CN110713038B - 小卫星多层大料自动化铺设设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及小卫星多层大料自动化铺设设备,属于卫星及设备温度控制领域;包括多层卷料驱动机构、多层坯料存放机构、连接架和多层卷料驱动控制系统;其中,多层卷料驱动机构和多层坯料存放机构水平放置;连接架固定安装在多层卷料驱动机构和多层坯料存放机构之间,实现多层卷料驱动机构和多层坯料存放机构的固连;保证多层卷料驱动机构与多层坯料存放机构之间的平行度;多层卷料驱动控制系统固定安装在多层卷料驱动机构和多层坯料存放机构上;实现对多层卷料驱动机构和多层坯料存放机构的控制;本发明用于小卫星多层大料自动化铺设过程,大幅提高了多层大料铺设效率,节约了多层大料铺设场地占用面积。
Description
技术领域
本发明属于卫星及设备温度控制领域;涉及小卫星多层大料自动化铺设设备。
背景技术
为了保证小卫星在空间中的正常运行工作,卫星及设备表面包覆大量多层隔热组件以保证整星及单机设备的温度在设计范围内。多层隔热组件的制作主要过程包括:模板制作(取样)、多层大料铺设、画样和缝制、裁剪、包面膜、制作固定结构等,其中多层大料铺设工作量最大。多层大料单元数为:一层反射屏和一层间隔层,在铺设到要求单元数后,在最上方再敷设一层反射屏。目前小卫星多层制作过程中使用最常见的反射层何间隔层分别为6μm双面镀铝聚酯膜、涤纶网,最上层间隔层为18μm双面镀铝聚酯膜。在小卫星总装过程中多层隔热组件常用的规格为:5单元、10单元和15单元。目前小卫星总装过程中,常用的多层大料铺设方法主要是在工作台上手动一层一层敷设。随着小卫星的快速发展,多层大料的需求量急剧增加,纯手动敷设方法难以满足生产要求,多层大料手动敷设不尽生产效率低下,而且劳动强度大、占据大量操作场地。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提出小卫星多层大料自动化铺设设备,用于小卫星多层大料自动化铺设过程,大幅提高了多层大料铺设效率,节约了多层大料铺设场地占用面积。
本发明解决技术的方案是:
小卫星多层大料自动化铺设设备,包括多层卷料驱动机构、多层坯料存放机构、连接架和多层卷料驱动控制系统;其中,多层卷料驱动机构和多层坯料存放机构水平放置;连接架固定安装在多层卷料驱动机构和多层坯料存放机构之间,实现多层卷料驱动机构和多层坯料存放机构的固连;保证多层卷料驱动机构与多层坯料存放机构之间的平行度;多层卷料驱动控制系统固定安装在多层卷料驱动机构和多层坯料存放机构上;实现对多层卷料驱动机构和多层坯料存放机构的控制。
在上述的小卫星多层大料自动化铺设设备,所述多层卷料驱动机构包括驱动架底座、驱动架、多层坯料夹持机构和驱动架固定机构;其中,驱动架底座水平放置;驱动架为矩形框架结构;驱动架固定安装在驱动架底座的顶部;多层坯料夹持机构为杆状结构;多层坯料夹持机构平行固定安装在驱动架指向多层坯料存放机构的侧边处;驱动架固定机构固定安装在驱动架与驱动架底座一侧的连接处;驱动架底座的底部设置有万向脚轮,实现驱动架底座的移动。
在上述的小卫星多层大料自动化铺设设备,所述多层坯料存放机构包括存放架底座、第一存放支架、第二存放支架、第三存放支架和卷料导向辊;其中,存放架底座水平放置;存放架底座的底部设置有万向脚轮,实现存放架底座的移动;存放架底座的上表面竖直设置有第一对立杆、第二对立杆和第三对立杆;第一对立杆、第二对立杆和第三对立杆平行于多层坯料夹持机构设置;且第一对立杆指向多层坯料夹持机构;卷料导向辊为双杆结构;卷料导向辊固定安装在第一对立杆之间;第三存放支架固定安装在第二对立杆之间;第一存放支架固定安装在第三对立杆的底端;第二存放支架固定安装在第三对立杆的顶端。
在上述的小卫星多层大料自动化铺设设备,所述多层卷料驱动控制系统包括操作控制台、驱动电机和3个磁粉制动器;其中,驱动电机与驱动架固定机构相对放置;驱动电机设置在驱动架与驱动架底座的连接处;实现驱动驱动架旋转;操作控制台设置在驱动电机的顶端;3个磁粉制动器分别对应设置在第一存放支架、第二存放支架、第三存放支架外侧;通过操作控制台实现对驱动电机和磁粉制动器的控制。
