CN112355928A - 基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，属于贮箱安装设计领域；包括2个上接头、法兰盘、2n个边杆、2个下锁头、2n个支杆和2个拉杆；2n个边杆首尾依次连接呈正2n边形环绕在法兰盘外侧，且法兰盘位于正2n边形边杆的中心；正2n边形边杆所在平面位于法兰盘所在平面的下方；正2n边形边杆的每个角均通过1个支杆与法兰盘固连；正2n边形边杆其中两个相邻角处分别设置1个上接头；2个下锁头设置在正2n边形边杆的另2个角处，且2个下锁头与2个上接头相对于法兰盘中心对称；每个拉杆的轴向一端与1个上接头固连，轴向另一端与外部贮箱侧壁固连；本发明利用拉杆形式，解决了大尺寸产品在狭小空间内安装的问题，并且有效控制贮箱工装重量。

Description

基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装

技术领域

本发明属于贮箱安装设计领域，涉及基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装。

背景技术

天地往返可重复使用飞行器在其变轨、离轨等轨道控制，是通过轨控发动机来实现，贮箱为轨控发动机提供氧化剂与燃烧剂，其安装在飞行器后舱，通过尾端面开口进行安装，通过支耳与机身进行连接，安装过程中需考虑大尺寸贮箱在狭小机身安装。

目前，现有贮箱安装方案主要面临以下问题：1)如何在不增加贮箱额外质量的情况下，利用贮箱与机身连接结构实现贮箱安装；2)如何设计贮箱安装工装，在机械臂负载受限的情况下，利用合理的结构形式，降低工装质量；3)设计合理的结构形式，满足贮箱快速拆装需求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，利用拉杆形式，解决了大尺寸产品在狭小空间内安装的问题，并且有效控制贮箱工装重量。

本发明解决技术的方案是：

基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，包括2个上接头、法兰盘、2n个边杆、2个下锁头、2n个支杆和2个拉杆；其中，法兰盘水平放置，2n个边杆首尾依次连接呈正2n边形环绕在法兰盘外侧，且法兰盘位于正2n边形边杆的中心；正2n边形边杆所在平面位于法兰盘所在平面的下方；正2n边形边杆的每个角均通过1个支杆与法兰盘固连；正2n边形边杆其中两个相邻角处分别设置1个上接头；2个下锁头设置在正2n边形边杆的另2个角处，且2个下锁头与2个上接头相对于法兰盘中心对称；每个拉杆的轴向一端与1个上接头固连，轴向另一端与外部贮箱侧壁固连，且拉杆与对应上接头垂直；2个下锁头与外部贮箱侧壁固连；n为正整数，且n≥3。

在上述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，所述外部贮箱为轴向水平放置的柱状结构；外部贮箱的上部侧壁设置有4个支耳；4个支耳两两对称设置在外部贮箱尾端上部的侧壁处；且2个上接头的位置与中间2个支耳的位置对应；外部贮箱的上部侧壁设置有2个瓦片；2个瓦片对称设置在外部贮箱头端上部的侧壁处；且2个瓦片位于2个上接头的外侧；外部贮箱的底部侧壁设置有2个开口销；2个开口销对称设置在外部贮箱头端底部的侧壁处，且2个下锁头的位置与2个开口销位置对应。

在上述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，贮箱安装工装的安装方法为：

将贮箱安装工装轴向水平放置，将法兰盘放置于外部贮箱的头端中心处，将2个下锁头与2个开口销通过销钉对应锁死；将2个拉杆的一端穿过对应的上接头，将2个拉杆的另一端穿过对应的支耳；通过螺母将拉杆与支耳的连接端限位；通过螺母将拉杆与上接头的连接端锁死限位，完成贮箱安装工装的安装。

在上述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，所述上接头为柱状结构；上接头的侧壁沿母线方向设置有开槽，实现对应拉杆在上接头中沿开槽方向进行轴向微调；上接头上表面设置有台阶孔；拉杆穿过上接头后，将螺母放置在台阶孔中，通过台阶孔实现对螺母的限位，旋拧螺母，实现通过拉杆对外部贮箱上部侧壁的固定。

