CN109857138A - 基于航天器非基准结构多耦合尺寸链机构的快速装调方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于航天器非基准结构的多耦合尺寸链机构的快速装调方法，包括1)装调抬升机构两安装脚盒的距离；2)装调内外侧导向装置的距离；3)装调车轮与内侧导向装置的单边间隙，其中，巡视器支架与巡视器通过四个火工锁确定车身与支架每次对接的重复精度；巡视器车轮通过6个火工品+键槽连接确保每次与支架连接精度不变；抬升机构安装完成后与顶板相对位置不发生变化；内侧导向装置装调完毕，与顶板相对位置确定；以内侧导向装置为基准，确定外侧导向装置安装位置。本发明利用非基准结构作为相对测量基准，两器对接分离次数由4次减少至2次且通过设计测量块，将机构装调的一次成功率由低于50％提高至100％。

Description

基于航天器非基准结构多耦合尺寸链机构的快速装调方法

技术领域

本发明属于航天器总装技术领域，具体涉及一种能够实现多耦合及高精度尺寸链的巡视器连接解锁机构的快速装调方法，该装调方法能够针对狭小空间、多尺寸链、高精度的巡视器连接解锁机构装配需求，通过组合式定位基准块，实现了巡视器连接解锁机构的多耦合、高精度尺寸链的快速简便装调需求。

背景技术

在探测器着陆后巡视器在着陆器上移动时，巡视器将从着陆器顶部的初始位置移动至转移机构悬梯预定位置。在此过程中最为关键的是要保证巡视器车轮耳片与巡视器支架侧板的距离，以防止巡视器车轮耳片与铺设在巡视器支架侧板上的多层发生刮蹭，设计时理论值7mm。由于巡视器移动装置摇臂的刚度较弱，当着陆器着陆后发生侧倾时，摇臂将发生横向移动，使巡视器车轮耳片与巡视器支架侧板的一侧距离会有一定程度的减小，为将这段距离始终控制在5mm以上，确保耳片多层不发生刮蹭，设计要求控制住巡视器车轮与巡视器连接解锁机构中的导向装置内侧间隙，要求值为单边0.2mm～0.5mm。同时，由于车轮宽度为150mm,为使两侧间隙均匀，同时还要保证两导向装置之间距离151mm～152mm，此尺寸与车轮与导向装置内侧间隙耦合在一起；确保Z向的车轮正常抬升要求抬升机构安装角盒尺寸要求为119mm±0.15mm。

常规的航天器器间连接解锁机构安装往往为开敞空间、非耦合尺寸链装配，安装流程一般为首先在器下完成机构的单独高精度装调，然后再参加航天器整体装配。而巡视器连接解锁机构的装调具有装调操作空间恶劣(操作高度大于2400mm，探伸深度大于1500mm、操作空间小于50mm)、装调流程复杂(42套紧固件、2次两器对接、2次两器分离)、多尺寸链耦合(抬升机构两安装脚盒的距离、车轮与内侧导向装置的单边间隙、内外侧导向装置的距离等耦合装配尺寸)、无法单独装调等难点，本发明针对该问题，提出了一种巧妙借用航天器非基准结构作为相对测量基准的装调方法，通过组合式定位基准块，实现了巡视器连接解锁机构的狭小空间、多耦合、高精度尺寸链的快速简便装调需求。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提供一种基于航天器非基准结构的多耦合尺寸链机构的快速装调方法，该方法巧妙借用组合式定位基准块，实现了巡视器连接解锁机构的狭小空间、多耦合、高精度尺寸链的快速简便装调需求。

本发明的目的可由以下技术方案完成的：

基于航天器非基准结构的多耦合尺寸链机构的快速装调方法，包括以下步骤：

1)装调抬升机构两安装脚盒的距离

在巡视器与着陆器(含巡视器支架)未对接的状态下，将测量块一的一段设置为下限118.85mm，另一段设置为上限119.15mm，通过判断两安装脚盒之间的距离是否通过测量块一的两段来确定，当下限通过，上限没通过说明安装到位；

2)装调内外侧导向装置的距离

在巡视器与着陆器(含巡视器支架)未对接的状态下，将测量块二的一段设置为下限151mm，另一段设置为上限152mm，通过判断内外侧导向装置装配后的距离，当下限通过，上限没通过说明安装到位；