在上述的小卫星多层大料自动化铺设设备,所述第一存放支架上放置厚度为6μm的双面镀铝聚酯膜坯料;第二存放支架上放置厚度为18μm的双面镀铝聚酯膜坯料;第三存放支架上放置涤纶网;聚酯膜坯料和涤纶网均为卷筒结构,随着存放支架旋转展开。
在上述的小卫星多层大料自动化铺设设备,自动化铺设设备的工作过程为:将18μm的双面镀铝聚酯膜坯料、6μm的双面镀铝聚酯膜坯料和涤纶网从下至上依次叠放;将叠放后的多层大料穿过卷料导向辊的双杆结构,固定在多层坯料夹持机构处;通过操作控制台控制驱动电机带动驱动架旋转;实现多层大料在驱动架上缠绕,完成铺设。
在上述的小卫星多层大料自动化铺设设备,通过操作控制台控制驱动电机的转速及转动圈数;驱动电机转速为5圈-10圈每分钟;设定驱动电机的转动圈数为n,n为正整数。
在上述的小卫星多层大料自动化铺设设备,当n=1时,驱动电机带动驱动架旋转一圈后,将18μm的双面镀铝聚酯膜坯料、6μm的双面镀铝聚酯膜坯料和涤纶网裁剪断,完成铺设;当n大于等于2时,驱动电机带动驱动架旋转一圈后,将18μm的双面镀铝聚酯膜坯料裁剪断,6μm的双面镀铝聚酯膜坯料和涤纶网随驱动架继续旋转,直至旋转至n圈结束。
在上述的小卫星多层大料自动化铺设设备,所述卷料导向辊的双杆间隙根据多层大料厚度实现调节。
在上述的小卫星多层大料自动化铺设设备,通过操作控制台控制磁粉制动器维持恒定阻力距,保证第一存放支架、第二存放支架、第三存放支架平稳转动。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
(1)本发明通过电机驱动卷料架以实现多层大料铺设的方法,与传统人工敷设在工作台上一层一层铺设相比,大幅提高多层大料铺设效率;在铺设15单元50平方米多层大料实验过程中,生产效率提高4倍;
(2)本发明采用驱动电机替代人工进行多层大料铺设,降低工人劳动强度;
(3)自动化铺设设备外形尺寸为3000mm(长)×2000mmmm(宽),可快速拆卸与组装,拆卸存放时占地面积为1200mm(长)×2000mm(宽),与传统多层大料铺设操作平台外形3600mm(长)×2400mm(宽)相比,节约了操作和存放场地。
附图说明
图1为本发明铺设设备示意图;
图2为本发明多层卷料驱动机构示意图;
图3为本发明多层坯料存放机构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
本发明提供的小卫星多层大料自动化铺设设备,如图1所示,包括多层卷料驱动机构1、多层坯料存放机构2、连接架3和多层卷料驱动控制系统。多层卷料驱动机构1和多层坯料存放机构2水平放置;连接架3固定安装在多层卷料驱动机构1和多层坯料存放机构2之间,实现多层卷料驱动机构1和多层坯料存放机构2的固连;保证多层卷料驱动机构1与多层坯料存放机构2之间的平行度;多层卷料驱动控制系统固定安装在多层卷料驱动机构1和多层坯料存放机构2上;实现对多层卷料驱动机构1和多层坯料存放机构2的控制。多层卷料驱动机构1与多层坯料存放机构2工作时通过连接架3连接,以确保两者之间的平行度,保证多层大料敷设轴向误差小、多层大料自动化铺设设备平稳运行。
如图2所示,多层卷料驱动机构1包括驱动架底座4、驱动架5、多层坯料夹持机构6和驱动架固定机构7;驱动架底座4水平放置;驱动架5为矩形框架结构;驱动架5固定安装在驱动架底座4的顶部;多层坯料夹持机构6为杆状结构;多层坯料夹持机构6平行固定安装在驱动架5指向多层坯料存放机构2的侧边处;驱动架固定机构7固定安装在驱动架5与驱动架底座4一侧的连接处;驱动架底座4的底部设置有万向脚轮,实现驱动架底座4的移动。驱动架5通过轴承安装至驱动架底座4上,通过驱动电机9可带动驱动架5运行,通过控制操作台8可调节驱动架5转动速度、转动圈数等运行参数。多层坯料夹持机构6安装在驱动架5一端,在设备运行开始前,通过多层坯料夹持机构6将多层坯料双面镀铝聚酯膜和涤纶网夹持在驱动架5一端,铺设结束后松开多层坯料夹持机构6,取出已铺设好多层大料。驱动架固定机构7安装至驱动架底座4另一端,多层卷料驱动机构1存放时或需要固定驱动架5时,可通过销轴将驱动架5固定在特定角度。
