CN111732007A - 一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装，包括工装底座、回转支撑机构、竖直提升机构，所述工装底座与回转支撑机构通过紧固件连接，回转支撑机构与竖直提升机构通过紧固件连接，能实现工装在舱外拆解、舱内组装，便于工装的进/出舱以及舱内搭建组装，使用便捷，安全可靠；本发明突破了传统的吊装模式，采用底部固定的方式，将天车构型工装(行吊)与极坐标式吊装(塔吊)相结合，为设备在舱内的吊装提供了足够的吊高空间，实现了载人航天器密闭狭小环境下的全区域吊装可达。

Description

一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装
技术领域
本发明属于航天器总装技术领域，具体涉及一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装，该吊装工装能够实现载人航天器内部产品的吊装作业，实现在空间限制条件下航天器内部产品位置转移及航天器内外产品吊装传递。
背景技术
载人航天器属于机电热高度集成的产品，航天器内部设备布局紧凑、线缆及管路密布，且随着各单机设备的功能日趋强大，各单机设备的重量也有不断增大的趋势。根据相应的标准规范，对于大于20kg的单机设备需配置吊装接口，总装实施单位根据具体作业工况研制相应的吊装工装。同时载人航天器内部使用的特殊应用环境，要求吊装工装需满足高可靠性、高工效比、弱电(直流24V以下)、无油等苛刻的要求。
见图1，如已有载人航天器其内部空间为上小下大的圆锥形空间，在其底部需安装若干块电池组件，单块电池组件的重量高达80kg。且舱体上方无开口，产品无法从上方吊装进入，仅能从侧面开口进入，侧面开口尺寸大小受限，对产品在航天器内部吊装高度产生影响。
受舱体内部空间的限制，传统的二维移动式天车构型工装(行吊)无法在舱内布局，而类似于“D”形的底部平面也无法满足极坐标(塔吊构型工装)的回转空间，且舱体顶部无法提供安装平移式吊装装置；由于设备的大尺寸、大重量等限制，以及航天器内部布局限制对于人数、空间的限制，仅仅依靠人力难以安全、高效地完成相关总装任务。因此需研制相应的吊装工装来实现电池在该载人航天器内部的最终安装。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装，所述航天器内部空间较小，底面类似于“D”形，顶部无可用支撑受力点；工装能满足弱电(直流24V以下)、无油的环境要求，且具有高可靠性与工效比，便于在航天器内部组装使用；本发明突破了传统的吊装模式，采用底部固定的方式，将天车构型工装(行吊)与极坐标式吊装(塔吊)相结合，为设备在舱内的吊装提供了足够的吊高空间，实现了载人航天器密闭狭小环境下的全区域吊装可达。
本发明采用了如下的技术方案：
本发明的一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装，包括工装底座、回转支撑机构、竖直提升机构，所述工装底座与回转支撑机构通过紧固件连接，回转支撑机构与竖直提升机构通过紧固件连接，能实现工装在舱外拆解、舱内组装，便于工装的进/出舱以及舱内搭建组装，使用便捷，安全可靠。
其中，所述工装底座包括底座框架，丝杆，丝杆手轮，丝杆螺母，支座，底座连接点，两个直线导轨，所述两个直线导轨固定在底座框架上，底座连接点连接在底座框架两侧，底座连接点用于在航天器内部实现定位；两个直线导轨中间布置丝杆，所述丝杆两端支撑在支座上，丝杆手轮与丝杆端部连接，转动丝杆手轮，使丝杆旋转，丝杆与丝杆螺母配合，实现丝杆螺母的一维直线运动的驱动，所述运动由丝杠向丝杠螺母单向传递，通过丝杠转动驱动丝杠上安装的丝杠螺母沿直线导轨及丝杠方向往复直线运动，进而驱动与丝杠螺母连接的回转支撑机构移动，能实现一维移动回转支撑机构在直线导轨上任意位置的锁定，进而实现需要工装的零件沿工装底座的直线移动及锁定。
