CN111750740B - 一种火箭转运对接锁定控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火箭转运对接锁定控制系统，包括：磁导航感测器，设置在转运起竖架上；导航磁条，设置在平台支架的中间位置；控制模块，被配置为根据磁导航感测器磁导航感测器监测磁导航感测器导航磁条的信息来控制行走装置运载磁导航感测器转运起竖架沿着磁导航感测器导航磁条方向前进，到达第一设定位置后控制磁导航感测器转运起竖架与磁导航感测器平台支架锁定对接。该火箭转运对接锁定控制系统完成全自动化控制锁定对接实现远程操作，提高对接效率并节省了人力。

Description

一种火箭转运对接锁定控制系统和方法

技术领域

本发明涉及火箭发射转运的领域，具体涉及一种火箭转运对接锁定控制系统和方法。

背景技术

随着我国航天事业的迅猛发展，运载火箭的测发模式逐渐出现了“三平”测发模式，既水平组装、水平转运、水平测试、起竖发射的发射模式。因此，火箭转运到发射工位后可靠的对接锁定并起竖到竖直状态，是整个火箭发射流程里非常重要的一个环节，从某种意义上说也决定着发射任务的成败。

由于发射场的情况不同，地面的平整性存在一定的偏差，再加上转运轴线车的行驶存着直线偏差，导致转运起竖架与平台支架的对接定位存在一定难度，且转运起竖架的重量和尺寸较大，若要保证精确对接定位及锁定，需要耗费大量的人力和时间进行调整，这是整个发射任务流程所不能允许的。

且目前国内尚无中型液体火箭发射装置水平对接定位的案例，因此迫切需要研制出一种对接锁定控制系统和方法来满足火箭转运起竖架与平台支架的对接定位和锁闭的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种火箭转运对接锁定控制系统和方法。

本发明提供一种火箭转运对接锁定控制系统，包括：磁导航感测器，设置在转运起竖架上；导航磁条，设置在平台支架的中间位置；控制模块，被配置为根据所述磁导航感测器监测所述导航磁条的信息来控制行走装置运载所述转运起竖架沿着所述导航磁条方向前进，到达第一设定位置后控制所述转运起竖架与所述平台支架锁定对接。

根据本发明的一个实施例，所述磁导航感测器包括第一磁导航感测器和第二磁导航感测器，所述第一磁导航感测器和所述第二磁导航感测器分别设置在所述转运起竖架沿着所述行走装置行进方向上的第一端和第二端。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块还包括：修正偏差单元，被配置为计算所述第一磁导航感测器与所述第二磁导航感测器之间的差值，确保所述差值在第一设定值以内。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块还被配置为接收到的差值超过第一设定值时，根据所述差值调整所述行走装置的前进方向。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制系统还包括：第二感应器，当所述磁导航感测器检测到所述转运起竖架沿着导轨到达第二设定位置触发第二感应器后，所述控制模块控制所述转运起竖架的第一端缓慢放置到所述平台支架上，并控制所述行走装置继续提供动力。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制系统还包括：第一感应器，当所述磁导航感测器检测到所述转运起竖架沿着导轨到达第一设定位置触发第一感应器后，所述控制模块控制所述行走装置停止提供动力。

另一方面，本发明还包括一种火箭转运对接锁定控制方法，包括：设置磁导航感测器在转运起竖架上，并在平台支架的中间位置设置导航磁条，根据磁导航感测器的信息来控制行走装置运载所述转运起竖架沿着所述导航磁条方向前进，到达第一设定位置后控制所述转运起竖架与所述平台支架对接。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制方法还包括：设置第一磁导航感测器在所述转运起竖架沿所述行走装置前进方向的第一端，设置第二磁导航感测器在所述转运起竖架沿所述行走装置前进方向的第二端；计算所述第一磁导航感测器与所述第二磁导航感测器之间的差值，确保所述差值在第一设定值以内。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制方法还包括：当接收到的差值超过第一设定值时，根据所述差值调整所述行走装置的前进方向。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制方法还包括：当所述磁导航感测器检测到所述转运起竖架沿着所述导航磁条到达第二设定位置触发第二感应器后，将所述转运起竖架的第一端缓慢放置在所述平台支架上，控制所述行走装置继续提供动力。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制方法还包括：当所述磁导航感测器检测到所述转运起竖架沿着所述导航磁条到达第一设定位置触发第一感应器后，控制所述行走装置停止提供动力。