多层坯料存放机构2包括存放架底座10、第一存放支架12、第二存放支架13、第三存放支架14和卷料导向辊15;如图3所示,存放架底座10水平放置;存放架底座10的底部设置有万向脚轮,实现存放架底座10的移动;存放架底座10的上表面竖直设置有第一对立杆101、第二对立杆102和第三对立杆103;第一对立杆101、第二对立杆102和第三对立杆103平行于多层坯料夹持机构6设置;且第一对立杆101指向多层坯料夹持机构6;卷料导向辊15为双杆结构;卷料导向辊15固定安装在第一对立杆101之间;第三存放支架14固定安装在第二对立杆102之间;第一存放支架12固定安装在第三对立杆103的底端;第二存放支架13固定安装在第三对立杆103的顶端。第一存放支架12上放置厚度为6μm的双面镀铝聚酯膜坯料;第二存放支架13上放置厚度为18μm的双面镀铝聚酯膜坯料;第三存放支架14上放置涤纶网;聚酯膜坯料和涤纶网均为卷筒结构,随着存放支架旋转展开。
多层卷料驱动控制系统包括操作控制台8、驱动电机9和3个磁粉制动器11;其中,驱动电机9与驱动架固定机构7相对放置;驱动电机9设置在驱动架5与驱动架底座4的连接处;实现驱动驱动架5旋转;操作控制台8设置在驱动电机9的顶端;3个磁粉制动器11分别对应设置在第一存放支架12、第二存放支架13、第三存放支架14外侧;通过操作控制台8实现对驱动电机9和磁粉制动器11的控制。
自动化铺设设备的工作过程为:将18μm的双面镀铝聚酯膜坯料、6μm的双面镀铝聚酯膜坯料和涤纶网从下至上依次叠放;将叠放后的多层大料穿过卷料导向辊15的双杆结构,固定在多层坯料夹持机构6处;工作时,通过操作控制台8设定输入电流,以保持恒定阻力距,保证多层大料自动化铺设设备平稳运行。卷料导向辊15安装在存放架底座10左侧,多层大料铺设过程中多层坯料均通过卷料导向辊15的两个导向辊之间,卷料导向辊15可根据需要调整两个导向辊之间间隙,以确保多层大料铺设完成。通过操作控制台8控制驱动电机9带动驱动架5旋转;实现多层大料在驱动架5上缠绕,最后将铺设好的多层大料从夹紧处剪开,松开多层坯料夹持机构6,取下多层大料,完成铺设。存放时磁粉制动器11为空转状态;工作时,通过操作控制台8设定输入电流,以保持恒定阻力距,保证多层大料自动化铺设设备平稳运行。卷料导向辊15安装在存放架底座10左侧,多层大料铺设过程中多层坯料均通过卷料导向辊15的两个导向辊之间,卷料导向辊15可根据需要调整两个导向辊之间间隙,以确保多层大料铺设完成
通过操作控制台8控制驱动电机9的转速及转动圈数;驱动电机9转速为5圈-10圈每分钟;设定驱动电机9的转动圈数为n,n为正整数。当n=1时,驱动电机9带动驱动架5旋转一圈后,将18μm的双面镀铝聚酯膜坯料、6μm的双面镀铝聚酯膜坯料和涤纶网裁剪断,完成铺设;当n大于等于2时,驱动电机9带动驱动架5旋转一圈后,将18μm的双面镀铝聚酯膜坯料裁剪断,6μm的双面镀铝聚酯膜坯料和涤纶网随驱动架5继续旋转,直至旋转至n圈结束。
通过操作控制台8控制磁粉制动器11维持恒定阻力距,保证第一存放支架12、第二存放支架13、第三存放支架14平稳转动。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.小卫星多层大料自动化铺设设备的使用方法,其特征在于:包括多层卷料驱动机构(1)、多层坯料存放机构(2)、连接架(3)和多层卷料驱动控制系统;其中,多层卷料驱动机构(1)和多层坯料存放机构(2)水平放置;连接架(3)固定安装在多层卷料驱动机构(1)和多层坯料存放机构(2)之间,实现多层卷料驱动机构(1)和多层坯料存放机构(2)的固连;保证多层卷料驱动机构(1)与多层坯料存放机构(2)之间的平行度;多层卷料驱动控制系统固定安装在多层卷料驱动机构(1)和多层坯料存放机构(2)上;实现对多层卷料驱动机构(1)和多层坯料存放机构(2)的控制;
