上开有环形凹槽，与基座上的万向滚珠形成滑动配合关系；卡环只能沿着其轴心进行旋转运动；基座上具有星形把手螺钉，穿过基座的螺钉孔，顶紧卡环的侧面，用于限制卡环旋转；

舱段包括固定舱段和对接舱段；舱段穿过回转卡环模块，舱段能够在卡环内沿其轴线旋转，卡环通过基座与导轨连接，可沿导轨进行滑动，

拉紧模块包含两套组件：四分拉紧组件和二分拉紧组件；四分拉紧组件中包含四分拉紧块与拉紧螺杆，二分拉紧组件包含二分拉紧块与拉紧螺杆；

使用四分拉紧组件时；四分拉紧块共8个，对应每个舱段上圆周均部的4个拉紧点；通过螺栓将四分拉紧块分别与每个舱段上的拉紧点固连；使用4个拉紧螺杆连接同一轴线上相对的两个四分拉紧块，拉紧螺杆头部卡在一端的四分拉紧块上，拉紧螺杆另一端伸出另一个舱段的四分拉紧块并连拉紧螺母；

二分拉紧组件，二分拉紧块为L型，L型的两边分别对应一个拉紧点，二分拉紧块共4个，对应每个舱段上圆周均部的4个拉紧点；通过螺栓将二分拉紧块与每个舱段的拉紧点固连，使用2个拉紧螺杆连接同一轴线上相对的两个二分拉紧块，拉紧螺杆头部卡在一端的二分拉紧块上，拉紧螺杆另一端伸出另一个舱段的而分拉紧块并连拉紧螺母。

优选地，φ480mm-φ580mm舱段能够穿过回转卡环模块，卡环内的顶紧杆调整卡环的固定夹紧不同直径舱段。

优选地，回转卡环模块的基座上具有导轨锁紧装置201，其包括锁紧杆，锁紧杆穿过基座的螺钉孔，能够顶紧导轨的侧面，使回转卡环模块能够相对于导轨固定。

优选地，还包括六轴平台、平台导轨；六轴平台、平台导轨其上都具有导轨；平台导轨底部固定；平台导轨上的导轨与其上回转卡环模块配合；其上的回转卡环模块的卡环安装固定舱段；六轴平台能够实现其上回转卡环模块的三个正交方向的移动和沿三个正交方向的轴的旋转；其上的回转卡环模块的卡环安装对接舱段；回转卡环模块的基座能够平台导轨的导轨，以及六轴平台的导轨上滑动。

一种舱段对接方法，其特征在于，采用权利要求4所述的一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置。

优选地，一种舱段对接方法，其特征在于，拉紧螺杆头部卡在固定舱段的二分拉紧块或四分拉紧块上。

优选地，一种舱段对接方法，其特征在于，按照舱段面对称位置的顺序，拧紧拉紧螺母，将拉紧力施加至对接舱段之上。

本发明的有益效果是：

本发明基于六轴平台灵便的运动特性，回转卡环模块，用于对接舱段的固定以及位姿调整；并发明拉紧模块，在舱段周向均匀施加拉紧力，完成舱段的精准、高效对接。

本发明提出的一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整以及拉紧装置，适用于套接连接的导弹舱段之间的快速、安全对接过程。本发明装置可以解决对接舱段套接时同轴度误差难以调整的问题；基于六轴平台的位姿快速调整特性，设计回转卡环组件，可以对舱段的位姿进行快速、精确调整，快速减小对接舱段之间的同轴度误差。设计拉紧模块，分为四分拉紧组件和二分拉紧组件，四分拉紧组件可以在套接舱段的周向均匀施加拉紧力，安全、高效地套接舱段；同时发明了二分拉紧组件，对于拉紧力需求较小的对接工况，可以更高效率地完成拉紧工作。本发明装置可提升套接连接导弹舱段的对接效率，并且保证了对接质量。

附图说明

图1为基于六轴平台舱段快速位姿调整以及拉紧装置系统构成图。

图2a回转卡环模块局部放大示意图。

图2b为回转卡环模块示意简图。

图3为二分拉紧组件示意简图。

图4为四分拉紧组件示意简图。

具体实施方式

下面结合附图及实施实例对本发明作详细说明：本实施实例在本发明技术方案的前提下进行实施，结合某产品舱段对接进行了适配，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

本发明的一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置，包括回转卡环模块和拉紧模块。

回转卡环模块包括5个卡环和基座。卡环是对开可拆分式，包含一组完全相同的对半卡环，对半卡环之间通过两组定位销定位，采用两组螺栓进行连接固定。卡环安装于基座内，卡环外周上开有环形凹槽，与基座上的万向滚珠形成滑动配合关系。在万向滚珠的限制下，卡环只可以沿着其轴心进行旋转运动。同时，基座的上有星形把手螺钉，可以顶紧卡环的侧面，限制其旋转自由度，对卡环进行固定。星形把手螺钉，穿过基座的螺钉孔，顶紧卡环的侧面，用于限制卡环旋转。