本发明中火箭转运对接锁定控制系统提供磁导航感测器、导航磁条以及控制模块，当转运起竖架到达第一设定位置后控制模块控制转运起竖架与平台支架进行锁定对接，完成全自动化控制锁定对接实现远程操作，提高对接效率并节省了人力。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明发明的原理。

图1是本发明一个实施例的火箭转运对接锁定系统的示意图；

图2是本发明一个实施例的火箭转运对接锁定控制系统的示意图；

图3是本发明一个实施例的火箭转运对接锁定控制方法的示意图。

附图标记说明：

100-转运起竖架，200-行走装置，300-凹型导轨，400-平台支架，500-发射台，800-导引磁条，900-磁导航感测器

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，用于示例性的说明本发明的原理，并不被配置为限定本发明。另外，附图中的机构件不一定是按照比例绘制的。例如，可能对于其他结构件或区域而放大了附图中的一些结构件或区域的尺寸，以帮助对本发明实施例的理解。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外术语“包括”、“包含”“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素结构件或组件不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出或固有的属于结构件、组件上的其他机构件。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

诸如“下面”、“下方”、“在…下”、“低”、“上方”、“在…上”、“高”等的空间关系术语用于使描述方便，以解释一个元件相对于第二元件的定位，表示除了与图中示出的那些取向不同的取向以外，这些术语旨在涵盖器件的不同取向。另外，例如“一个元件在另一个元件上/下”可以表示两个元件直接接触，也可以表示两个元件之间还具有其他元件。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各个元件、区、部分等，并且不应被当作限制。类似的术语在描述通篇中表示类似的元件。

对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

图1是本发明一个实施例的火箭转运对接锁定系统的示意图；图2是本发明一个实施例的火箭转运对接锁定控制系统的示意图；图3是本发明一个实施例的火箭转运对接锁定控制方法的示意图。

如图2所示，本发明提供一种火箭转运对接锁定控制系统，包括：磁导航感测器900，设置在转运起竖架100上；导航磁条800，设置在平台支架400的中间位置；控制模块，被配置为根据磁导航感测器900监测导航磁条800的信息来控制行走装置200运载转运起竖架100沿着导航磁条800方向前进，到达第一设定位置后控制转运起竖架100与平台支架400锁定对接。

如图1所示，在本实施例中，火箭转运对接锁定系统中转运起竖架100，被配置为起竖火箭并放置在行走装置200上，行走装置200提供前进的动力运输转运起竖架100，转运起竖架100下表面包括凹型导轨300；平台支架400，被配置为支撑行走装置200运输来的转运起竖架100，平台支架400安装于发射台500的一侧，且平台支架400上表面包括凸型导轨。其中，平台支架400与发射台500提前安装于发射工位上，转运起竖架100放置在行走装置200上，行走装置200作为转运起竖架100与平台支架400对接定位的前进动力源，一般地行走装置200可选择自行式液压轴线车，提供强大的动力以及运动的稳定性。

具体地，可选择在转运起竖架100的悬臂部分下表面的中间位置设置磁导航探测器900，在平台支架400的中间位置地面上或平台支架上粘贴一条导引磁条800。在本实施例中，火箭转运对接锁定控制系统中的控制模块能够根据磁导航感测器900监测导航磁条800的信息来控制行走装置200运载转运起竖架100沿着导航磁条800的方向前进，到达第一设定位置后控制转运起竖架100与平台支架400锁定对接。在转运起竖架100对接过程中磁导航感测器900能够实时监测导航磁条800，保证行走装置200始终沿着直线方向行驶，从而确保转运起竖架100行进的直线位移偏差在可控制的范围内。当转运起竖架100到达第一设定位置后控制模块控制转运起竖架100与平台支架400进行锁定对接，完成全自动化控制锁定对接实现远程操作，提高对接效率并节省了人力。通过本发明的火箭转运对接锁定控制系统能够有效地缩小火箭起竖后与发射台定位的偏差，避免在发射台上增设过多的调整装置，使系统变得复杂从而降低可靠性。