在上述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，将带有安装工装的外部贮箱安装在飞行器内部的方法为：

通过机械臂将带有安装工装的外部贮箱水平移至飞行器内部，将外部贮箱尾部上方外侧的2个支耳与飞行器内壁固连；将外部贮箱头部上方的2个瓦片与飞行器内壁固连；完成初步固连；

拧掉拉杆两端的螺母；拆下下锁头与开口销之间的销钉，将安装工装从外部贮箱上拆下；

将外部贮箱尾部上方内侧的2个支耳与飞行器内壁固连；将外部贮箱头部下方的2个开口销与飞行器内壁固连；完成外部贮箱与飞行器的最终固连。

在上述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，所述边杆和支杆均为空心金属杆，实现降低整体安装工装的质量。

在上述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，所述安装工装的质量不大于40kg。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明通过贮箱与飞行器机身连接接头作为工装安装接口，避免由于贮箱安装额外增加贮箱质量；

(2)本发明的骨架、拉杆结构形式，大幅降低贮箱安装工装质量；

(3)本发明快速拆装设计结构，保证操作便利，且所有操作均可以从贮箱前后部进行操作，操作可行性强。

附图说明

图1为本发明安装工装与贮箱配合示意图；

图2为本发明安装工装顶部结构示意图；

图3为本发明上接头结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

本发明提供一种基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，贮箱安装过程中，由机械臂连接贮箱安装工装，实现贮箱连同贮箱工装整体轴向移动至飞行器内部，依次连接贮箱与飞行器连接点，依次分解拉杆及工装骨架。利用贮箱与飞行器连接结构实现贮箱安装，降低贮箱质量，满足贮箱安装需求。利用拉杆形式，解决了大尺寸产品在狭小空间内安装的问题，并且有效控制贮箱工装重量。基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装方案，为解决狭小空间飞行器贮箱安装实施提供新的思路，具有较强的工程适应性。

如图1所示，空天飞行器贮箱安装工装，具体包括2个上接头1、法兰盘2、2n个边杆3、2个下锁头4、2n个支杆5和2个拉杆6；其中，法兰盘2水平放置，2n个边杆3首尾依次连接呈正2n边形环绕在法兰盘2外侧，且法兰盘2位于正2n边形边杆3的中心，正2n边形边杆3所在平面位于法兰盘2所在平面的下方；正2n边形边杆3的每个角均通过1个支杆5与法兰盘2固连；正2n边形边杆3其中两个相邻角处分别设置1个上接头1；2个下锁头4设置在正2n边形边杆3的另2个角处，且2个下锁头4与2个上接头1相对于法兰盘2中心对称，如图2所示。每个拉杆6的轴向一端与1个上接头1固连，轴向另一端与外部贮箱侧壁固连，且拉杆6与对应上接头1垂直；2个下锁头4与外部贮箱侧壁固连；n为正整数，且n≥3。边杆3和支杆5均为空心金属杆，实现降低整体安装工装的质量。安装工装的质量不大于40kg。

外部贮箱为轴向水平放置的柱状结构；外部贮箱的上部侧壁设置有4个支耳8；4个支耳8两两对称设置在外部贮箱尾端上部的侧壁处；且2个上接头1的位置与中间2个支耳8的位置对应；外部贮箱的上部侧壁设置有2个瓦片9；2个瓦片9对称设置在外部贮箱头端上部的侧壁处；且2个瓦片9位于2个上接头1的外侧；外部贮箱的底部侧壁设置有2个开口销7；2个开口销7对称设置在外部贮箱头端底部的侧壁处，且2个下锁头4的位置与2个开口销7位置对应，如图1所示。

如图3所示，上接头1为柱状结构；上接头1的侧壁沿母线方向设置有开槽11，实现对应拉杆6在上接头1中沿开槽11方向进行轴向微调；上接头1上表面设置有台阶孔12；拉杆6穿过上接头1后，将螺母放置在台阶孔12中，通过台阶孔12实现对螺母的限位，旋拧螺母，实现通过拉杆6对外部贮箱上部侧壁的固定。