回转卡环模块，主要功能有两个：1、固定导弹舱段，允许舱段在卡环限定范围内沿其轴线旋转，用于对接舱段之间的位姿调整，2、卡环可以通过基座与导轨连接，可沿导轨进行滑动，用于对接时舱段之间的相对运动。卡环模块的主要创新点有：1、可兼容一定外径变化的舱段(φ480mm-φ580mm)，卡环内的顶紧杆部件上有数字刻度，可简单明晰地控制、调整卡环的固定夹紧直径；2、设计卡环开合孔，用于卡环的快速开合，整体采用铝合金材料，防腐耐磨、质量轻便；3、舱段可随着卡环沿轴线旋转以及在轴线方向沿导轨运动，用于调整舱段位姿以及对接时舱段之间的相对运动。

拉紧模块包含两套组件：四分拉紧组件和二分拉紧组件。四分拉紧组件中包含四分拉紧块与拉紧螺杆，二分拉紧组件包含二分拉紧块与拉紧螺杆。舱段套接时，一般选用四分拉紧组件，通过螺栓将四分拉紧块与分别与对接舱段上的拉紧点固连(不同舱段的四分拉紧块会有小的尺寸、形式的变化)，并使用4个拉紧螺杆连接相对的两个拉紧块，对角拧紧拉紧螺母，即可将拉紧力施加至对接舱段之上。当套接舱段所需的拉紧力较小时，可采用二分拉紧组件，同样通过螺栓将二分拉紧块与对接舱段上的拉紧点固连，使用2个拉紧螺杆连接同一轴线相对的拉紧块，逐次拧紧对角位置的两个拉紧螺母，可以实现同时在舱段周向的四个点施加拉紧力，此组件的拉紧过程更加的快速(只需逐次拧紧两个拉紧螺母)，但由于二分拉紧组件强度不足，在拉紧点可施加的拉紧力偏小，所以只适合舱段套接阻力较小的应用场合。

本发明设计拉紧模块的主要功能有：1、为舱段对接提供稳定、均匀的拉紧力；2、对接过程中保持一定的拉紧力，可防止对接过程中舱段意外脱开。主要创新点有：1、代替传统人工敲击的方式施加拉紧力，2、稳定提供拉紧力，防止舱段意外脱开，3、拉紧模块利用舱段上可借用的拉紧点(一般为部件的安装孔，舱段对接时可临时借用)进行舱段对接的拉紧。

回转卡环模块分别固定于六轴平台和平台导轨之上，将对接舱段分别吊装至六轴平台与平台导轨之上的卡环。六轴平台之上的舱段可以进行多自由度调整，并可以沿着导轨进行滑动。借助六轴平台的运动特性舱段之间的位姿进行调整，缩小同轴度误差。根据实际情况选用拉紧模块，进行舱段的拉紧对接。

如图1所示，基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置包括：六轴平台101、回转卡环模块102、拉紧模块103、平台导轨105；固定舱段104、对接舱段106。

六轴平台能够实现其回转卡环模块的三个正交方向的移动和沿三个正交方向的轴的旋转。

平台导轨之上通过回转卡环模块安装固定舱段；平台导轨底部固定。

回转卡环模块的基座能够在平台导轨的导轨，以及六轴平台的导轨上滑动。

回转卡环模块102为4组，2组固定于六轴平台101上，另外两组固定在平台导轨105之上，回转卡环模块102可以在导轨之上往复移动，利用导轨锁紧装置201，将回转卡环模块与导轨锁死，实现完全固定，需要往复移动调整时，松开锁紧装置201。

导轨锁紧装置201，包括锁紧杆，穿过基座的螺钉孔，能够顶紧导轨的侧面，使回转卡环模块相对于导轨固定。

松开锁紧螺母203，打开卡环，将需要套接的舱段分别放置在卡环之内，然后闭合卡环，拧紧卡环之间的锁紧螺母203。

旋转支撑组件的压紧螺杆204，将支撑组件压紧于舱段之上，即完成舱段的固定工作。压紧螺杆204之上标有刻度，可实时读出卡环可以夹紧的舱段外径，来使用不用外径尺寸的舱段的夹紧需求。此时启动六轴平台101，进行舱段位姿的调整。舱段之间的同轴度误差，难以使用普通测量设备进行测量，可以借助激光跟踪仪对误差进行精确测量。经过激光跟踪仪的测量，可以确定对接舱段之间的同轴度误差，借助六轴平台调整位姿，对接舱段之间的同轴度误差达到一个可接受的值。对接舱段之间的周向旋转误差，将在使用拉紧模块阶段进行位姿的调节。

舱段经过以上的位姿调整，同轴度误差已调整至可接受的范围之内，可进行舱段对接。某产品舱段采用套接的方式进行连接，套接区域有两根密封圈(过盈配合)，所以舱段套接所需的拉紧力也比较大，此时需要启用拉紧模块施加拉紧力完成套接(如图3、图4所示)。拉紧模块分为四分拉紧组件(图3)和二分拉紧组件(图4)，套接所需的拉紧力一般或者较大时，采用四分拉紧组件，以保证拉紧组件的强度以及舱段上拉紧点的安全性；当套接所需的拉紧力比较小时，可考虑采用二分拉紧组件，只需顺序拧动舱段周向的两条拉紧螺杆，提升拉紧效率。