需要说明的是，通过导航磁条800保证行走装置200的直线度在国内尚属首例，其它采用导航磁条或磁导航感测器应用在多台行走装置以及类似行走功能的装置，作为运输和调整火箭的对接锁定控制方式均属于本发明所保护的范围。

根据本发明的一个实施例，磁导航感测器900包括第一磁导航感测器和第二磁导航感测器，第一磁导航感测器和第二磁导航感测器分别设置在转运起竖架100沿着行走装置200行进方向上的第一端和第二端。

具体地，磁导航感测器900可以选择在转运起竖架100的悬臂部分的中间位置沿着行走装置200的行进方向设置两个磁导航探测器900，在转运起竖架100的第一端(行进方向的前端)设置第一磁导航感测器，在转运起竖架100的第二端(行进方向的后端)设置第二磁导航感测器，可设置两个磁导航探测器900之间的间隔为9m。在具体实施时，第一磁导航感测器和第二磁导航感测器实时监测导航磁条800的位置信号，并反馈给控制模块，使第一磁导航感测器和第二磁导航感测器的连线始终沿着导航磁条800的直线方向行进，使得偏差控制在最小。

根据本发明的一个实施例，控制模块还包括：修正偏差单元，被配置为计算第一磁导航感测器与第二磁导航感测器之间的差值，确保差值在第一设定值以内。

其中，在本实施例中，设置修正偏差单元用于监测第一磁导航感测器与第二磁导航感测器之间的差值，设定磁导航感测器900测量导航磁条800的位置若偏离前进方向的左边为正值，若偏离前进方向的右边为负值，确保差值在第一设定值以内。可以理解的是，当差值在第一设定值范围内时，控制模块指示行走装置200继续按照当前的方向行驶。示例性地，第一设定值为20mm，即第一磁导航感测器与第二磁导航感测器之间的差值控制在20mm以内。

根据本发明的一个实施例，控制模块还被配置为接收到的差值超过第一设定值时，根据差值调整行走装置200的前进方向。

进一步地，控制模块根据偏转角度α发信号给行走装置200的伺服驱动器，伺服驱动器带动驱动轮实现扭矩转向。伺服驱动器扭矩计算公式为：

其中，T为伺服驱动器的输出扭矩，F为火箭转运对接锁定系统在正常运行状态下所收到的阻力，d为驱动轮的直径，N为驱动电机的数量，η为伺服驱动器的传动效率，i为伺服驱动器的减速比。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制系统还包括：第二感应器，当磁导航感测器900检测到转运起竖架100沿着导轨到达第二设定位置触发第二感应器后，控制模块控制转运起竖架100的第一端缓慢放置到平台支架400上，并控制行走装置200继续提供动力。

在具体实施中，设置第二感应器在平台支架的第二设定位置，作为本实施例中的一种方式，第二设定位置可以选择在距离平台支架200第二端4m的位置，平台支架200第二端为转运起竖架100运输过程中刚接触平台支架200的一端。当行走装置200载着转运起竖架100在前进过程中，第一磁导航感测器运输到第二设定位置检测到第二感应器的信号，控制模块则控制转运起竖架100的第一端缓慢放置到平台支架400上，使转运起竖架100的凹型导轨300与平台支架400的凸型导轨对接，继续控制行走装置200提供动力推进转运起竖架100向前滑行。由于转运起竖架100的长度较长约为50m，这时转运起竖架100前端的重量主要由平台支架400上面的凸型导轨承载，转运起竖架100后端的重量主要由行走装置200承载。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制系统还包括：第一感应器，当磁导航感测器900检测到转运起竖架100沿着导轨到达第一设定位置触发第一感应器后，控制模块控制行走装置200停止提供动力。