其中，所述回转支撑机构包括导轨滑块，回转支撑转接板，回转支撑，回转支撑手轮，蜗轮蜗杆，所述导轨滑块位于工装底座上，回转支撑转接板与导轨滑块固定连接，回转支撑安装在回转支撑转接板上，蜗轮蜗杆安装在回转支撑内，回转支撑手轮与蜗轮蜗杆连接，通过回转支撑手轮连接蜗杆手动转动输入驱动，实现回转支撑机构上安装的部分吊装工装绕回转支撑竖直轴线的连续回转，由于涡轮蜗杆单向传递的特性，能在圆周方向任意位置锁定，能达到运行平稳、抗倾覆性强、工作噪声低。
其中，所述竖直提升机构包括吊架框架，升降绞盘，绞盘安装板，升降绞盘手轮，吊钩，定滑轮，钢丝绳，棘轮/棘爪机构，所述升降绞盘通过绞盘安装板与吊架框架连接，升降绞盘手轮与升降绞盘连接，钢丝绳一端缠绕在升降绞盘上，钢丝绳一端通过定滑轮连接吊钩，所述定滑轮、吊钩与吊架框架顶部连接，棘轮/棘爪机构与升降绞盘连接，通过手摇升降绞盘手轮驱动升降绞盘转动，将升降绞盘圆周转动缠放钢丝绳转换为钢丝绳末端吊钩的竖直升降，通过钢丝绳的张紧或释放控制吊钩的上升和下降，通过棘轮/棘爪机构实现升降绞盘自锁，防止带载情况下的溜车风险，并通过定滑轮改变钢丝绳的走向，使吊装工装在高度方向上获得尽量高的吊高空间，满足吊装需求。
其中，所述吊架框架由若干根铝型材组成倒L形，在若干根铝型材相互的连接处，都设有角件，该角件包括角板，加强筋，所述加强筋支撑角板两个边上，由角板的两个边上加装螺钉固定在若干根铝型材相互的连接处。
本发明的优点在于：
1)将二维平移式天车(行吊)与极坐标式天车(塔吊)相结合，实现异型狭小区域内的全域吊装可达；
2)模块化的设计思想，具有良好的互换性与可维护性，同时便于拆装、传递及运输；
3)结构紧凑，使用便捷，满足载人航天内部狭小、低压、无油的特殊使用环境需求。
附图说明
图1是已有载人航天器内部吊装工况示意图；
图2是本发明整体组成示意图；
图3是本发明工装底座组成放大示意图；
图4是图3仰视图的放大示意图；
图5是本发明工装吊架组成放大立体的示意图；
图6为图5另一个侧面的放大立体的示意图。
图中：1、工装底座；2、竖直提升机构；3、底座框架；4、丝杠；5、丝杠手轮；6、直线导轨；7、导轨滑块；8、回转支撑转接板；9、回转支撑；10、回转支撑手轮；11、底座连接点；12、丝杠螺母；13、吊架框架；14、升降绞盘；15、升降绞盘手轮；16、吊钩；17、定滑轮；18-钢丝绳；19、舱体；20、电池；21、回转支撑机构；22、绞盘安装板；23、支座；24、角件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的适用于电离层光度计的无活动部件的干扰光消除结构进行详细说明，这些具体实施方式仅用来示例本发明，并不旨在对其保护范围进行任何限制。
参见图2-6，
本发明的本发明的一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装，包括工装底座、回转支撑机构、竖直提升机构，所述工装底座与回转支撑机构通过紧固件连接，回转支撑机构与竖直提升机构通过紧固件连接，能实现工装在舱外拆解、舱内组装，便于工装的进/出舱以及舱内搭建组装，使用便捷，安全可靠。