四分拉紧组件的工作过程是：首先，将八块四分拉紧块302安装至舱段之上(通过螺栓连接)，然后松开回转卡环组件的导轨锁紧装置201，转动回转卡环模块的卡环至周向角度误差较小的位置，插入拉紧螺杆303。此时，松开卡环基座上的导轨锁紧装置201，套上拉紧螺母306，并按照对角方向拧紧。随着拉紧螺杆拉紧力的带动，舱段相对运动至指定位置，插入舱段之间的定位销以及周向螺钉，即完成了舱段的套接过程。此时可锁定导轨锁死装置201，固定卡环组件在导轨之上，拆卸下拉紧模块以及打开卡环，即可转运对接完的舱段至下一工位。

二分拉紧组件主要是针对舱段套接所需拉紧力较小的情形，此组件可节省对接时拉紧阶段的时间。舱段位姿经过六轴平台调整完毕之后，将四块L形拉紧块401安装至舱段之上(通过螺栓连接)，然后松开回转卡环模块的导轨锁紧装置201，转动回转卡环组件至周向角度误差较小的位置，插入拉紧螺杆303(两套组件的拉紧螺杆，标准件等通用，可以节省材料)。此时，松开卡环组件上的导轨锁紧装置201，套上拉紧螺母306，并对角拧紧。随着拉紧螺杆拉紧力的带动，舱段相对运动至指定位置，插入舱段之间的定位销以及周向螺钉，即完成了舱段的套接过程。此时可锁定导轨锁死装置201，固定卡环组件在导轨之上，拆卸下拉紧模块以及打开卡环，即可转运对接完的舱段至下一工位。

Claims (7)

1.一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置，其特征在于，包括回转卡环模块和拉紧模块，

回转卡环模块包括卡环和基座；卡环是对开可拆分式，包含一组完全相同的对半卡环，对半卡环之间通过两组定位销定位；卡环安装于基座内，卡环外周上开有环形凹槽，与基座上的万向滚珠形成滑动配合关系；卡环只能沿着其轴心进行旋转运动；基座上具有星形把手螺钉，穿过基座的螺钉孔，顶紧卡环的侧面，用于限制卡环旋转；

舱段包括固定舱段和对接舱段；舱段穿过回转卡环模块，舱段能够在卡环内沿其轴线旋转，卡环通过基座与导轨连接，可沿导轨进行滑动，

拉紧模块包含两套组件：四分拉紧组件和二分拉紧组件；四分拉紧组件中包含四分拉紧块与拉紧螺杆，二分拉紧组件包含二分拉紧块与拉紧螺杆；

使用四分拉紧组件时；四分拉紧块共8个，对应每个舱段上圆周均部的4个拉紧点；通过螺栓将四分拉紧块分别与每个舱段上的拉紧点固连；使用4个拉紧螺杆连接同一轴线上相对的两个四分拉紧块，拉紧螺杆头部卡在一端的四分拉紧块上，拉紧螺杆另一端伸出另一个舱段的四分拉紧块并连拉紧螺母；

二分拉紧组件，二分拉紧块为L型，L型的两边分别对应一个拉紧点，二分拉紧块共4个，对应每个舱段上圆周均部的4个拉紧点；通过螺栓将二分拉紧块与每个舱段的拉紧点固连，使用2个拉紧螺杆连接同一轴线上相对的两个二分拉紧块，拉紧螺杆头部卡在一端的二分拉紧块上，拉紧螺杆另一端伸出另一个舱段的而分拉紧块并连拉紧螺母。

2.根据权利要求1所述的一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置，其特征在于，φ480mm-φ580mm舱段能够穿过回转卡环模块，卡环内的顶紧杆调整卡环的固定夹紧不同直径舱段。

3.根据权利要求1所述的一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置，其特征在于，回转卡环模块的基座上具有导轨锁紧装置201，其包括锁紧杆，锁紧杆穿过基座的螺钉孔，能够顶紧导轨的侧面，使回转卡环模块能够相对于导轨固定。

4.根据权利要求1至3所述的一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置，其特征在于，

还包括六轴平台、平台导轨；六轴平台、平台导轨其上都具有导轨；

平台导轨底部固定；平台导轨上的导轨与其上回转卡环模块配合；其上的回转卡环模块的卡环安装固定舱段；

六轴平台能够实现其上回转卡环模块的三个正交方向的移动和沿三个正交方向的轴的旋转；其上的回转卡环模块的卡环安装对接舱段；

回转卡环模块的基座能够平台导轨的导轨，以及六轴平台的导轨上滑动。

5.一种舱段对接方法，其特征在于，采用权利要求4所述的一种基于六轴平台的舱段快速位姿调整及拉紧装置。

6.根据权利要求5所述的一种舱段对接方法，其特征在于，拉紧螺杆头部卡在固定舱段的二分拉紧块或四分拉紧块上。

7.根据权利要求5所述的一种舱段对接方法，其特征在于，按照舱段面对称位置的顺序，拧紧拉紧螺母，将拉紧力施加至对接舱段之上。