CN110695909A - 一种用于舱段的转运、调姿与对接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于舱段的转运、调姿与对接装置，涉及转运、调姿与对接技术领域。该装置的前支撑小车和后支撑小车放置在基于麦克纳姆轮转运车的导轨上，两个小车均具有行走、升降、翻滚和横移功能。后支撑小车的移动、翻滚主动动作，前支撑小车随动，与后支撑小车移动保持同步移动和翻滚。该装置能实现承载弧形舱段在六个自由度的高精度姿态调节，兼具底盘全向转运功能，用于承载舱段的转运、调姿与对接。

Description

一种用于舱段的转运、调姿与对接装置
技术领域
本发明涉及转运、调姿与对接技术领域，具体涉及一种用于舱段的转运、调姿与对接装置。
背景技术
目前，在航天设备的装配现场，仍然以传统的手工装配为主，表现出了装配效率低、质量不可控、稳定性差等缺点。面对航天器研制任务的大规模增长，航天器装配急需向自动化方向迈进，实现生产线式的装配方式。航天器自动化装配过程中，首要解决的是航天器转载到指定工位后的高精度定位问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何设计一种用于弧形舱段的转运、调姿与对接装置。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于舱段的转运、调姿与对接装置，包括：前支撑小车1、后支撑小车2、导轨3、转运车4和麦克纳姆轮5；前支撑小车1和后支撑小车2平行设置，均能够在导轨3上滑动，导轨3固定在转运车4上；转运车4由麦克纳姆轮5转动实现全向移动，实现所承载弧形舱段的转运。
优选地，所述后支撑小车2包括行走驱动电机6、行走滚轮7、升降伺服电机8、螺旋升降机9、导向柱10、升降平台11、压力传感器12、横移棘轮扳手13、横移支撑平台15、翻滚电机16、后弧形支撑结构17和翻滚滚轮组件18；其中，行走滚轮7位于导向柱10下方，所述行走驱动电机6能够通过旋转带动行走滚轮7在导轨3上滚动，从而驱动后支撑小车2在导轨3上前、后滑动；升降伺服电机8能够通过旋转带动螺旋升降机9的丝杆伸出或缩回，使升降平台11在导向柱10内滑动，实现升降平台11的升降，从而完成后支撑小车2承载的所承载的弧形升降；压力传感器12用于检测升降平台11的压力；摇动横移棘轮扳手13能够推动横移支撑平台15通过其下部横移滑块14的滑动进行左、右横移；翻滚电机16、后弧形支撑结构17、翻滚滚轮组件18安装在横移支撑平台15上，翻滚电机16能够通过转动实现后弧形支撑结构17在翻滚滚轮组件18上滑动，实现翻滚动作。
优选地，所述前支撑小车1包括前行走滚轮20、前升降伺服电机21、前螺旋升降机22、前升降平台23、前横移棘轮扳手24、前压力传感器25、前弧形支撑结构28、前弧形支撑组件29和前横移支撑平台30；其中，前升降伺服电机21旋转带动前螺旋升降机22的丝杆伸出或缩回，从而使前升降平台23升降，进而实现所承载的弧形舱段升降；前压力传感器25用于检测前升降平台23的压力；通过摇动前横移棘轮扳手24能够推动前横移支撑平台30通过其下部的前横移滑块26滑动进行左、右横移，前弧形支撑组件29与前横移支撑平台30连接，前横移支撑平台30位于前升降平台23上方；后支撑小车2移动时，所承载弧形舱段与前弧形支撑结构28之间的摩擦力能够带动前行走滚轮20在导轨3上滚动，实现行走随动功能，同时，后弧形支撑结构17主动翻转时，弧形舱段与前弧形支撑结构28的摩擦力能够带动前弧形支撑结构28在前弧形支撑组件29上翻滚。
优选地，所述后支撑小车2还包括压力显示表19，用于显示所述压力传感器12所检测的升降平台11的压力。
优选地，所述前支撑小车1还包括前压力显示表27，用于显示前压力传感器25所检测的前升降平台23的压力。
优选地，所述前压力显示表27安装在前横移支撑平台30上。
优选地，所述导向柱10有4个。
优选地，所述翻滚滚轮组件18有两个。
本发明还提供了一种利用所述的装置实现弧形舱段的转运、调姿与对接的方法。
(三)有益效果
本发明是一种能够兼顾转运、调姿和对接的装置，由伺服电机驱动行走、升降和翻滚，同时也兼具手动驱动方式，实现了大型弧形舱段的转运、调姿与对接。该装置结合主动与随动的运动方式实现支撑物姿态的调节。本发明实现了一种装置兼顾舱段转运与高精度六自由度调姿；前支撑小车的移动和翻滚属于随动功能，消除了支撑舱段与支撑小车之间的相对移动。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的后支撑小车内部分解结构图；