具体地，设置第一感应器在平台支架的第一设定位置，作为本实施例的一种方式，第一设定位置可以位于平台支架400的第一端，即沿着行走装置200的行驶方向相对第二端的另一端，当第一磁导航感测器检测到转运起竖架100沿着导轨到达第一设定位置时触发第一感应器，控制模块控制行走装置200停止提供动力。在本实施例中，作为停止运行的另一种互补方式为，平台支架400通过限位弧板限制转运起竖架100继续前行。

另一方面，本发明还提供了一种火箭转运对接锁定控制方法，包括：设置磁导航感测器900在转运起竖架100上，并在平台支架400的中间位置设置导航磁条800，根据磁导航感测器900的信息来控制行走装置200运载转运起竖架100沿着导航磁条800方向前进，到达第一设定位置后控制转运起竖架100与平台支架400对接。

具体地，火箭转运对接锁定控制方法包括以下几个步骤：

S101，设置磁导航感测器900在转运起竖架100上，并在平台支架400的中间位置设置导航磁条800；

S102，根据磁导航感测器900的信息来控制行走装置200运载转运起竖架100沿着导航磁条800方向前进；

S103，到达第一设定位置后控制转运起竖架100与平台支架400对接。

在本实施例中，火箭转运对接锁定控制方法能够根据磁导航感测器900监测导航磁条800的信息来控制行走装置200运载转运起竖架100沿着导航磁条800的方向前进，到达第一设定位置后控制转运起竖架100与平台支架400锁定对接。在转运起竖架100对接过程中磁导航感测器900能够实时监测导航磁条800，保证行走装置200始终沿着直线方向行驶，从而确保转运起竖架100行进的直线位移偏差在可控制的范围内。当转运起竖架100到达第一设定位置后控制模块控制转运起竖架100与平台支架400进行锁定对接，完成全自动化控制锁定对接实现远程操作，提高对接效率并节省了人力。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制方法还包括：设置第一磁导航感测器在转运起竖架100沿行走装置200前进方向的第一端，设置第二磁导航感测器在转运起竖架100沿行走装置200前进方向的第二端；计算第一磁导航感测器与第二磁导航感测器之间的差值，确保差值在第一设定值以内。

此外，火箭转运对接锁定控制方法还包括以下步骤：

S1011：设置第一磁导航感测器在转运起竖架100沿行走装置200前进方向的第一端，设置第二磁导航感测器在转运起竖架100沿行走装置200前进方向的第二端；

S1021：计算第一磁导航感测器与第二磁导航感测器之间的差值，确保差值在第一设定值以内。

具体地，在本实施例中，设定磁导航感测器900测量导航磁条800的位置若偏离前进方向的左边为正值，若偏离前进方向的右边为负值，确保差值在第一设定值以内。可以理解的是，当差值在第一设定值范围内时，控制模块指示行走装置200继续按照当前的方向行驶。示例性地，第一设定值为20mm，即第一磁导航感测器与第二磁导航感测器之间的差值控制在20mm以内。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制方法还包括：当接收到的差值超过第一设定值时，根据差值调整行走装置200的前进方向。

此外，火箭转运对接锁定控制方法还包括以下步骤：

S1022：当接收到的差值超过第一设定值时，根据差值调整行走装置200的前进方向。

具体来说，第一磁导航感测器与第二磁导航感测器之间的差值超过第一设定值时，根据差值调整行走装置200的前进方向调整。进一步地，发信号给行走装置200的伺服驱动器，伺服驱动器带动驱动轮实现差速转向。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制方法还包括：当磁导航感测器900检测到转运起竖架100沿着导航磁条800到达第二设定位置触发第二感应器后，将转运起竖架100的第一端缓慢放置在平台支架400上，控制行走装置200继续提供动力。

此外，火箭转运对接锁定控制方法还包括以下步骤：

S201：当磁导航感测器900检测到转运起竖架100沿着导航磁条800到达第二设定位置触发第二感应器后；

S202：将转运起竖架100的第一端缓慢放置在平台支架400上，控制行走装置200继续提供动力。

具体地，行走装置200载着转运起竖架100在前进过程中，第一磁导航感测器运输到第二设定位置检测到第二感应器的信号，控制模块则控制转运起竖架100的第一端缓慢放置到平台支架400上，使转运起竖架100的凹型导轨300与平台支架400的凸型导轨对接，继续控制行走装置200提供动力推进转运起竖架100向前滑行。由于转运起竖架100的长度较长约为50m，这时转运起竖架100前端的重量主要由平台支架400上面的凸型导轨承载，转运起竖架100后端的重量主要由行走装置200承载。