所述多层卷料驱动机构(1)包括驱动架底座(4)、驱动架(5)、多层坯料夹持机构(6)和驱动架固定机构(7);其中,驱动架底座(4)水平放置;驱动架(5)为矩形框架结构;驱动架(5)固定安装在驱动架底座(4)的顶部;多层坯料夹持机构(6)为杆状结构;多层坯料夹持机构(6)平行固定安装在驱动架(5)指向多层坯料存放机构(2)的侧边处;驱动架固定机构(7)固定安装在驱动架(5)与驱动架底座(4)一侧的连接处;驱动架底座(4)的底部设置有万向脚轮,实现驱动架底座(4)的移动;
自动化铺设设备的工作过程为:将18μm的双面镀铝聚酯膜坯料、6μm的双面镀铝聚酯膜坯料和涤纶网从下至上依次叠放;将叠放后的多层大料穿过卷料导向辊(15)的双杆结构,固定在多层坯料夹持机构(6)处;通过操作控制台(8)控制驱动电机(9)带动驱动架(5)旋转;实现多层大料在驱动架(5)上缠绕,完成铺设;
通过操作控制台(8)控制驱动电机(9)的转速及转动圈数;驱动电机(9)转速为5圈-10圈每分钟;设定驱动电机(9)的转动圈数为n,n为正整数;
当n=1时,驱动电机(9)带动驱动架(5)旋转一圈后,将18μm的双面镀铝聚酯膜坯料、6μm的双面镀铝聚酯膜坯料和涤纶网裁剪断,完成铺设;当n大于等于2时,驱动电机(9)带动驱动架(5)旋转一圈后,将18μm的双面镀铝聚酯膜坯料裁剪断,6μm的双面镀铝聚酯膜坯料和涤纶网随驱动架(5)继续旋转,直至旋转至n圈结束。
2.根据权利要求1所述的小卫星多层大料自动化铺设设备的使用方法,其特征在于:所述多层坯料存放机构(2)包括存放架底座(10)、第一存放支架(12)、第二存放支架(13)、第三存放支架(14)和卷料导向辊(15);其中,存放架底座(10)水平放置;存放架底座(10)的底部设置有万向脚轮,实现存放架底座(10)的移动;存放架底座(10)的上表面竖直设置有第一对立杆(101)、第二对立杆(102)和第三对立杆(103);第一对立杆(101)、第二对立杆(102)和第三对立杆(103)垂直于多层坯料夹持机构(6)设置;且第一对立杆(101)指向多层坯料夹持机构(6);卷料导向辊(15)为双杆结构;卷料导向辊(15)固定安装在第一对立杆(101)之间;第三存放支架(14)固定安装在第二对立杆(102)之间;第一存放支架(12)固定安装在第三对立杆(103)的底端;第二存放支架(13)固定安装在第三对立杆(103)的顶端。
3.根据权利要求2所述的小卫星多层大料自动化铺设设备的使用方法,其特征在于:所述多层卷料驱动控制系统包括操作控制台(8)、驱动电机(9)和3个磁粉制动器(11);其中,驱动电机(9)与驱动架固定机构(7)相对放置;驱动电机(9)设置在驱动架(5)与驱动架底座(4)的连接处;实现驱动驱动架(5)旋转;操作控制台(8)设置在驱动电机(9)的顶端;3个磁粉制动器(11)分别对应设置在第一存放支架(12)、第二存放支架(13)、第三存放支架(14)外侧;通过操作控制台(8)实现对驱动电机(9)和磁粉制动器(11)的控制。
4.根据权利要求3所述的小卫星多层大料自动化铺设设备的使用方法,其特征在于:所述第一存放支架(12)上放置厚度为18μm的双面镀铝聚酯膜坯料;第二存放支架(13)上放置涤纶网;第三存放支架(14)上放置厚度为6μm的双面镀铝聚酯膜坯料;聚酯膜坯料和涤纶网均为卷筒结构,随着存放支架旋转展开。
5.根据权利要求4所述的小卫星多层大料自动化铺设设备的使用方法,其特征在于:所述卷料导向辊(15)的双杆间隙根据多层大料厚度实现调节。
6.根据权利要求5所述的小卫星多层大料自动化铺设设备的使用方法,其特征在于:通过操作控制台(8)控制磁粉制动器(11)维持恒定阻力矩,保证第一存放支架(12)、第二存放支架(13)、第三存放支架(14)平稳转动。
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- 2019-10-11 CN CN201910964690.5A patent/CN110713038B/zh active Active
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