图3为本发明的前支撑小车内部分解结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出了一种用于弧形舱段的转运、调姿与对接装置。该装置的前支撑小车和后支撑小车放置在基于麦克纳姆轮转运车的导轨上，两个小车均具有行走、升降、翻滚和横移功能。后支撑小车的移动、翻滚主动动作，前支撑小车随动，与后支撑小车移动保持同步移动和翻滚。该装置能实现承载弧形舱段在六个自由度的高精度姿态调节，兼具底盘全向转运功能，用于承载舱段的转运、调姿与对接。
具体而言，如图1所示，本发明提供的一种用于舱段的转运、调姿与对接装置，包括前支撑小车1、后支撑小车2、导轨3、转运车4和麦克纳姆轮5；前支撑小车1和后支撑小车2平行设置，均能够在导轨3上滑动，导轨3固定在转运车4上；转运车4由麦克纳姆轮5转动实现全向移动，实现承载弧形舱段的转运。
图2是后支撑小车2的内部结构分解图，包括行走驱动电机6、行走滚轮7、升降伺服电机8、螺旋升降机9、导向柱10、升降平台11、压力传感器12、横移棘轮扳手13、横移支撑平台15、翻滚电机16、后弧形支撑结构17、翻滚滚轮组件18以及压力显示表19；其中，行走滚轮7位于导向柱10下方，所述行走驱动电机6能够通过旋转带动行走滚轮7在导轨3上滚动，从而驱动后支撑小车2在导轨3上前、后滑动；升降伺服电机8能够通过旋转带动螺旋升降机9的丝杆伸出或缩回，使升降平台11在4个导向柱10内滑动，实现升降平台11的升降，从而完成后支撑小车2承载的所承载的弧形升降；压力传感器12用于检测升降平台11的压力，并将压力显示在压力显示表19上，防止超重并确保所承载的弧形得到支撑。摇动横移棘轮扳手13能够推动横移支撑平台15通过其(横移支撑平台15)下部横移滑块14的滑动进行左、右横移；翻滚电机16、后弧形支撑结构17、翻滚滚轮组件18安装在横移支撑平台15上，翻滚电机16能够通过转动实现后弧形支撑结构17在两个翻滚滚轮组件18上滑动，实现翻滚动作。
图3是前支撑小车1内部分解结构图，包括前行走滚轮20、前升降伺服电机21、前螺旋升降机22、前升降平台23、前横移棘轮扳手24、前压力传感器25、前压力显示表27、前弧形支撑结构28、前弧形支撑组件29和前横移支撑平台30；其中，前升降伺服电机21旋转带动前螺旋升降机22的丝杆伸出或缩回，，从而使前升降平台23升降，进而实现所承载的弧形舱段升降；前压力传感器25用于检测前升降平台23的压力，并在前压力显示表27上显示；通过摇动前横移棘轮扳手24能够推动前横移支撑平台30通过其(前横移支撑平台30)下部的前横移滑块26滑动进行左、右横移，前弧形支撑组件29与前横移支撑平台30连接，前压力显示表27安装在前横移支撑平台30上，前横移支撑平台30位于前升降平台23上方。
前支撑小车1的翻滚功能和移动功能属于随动功能，弧形舱段放置在前支撑小车1、后支撑小车2上。后支撑小车2移动，弧形舱段与前弧形支撑结构28之间的摩擦力带动前行走滚轮20在导轨3上滚动，实现行走随动功能，保证前、后支撑小车的同步行走。同时，后弧形支撑结构17主动翻转，由于弧形舱段与前弧形支撑结构28的摩擦力，带动前弧形支撑结构28在前弧形支撑组件29上翻滚，实现了翻滚动作的同步，避免了承载舱段在前、后支撑小车上分别翻滚导致的弧形舱段与支撑小车发生相对运动。
本发明中，该装置搭载舱段后，转运车4具有的全向移动功能，能够完成弧形舱段的转运。后支撑小车2由行走驱动电机6驱动，主动在导轨3上行走，由于弧形舱段与前弧形支撑结构28之间的摩擦力带动前支撑小车1随动在导轨3上行走。后支撑小车2由翻滚电机16驱动实现翻滚动作，前支撑小车1随动翻滚动作，实现所承载弧形舱段的翻滚。前支撑小车2行走和翻滚的随动设计巧妙地避免了承载舱段与两个支撑小车之间产生相对移动。两个支撑小车兼具单独升降和横移功能，能实现弧形舱段在空间六个自由度内任意姿态的高精度调节，因此该装置能够实现所承载弧形舱段的转运、调姿和对接功能。