3)装调车轮与内侧导向装置的单边间隙

在巡视器与着陆器(含巡视器支架)对接状态下，在开敞环境下装调车轮与内侧导向装置的单边间隙，巡视器支架与巡视器通过四个火工锁确定车身与支架每次对接的重复精度；巡视器车轮通过6个火工品+键槽连接确保每次与支架连接精度不变；抬升机构安装完成后与顶板相对位置不发生变化；内侧导向装置装调完毕，与顶板相对位置确定；以内侧导向装置为基准，确定外侧导向装置安装位置；其中，抬升机构定位后车轮基本定位，车轮与内侧导向装置的单边间隙关系转换为抬升机构与内侧导向装置之间的距离关系，通过初次安装需要计算调整的量后，后续通过调整抬升机构的位置即可设置车轮与内侧导向装置的单边间隙，单边间隙为0.2～0.5mm。

其中，火工锁内有半圆形球面定位。

其中，测量块一具有中间的长方块以及贯通长方块的中心空心槽，长方块一体设置在测量块一两相对侧面上的伸出段，一段具有上限，另一段具有下限。

其中，测量块二具有同测量块一相同的结构，但具有不同的上限和下限值。

其中，导向装置调整量△＝导向装置与车轮之间调整量△1＝导向装置与抬升机构调整量△2；

导向装置与车轮之间调整量△1＝车轮与导向装置初次安装间隙d-车轮与导向装置安装间隙目标值；

导向装置与抬升机构调整量△2＝抬升机构与导向装置初次安装距离L-抬升机构与导向装置最终安装距离L’；

车轮与导向装置初次安装间隙d＝抬升机构与导向装置初次安装距离L-抬升机构与导向装置最终安装距离L’+车轮与导向装置初次安装间隙目标值；

导向装置调整量△为一个变化量，调整过程中使用的为抬升机构与导向装置间的距离，即研制的基准块宽度。

本发明通过测量块一、测量块二以及基准块有效解决高空探伸操作环境下的机构高精测装配需求；利用非基准结构作为相对测量基准有效优化装调流程，两器对接分离次数由4次减少至2次；通过设计测量块和优化装配流程，将机构装调的一次成功率由原有的低于50％提高至100％。

附图说明：

图1显示了本发明方法中测量块一的结构示意图。

图2显示了本发明方法中利用测量块一的使用状态图。

图3显示了本发明方法中基准块的结构示意图。

图4显示了本发明方法中利用基准块的使用状态图。

图5显示了本发明方法中测量块二的结构示意图。

图6显示了本发明方法中利用测量块二的使用状态图。

图7显示了本发明方法中巡视器连接解锁机构装配过程的示意图。

具体实施方案：

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地说明，这些说明仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明的保护范围。

参见图1，图1显示了本发明方法中测量块一的结构示意图。图5显示了本发明方法中测量块二的结构示意图。其中，本发明的测量块一和测量块二具有相似的结构，该测量块一具有中间的长方块以及贯通长方块的中心空心槽，长方块一体设置在测量块一两相对侧面上的伸出段，一段具有上限，另一段具有下限。同样，测量块二具有与测量块一相同的结构，只不过上下限的数值与测量块一不同，其中，将测量块一的一段设置为下限118.85mm，另一段设置为上限119.15mm，将测量块二的一段设置为下限151mm，另一段设置为上限152mm。

参见图2，图6，图2和图6分别显示了本发明方法中利用测量块一和测量块二的使用状态图。图7显示了本发明方法中巡视器连接解锁机构装配过程的示意图。其中，本发明的方法实施过程中，巡视器连接解锁机构装调的尺寸链主要为如下三个尺寸：

1)抬升机构两安装脚盒的距离：119mm±0.15mm；

2)车轮与内侧导向装置的单边间隙：0.2～0.5mm；

3)内外侧导向装置的距离：151mm～152mm；

在常规的装调方法中，尺寸1)需要在巡视器与着陆器(含巡视器支架)未对接状态下将抬升机构装调到位，尺寸2)则需要在巡视器与着陆器(含巡视器支架)对接状态下将内侧导向装置装调到位，尺寸3)则又需要在巡视器与着陆器(含巡视器支架)未对接的状态下将内外侧导向装置的距离装调到位。

为了减少装调过程中的两器对接次数，同时降低操作难度，提高装配质量，实现在开敞环境下装调车轮与内侧导向装置的单边间隙，需要优化装调方法在巡视器与着陆器(含巡视器支架)未对接的状态下将尺寸2也调整到位。

若假定车轮与导向装置初次安装间隙目标值为0.3mm，各个尺寸关系表各如下：

则需要使用的抬升机构与导向装置间的距离的基准块宽度L’如下

L’＝L-d+0.3

实际调整过程中，将基准块与抬升机构固定后，调整导向机构即可，方便简单。确保调整和测量过程中，抬升机构与导向装置的距离L’不同，因此，研制抬升机构与导向装置间研制不同的基准块组，根据需求进行配置。