所述工装底座包括底座框架，丝杆，丝杆手轮，丝杆螺母，支座，底座连接点，两个直线导轨，所述两个直线导轨固定在底座框架上，底座连接点连接在底座框架两侧，底座连接点用于在航天器内部实现定位；两个直线导轨中间布置丝杆，所述丝杆两端支撑在支座上，丝杆手轮与丝杆端部连接，转动丝杆手轮，使丝杆旋转，丝杆与丝杆螺母配合，实现丝杆螺母的一维直线运动的驱动，所述运动由丝杠向丝杠螺母单向传递，通过丝杠转动驱动丝杠上安装的丝杠螺母沿直线导轨及丝杠方向往复直线运动，进而驱动与丝杠螺母连接的回转支撑机构移动，能实现一维移动回转支撑机构在直线导轨上任意位置的锁定，进而实现需要工装的零件沿工装底座的直线移动及锁定。
所述回转支撑机构包括导轨滑块，回转支撑转接板，回转支撑，回转支撑手轮，蜗轮蜗杆，所述导轨滑块位于工装底座上，回转支撑转接板与导轨滑块固定连接，回转支撑安装在回转支撑转接板上，蜗轮蜗杆安装在回转支撑内，回转支撑手轮与蜗轮蜗杆连接，通过回转支撑手轮连接蜗杆手动转动输入驱动，实现回转支撑机构上安装的部分吊装工装绕回转支撑竖直轴线的连续回转，由于涡轮蜗杆单向传递的特性，能在圆周方向任意位置锁定，能达到运行平稳、抗倾覆性强、工作噪声低。
所述竖直提升机构包括吊架框架，升降绞盘，绞盘安装板，升降绞盘手轮，吊钩，定滑轮，钢丝绳，棘轮/棘爪机构，所述升降绞盘通过绞盘安装板与吊架框架连接，升降绞盘手轮与升降绞盘连接，钢丝绳一端缠绕在升降绞盘上，钢丝绳一端通过定滑轮连接吊钩，所述定滑轮、吊钩与吊架框架顶部连接，棘轮/棘爪机构与升降绞盘连接，通过手摇升降绞盘手轮驱动升降绞盘转动，将升降绞盘圆周转动缠放钢丝绳转换为钢丝绳末端吊钩的竖直升降，通过钢丝绳的张紧或释放控制吊钩的上升和下降，通过棘轮/棘爪机构实现升降绞盘自锁，防止带载情况下的溜车风险，并通过定滑轮改变钢丝绳的走向，使吊装工装在高度方向上获得尽量高的吊高空间，满足吊装需求。
所述吊架框架由若干根铝型材组成倒L形，在若干根铝型材相互的连接处，都设有角件，该角件包括角板，加强筋，所述加强筋支撑角板两个边上，由角板的两个边上加装螺钉固定在若干根铝型材相互的连接处。
本发明适用于载人航天器内部的通用吊装工装主要用于某型号舱体内部大重量设备的安装及拆除作业。在此以设备的安装为例对其实施方式进行描述，设备的拆除过程为安装流程的逆向作业，在此不做赘述。
设备安装作业时，由于受航天器侧舱门尺寸限制，首先在航天器外部将本发明分解为工装底座1及竖直提升机构2两大部分，工装底座1由航天器的侧舱门进入舱体内部并利用底部框架上的连接点11与航天器内的星体结构通过紧固件连接固定，实现定位，然后将竖直提升机构2通过航天器的侧舱门送入舱体内部，利用紧固件安装连接至工装底座1上的回回转支撑机构9上，旋转工装底座1上的丝杠4的丝杠手轮5，驱动丝杠上的丝杠螺母12带动与其紧固连接的回转支撑转接板8，利用导轨滑块7在直线导轨6上直线移动，同时结合旋转回转支撑9上的回转支撑手轮10，使回转支撑9上安装的竖直提升机构2移动至舱体侧舱门附近，且竖直提升机构2的吊钩16到达待安装设备(设备利用外部输送机构进入侧舱门内部)的正上方，通过转动升降绞盘14的升降绞盘手轮15，通过定滑轮17传递下放与之相连的吊钩16，将吊钩16与设备上的吊点可靠连接，转动升降绞盘14的升降绞盘手轮15，使设备上升，使用吊架2将设备吊离进舱输送机构后，外部输送机构撤离出舱。为保证后续设备吊装移位过程中的安全性，转动升降绞盘14的升降绞盘手轮15下落吊钩16及设备，使设备在贴近舱体底面的高度附近运行，防止高位运行时的晃动；通过调节丝杠4的丝杠手轮5以及回转支撑9上的回转支撑手轮10使竖直提升机构2携带待安装设备移动至待安装位置的上方，转动升降绞盘14的升降绞盘手轮15下放吊钩16上的设备，结合人员把扶使设备与待安装面贴合，安装孔对正，待设备与舱体之间的紧固件连接到位后，断开吊钩16与设备之间的连接，操作各手轮驱动工装至下一设备位置处，重复上述操作逐个完成安装。