可以看出，本发明是一种能够兼顾转运、调姿和对接的装置，由伺服电机驱动行走、升降和翻滚，同时也兼具手动驱动方式，实现了大型弧形舱段的转运、调姿与对接。该装置结合主动与随动的运动方式实现支撑物姿态的调节。本发明实现了一种装置兼顾舱段转运与高精度六自由度调姿；前支撑小车的移动和翻滚属于随动功能，消除了支撑舱段与支撑小车之间的相对移动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于舱段的转运、调姿与对接装置，其特征在于，包括：前支撑小车(1)、后支撑小车(2)、导轨(3)、转运车(4)和麦克纳姆轮(5)；前支撑小车(1)和后支撑小车(2)平行设置，均能够在导轨(3)上滑动，导轨(3)固定在转运车(4)上；转运车(4)由麦克纳姆轮(5)转动实现全向移动，实现所承载弧形舱段的转运。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述后支撑小车(2)包括行走驱动电机(6)、行走滚轮(7)、升降伺服电机(8)、螺旋升降机(9)、导向柱(10)、升降平台(11)、压力传感器(12)、横移棘轮扳手(13)、横移支撑平台(15)、翻滚电机(16)、后弧形支撑结构(17)和翻滚滚轮组件(18)；其中，行走滚轮(7)位于导向柱(10)下方，所述行走驱动电机(6)能够通过旋转带动行走滚轮(7)在导轨(3)上滚动，从而驱动后支撑小车(2)在导轨(3)上前、后滑动；升降伺服电机(8)能够通过旋转带动螺旋升降机(9)的丝杆伸出或缩回，使升降平台(11)在导向柱(10)内滑动，实现升降平台(11)的升降，从而完成后支撑小车(2)承载的所承载的弧形升降；压力传感器(12)用于检测升降平台(11)的压力；摇动横移棘轮扳手(13)能够推动横移支撑平台(15)通过其下部横移滑块(14)的滑动进行左、右横移；翻滚电机(16)、后弧形支撑结构(17)、翻滚滚轮组件(18)安装在横移支撑平台(15)上，翻滚电机(16)能够通过转动实现后弧形支撑结构(17)在翻滚滚轮组件(18)上滑动，实现翻滚动作。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述前支撑小车(1)包括前行走滚轮(20)、前升降伺服电机(21)、前螺旋升降机(22)、前升降平台(23)、前横移棘轮扳手(24)、前压力传感器(25)、前弧形支撑结构(28)、前弧形支撑组件(29)和前横移支撑平台(30)；其中，前升降伺服电机(21)旋转带动前螺旋升降机(22)的丝杆伸出或缩回，从而使前升降平台(23)升降，进而实现所承载的弧形舱段升降；前压力传感器(25)用于检测前升降平台(23)的压力；通过摇动前横移棘轮扳手(24)能够推动前横移支撑平台(30)通过其下部的前横移滑块(26)滑动进行左、右横移，前弧形支撑组件(29)与前横移支撑平台(30)连接，前横移支撑平台(30)位于前升降平台(23)上方；后支撑小车(2)移动时，所承载弧形舱段与前弧形支撑结构(28)之间的摩擦力能够带动前行走滚轮(20)在导轨(3)上滚动，实现行走随动功能，同时，后弧形支撑结构(17)主动翻转时，弧形舱段与前弧形支撑结构(28)的摩擦力能够带动前弧形支撑结构(28)在前弧形支撑组件(29)上翻滚。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述后支撑小车(2)还包括压力显示表(19)，用于显示所述压力传感器(12)所检测的升降平台(11)的压力。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述前支撑小车(1)还包括前压力显示表(27)，用于显示前压力传感器(25)所检测的前升降平台(23)的压力。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述前压力显示表(27)安装在前横移支撑平台(30)上。
7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述导向柱(10)有4个。
8.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述翻滚滚轮组件(18)有两个。
9.一种利用如权利要求1至8中任一项所述的装置实现弧形舱段的转运、调姿与对接的方法。
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