具体来说，包括以下具体实施例：

1)利用测量块1(如图1所示)快速安装6套抬升机构，满足119mm±0.15mm，即图1中的L1＝118.75mm，L2＝119.15mm。使用测量块1安装抬升机构时的方式如图2所示；

2)在巡视器与着陆器(含巡视器支架)未对接状态下，安装2个象限的内侧导向装置，居中安装，紧固件测力到位；

3)使用2个定位销钉和42处螺钉将两器对接到位；

4)在巡视器与着陆器(含巡视器支架)对接状态下，实测巡视器车轮与内侧导向装置的间隙值d和内侧导向装置与抬升机构的间距L，将实测间隙值d与设计理论值(定为0.3mm)进行比较，作为调整基线，确定内侧导向装置与抬升机构的间距调整量L’；

5)两器分离；

6)根据L’数据，设计加工各个象限需要的基准块(如图3所示)，调节抬升机构安装脚盒与内侧导向装置距离，即图3中的H＝L’；使用基准块调节抬升机构安装脚盒与内侧导向装置距离时的方式如图4所示；

7)以内侧导向装置的安装位置为基准，设计加工测量块2(如图5所示)，装调外侧导向装置，即图5中的L3＝151mm，L4＝152mm。使用测量块2装调外侧导向装置时的方式如图6所示；

8)使用2个定位销钉和42处螺钉将两器对接到位；

9)复测车轮与内侧导向装置的单边间隙满足：0.2～0.5mm。

经多次安装测量验证，该方法实现机构高精度装调的一次性成功,有效解决了巡视器连接解锁机构的狭小空间、多耦合、高精度尺寸链的快速简便装调需求。

尽管上文对本发明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，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于航天器非基准结构的多耦合尺寸链机构的快速装调方法，包括以下步骤：

1）装调抬升机构两安装脚盒的距离

在巡视器与着陆器（含巡视器支架）未对接的状态下，将测量块一的一段设置为下限118.85 mm，另一段设置为上限119.15mm，通过判断两安装脚盒之间的距离是否通过测量块一的两段来确定，当下限通过，上限没通过说明安装到位；

2）装调内外侧导向装置的距离

在巡视器与着陆器（含巡视器支架）未对接的状态下，将测量块二的一段设置为下限151mm，另一段设置为上限152mm，通过判断内外侧导向装置装配后的距离，当下限通过，上限没通过说明安装到位；

3）装调车轮与内侧导向装置的单边间隙

在巡视器与着陆器（含巡视器支架）对接状态下，在开敞环境下装调车轮与内侧导向装置的单边间隙，巡视器支架与巡视器通过四个火工锁确定车身与支架每次对接的重复精度；巡视器车轮通过6个火工品+键槽连接确保每次与支架连接精度不变；抬升机构安装完成后与顶板相对位置不发生变化；内侧导向装置装调完毕，与顶板相对位置确定；以内侧导向装置为基准，确定外侧导向装置安装位置；其中，抬升机构定位后车轮基本定位，车轮与内侧导向装置的单边间隙关系转换为抬升机构与内侧导向装置之间的距离关系，通过初次安装需要计算调整的量后，后续通过调整抬升机构的位置即可设置车轮与内侧导向装置的单边间隙，单边间隙为0.2～0.5mm。

2.如权利要求1所述的方法，其中，火工锁内有半圆形球面定位。

3.如权利要求1所述的方法，其中，测量块一具有中间的长方块以及贯通长方块的中心空心槽，长方块一体设置在测量块一两相对侧面上的伸出段，一段具有上限，另一段具有下限。

4.如权利要求1所述的方法，其中，测量块二具有同测量块一相同的结构，但具有不同的上限和下限值。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中，导向装置调整量△=导向装置与车轮之间调整量△1=导向装置与抬升机构调整量△2；

导向装置与车轮之间调整量△1=车轮与导向装置初次安装间隙d-车轮与导向装置安装间隙目标值；

导向装置与抬升机构调整量△2=抬升机构与导向装置初次安装距离L-抬升机构与导向装置最终安装距离L’；

车轮与导向装置初次安装间隙d=抬升机构与导向装置初次安装距离L-抬升机构与导向装置最终安装距离L’+车轮与导向装置初次安装间隙目标值；

导向装置调整量△为一个变化量，调整过程中使用的为抬升机构与导向装置间的距离，即研制的基准块宽度。