本发明完成使用后，撤收时先断开竖直提升机构2与工装底座1的连接，逐个将竖直提升机构2及工装底座1传递出航天器外部完成收纳。
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，本领域的技术人员可以依据本发明的精神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在未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装，其特征在于：包括工装底座、回转支撑机构、竖直提升机构，所述工装底座与回转支撑机构通过紧固件连接，回转支撑机构与竖直提升机构通过紧固件连接，能实现工装在舱外拆解、舱内组装，便于工装的进/出舱以及舱内搭建组装，使用便捷，安全可靠。
2.如权利要求1所述的一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装，其特征在于：所述工装底座包括底座框架，丝杆，丝杆手轮，丝杆螺母，支座，底座连接点，两个直线导轨，所述两个直线导轨固定在底座框架上，底座连接点连接在底座框架两侧，底座连接点用于在航天器内部实现定位；两个直线导轨中间布置丝杆，所述丝杆两端支撑在支座上，丝杆手轮与丝杆端部连接，转动丝杆手轮，使丝杆旋转，丝杆与丝杆螺母配合，实现丝杆螺母的一维直线运动的驱动，所述运动由丝杠向丝杠螺母单向传递，通过丝杠转动驱动丝杠上安装的丝杠螺母沿直线导轨及丝杠方向往复直线运动，进而驱动与丝杠螺母连接的回转支撑机构移动，能实现一维移动回转支撑机构在直线导轨上任意位置的锁定，进而实现需要工装的零件沿工装底座的直线移动及锁定。
3.如权利要求1所述的一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装，其特征在于：所述回转支撑机构包括导轨滑块，回转支撑转接板，回转支撑，回转支撑手轮，蜗轮蜗杆，所述导轨滑块位于工装底座上，回转支撑转接板与导轨滑块固定连接，回转支撑安装在回转支撑转接板上，蜗轮蜗杆安装在回转支撑内，回转支撑手轮与蜗轮蜗杆连接，通过回转支撑手轮连接蜗杆手动转动输入驱动，实现回转支撑机构上安装的部分吊装工装绕回转支撑竖直轴线的连续回转，由于涡轮蜗杆单向传递的特性，能在圆周方向任意位置锁定，能达到运行平稳、抗倾覆性强、工作噪声低。
4.如权利要求1所述的一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装，其特征在于：所述竖直提升机构包括吊架框架，升降绞盘，绞盘安装板，升降绞盘手轮，吊钩，定滑轮，钢丝绳，棘轮/棘爪机构，所述升降绞盘通过绞盘安装板与吊架框架连接，升降绞盘手轮与升降绞盘连接，钢丝绳一端缠绕在升降绞盘上，钢丝绳一端通过定滑轮连接吊钩，所述定滑轮、吊钩与吊架框架顶部连接，棘轮/棘爪机构与升降绞盘连接，通过手摇升降绞盘手轮驱动升降绞盘转动，将升降绞盘圆周转动缠放钢丝绳转换为钢丝绳末端吊钩的竖直升降，通过钢丝绳的张紧或释放控制吊钩的上升和下降，通过棘轮/棘爪机构实现升降绞盘自锁，防止带载情况下的溜车风险，并通过定滑轮改变钢丝绳的走向，使吊装工装在高度方向上获得尽量高的吊高空间，满足吊装需求。
5.如权利要求1所述的一种适用于载人航天器内部的通用吊装工装，其特征在于：所述吊架框架由若干根铝型材组成倒L形，在若干根铝型材相互的连接处，都设有角件，该角件包括角板，加强筋，所述加强筋支撑角板两个边上，由角板的两个边上加装螺钉固定在若干根铝型材相互的连接处。
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