根据本发明的一个实施例，火箭转运对接锁定控制方法还包括：当磁导航感测器900检测到转运起竖架100沿着导航磁条800到达第一设定位置触发第一感应器后，控制行走装置200停止提供动力。

此外，火箭转运对接锁定控制方法还包括以下步骤：

S203：当磁导航感测器900检测到转运起竖架100沿着导航磁条800到达第一设定位置触发第一感应器后；

S204：控制行走装置200停止提供动力。

具体地，作为本实施例的一种方式，第一设定位置可以位于平台支架400的第一端，即沿着行走装置200的行驶方向相对第二端的另一端，当第一磁导航感测器检测到转运起竖架100沿着导轨到达第一设定位置时触发第一感应器，控制行走装置200停止提供动力。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种火箭转运对接锁定控制系统，其特征在于，包括：

磁导航感测器，设置在转运起竖架上；

导航磁条，设置在平台支架的中间位置；

控制模块，被配置为根据所述磁导航感测器监测所述导航磁条的信息来控制行走装置运载所述转运起竖架沿着所述导航磁条方向前

进，到达第一设定位置后控制所述转运起竖架与所述平台支架锁定对接；

所述控制系统还包括：

第二感应器，当所述磁导航感测器检测到所述转运起竖架沿着导轨到达第二设定位置触发第二感应器后，所述控制模块控制所述转运起竖架的第一端缓慢放置到所述平台支架上，并控制所述行走装置继续提供动力；

所述控制系统还包括：

第一感应器，当所述磁导航感测器检测到所述转运起竖架沿着导轨到达第一设定位置触发第一感应器后，所述控制模块控制所述行走装置停止提供动力。

2.根据权利要求1所述的火箭转运对接锁定控制系统，其特征在于，所述磁导航感测器包括第一磁导航感测器和第二磁导航感测

器，所述第一磁导航感测器和所述第二磁导航感测器分别设置在所述转运起竖架沿着所述行走装置行进方向上的第一端和第二端。

3.根据权利要求2所述的火箭转运对接锁定控制系统，其特征在于，所述控制模块还包括：修正偏差单元，被配置为计算所述第一磁导航感测器与所述第二磁

导航感测器之间的差值，确保所述差值在第一设定值以内。

4.根据权利要求3所述的火箭转运对接锁定控制系统，其特征在于，所述控制模块还被配置为接收到的差值超过第一设定值时，根据所述差值调整所述行走装置的前进方向。

5.一种火箭转运对接锁定控制方法，其特征在于，包括：

设置磁导航感测器在转运起竖架上，并在平台支架的中间位置设置导航磁条，

根据磁导航感测器的信息来控制行走装置运载所述转运起竖架沿着所述导航磁条方向前进，到达第一设定位置后控制所述转运起竖架与所述平台支架对接；

所述控制方法还包括：

当所述磁导航感测器检测到所述转运起竖架沿着所述导航磁条到达第二设定位置触发第二感应器后，将所述转运起竖架的第一端缓慢放置在所述平台支架上，控制所述行走装置继续提供动力；

所述控制方法还包括：

当所述磁导航感测器检测到所述转运起竖架沿着所述导航磁条到达第一设定位置触发第一感应器后，控制所述行走装置停止提供动

力。

6.根据权利要求5所述的火箭转运对接锁定控制方法，其特征在于，还包括：设置第一磁导航感测器在所述转运起竖架沿所述行走装置前进方向的第一端，设置第二磁导航感测器在所述转运起竖架沿所述行走装置前进方向的第二端；

计算所述第一磁导航感测器与所述第二磁导航感测器之间的差值，

确保所述差值在第一设定值以内。

7.根据权利要求6所述的火箭转运对接锁定控制方法，其特征在于，还包括：

当接收到的所述差值超过第一设定值时，根据所述差值调整所述行走装置的前进方向。

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