贮箱安装工装的安装方法为：

将贮箱安装工装轴向水平放置，将法兰盘2放置于外部贮箱的头端中心处，将2个下锁头4与2个开口销7通过销钉对应锁死；将2个拉杆6的一端穿过对应的上接头1，将2个拉杆6的另一端穿过对应的支耳8；通过螺母将拉杆6与支耳8的连接端限位；通过螺母将拉杆6与上接头1的连接端锁死限位，完成贮箱安装工装的安装。

将带有安装工装的外部贮箱安装在飞行器内部的方法为：

通过机械臂将带有安装工装的外部贮箱水平移至飞行器内部，将外部贮箱尾部上方外侧的2个支耳8与飞行器内壁固连；将外部贮箱头部上方的2个瓦片9与飞行器内壁固连；完成初步固连；

拧掉拉杆6两端的螺母；拆下下锁头4与开口销7之间的销钉，将安装工装从外部贮箱上拆下；

将外部贮箱尾部上方内侧的2个支耳8与飞行器内壁固连；将外部贮箱头部下方的2个开口销7与飞行器内壁固连；完成外部贮箱与飞行器的最终固连。

安装工装上存在一组通孔，实现贮箱安装工装与机械臂连接。实现机械臂通过安装工装带动外部贮箱移动。边杆3和支杆5之间采用焊接连接形式，既实现大尺寸支撑结构，又降低工装骨架整体重量。本发明采用拉杆6结构形式，实现安装工装与贮箱的支耳8连接，贮箱安装过程中拉杆6受拉应力载荷。且贮箱的支耳8采用螺母与拉杆6进行连接，方便拆装操作。同时采用销钉结构形式将下锁头4与开口销7连接，方便拆装操作。工装与接口连接采用快速连接方案，可以利用开槽11在不拆卸螺母情况下实现快速拆卸。本发明工装中的所有部件均具备重复使用功能，可以满足多次安装需求。

本发明通过贮箱与飞行器机身的连接接头作为安装工装的安装接口，避免由于贮箱安装额外增加贮箱质量；边杆3和支杆5采用中空杆状结构形式，大幅降低贮箱安装工装质量；本发明设计的快速拆装安装工装，保证操作便利，且所有操作均可以从贮箱前后部进行操作，操作可行性强。

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 (7)

1.基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，其特征在于：包括2个上接头(1)、法兰盘(2)、2n个边杆(3)、2个下锁头(4)、2n个支杆(5)和2个拉杆(6)；其中，法兰盘(2)水平放置，2n个边杆(3)首尾依次连接呈正2n边形环绕在法兰盘(2)外侧，且法兰盘(2)位于正2n边形边杆(3)的中心；正2n边形边杆(3)所在平面位于法兰盘(2)所在平面的下方；正2n边形边杆(3)的每个角均通过1个支杆(5)与法兰盘(2)固连；正2n边形边杆(3)其中两个相邻角处分别设置1个上接头(1)；2个下锁头(4)设置在正2n边形边杆(3)的另2个角处，且2个下锁头(4)与2个上接头(1)相对于法兰盘(2)中心对称；每个拉杆(6)的轴向一端与1个上接头(1)固连，轴向另一端与外部贮箱侧壁固连，且拉杆(6)与对应上接头(1)垂直；2个下锁头(4)与外部贮箱侧壁固连；n为正整数，且n≥3。

2.根据权利要求1所述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，其特征在于：所述外部贮箱为轴向水平放置的柱状结构；外部贮箱的上部侧壁设置有4个支耳(8)；4个支耳(8)两两对称设置在外部贮箱尾端上部的侧壁处；且2个上接头(1)的位置与中间2个支耳(8)的位置对应；外部贮箱的上部侧壁设置有2个瓦片(9)；2个瓦片(9)对称设置在外部贮箱头端上部的侧壁处；且2个瓦片(9)位于2个上接头(1)的外侧；外部贮箱的底部侧壁设置有2个开口销(7)；2个开口销(7)对称设置在外部贮箱头端底部的侧壁处，且2个下锁头(4)的位置与2个开口销(7)位置对应。

3.根据权利要求2所述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，其特征在于：贮箱安装工装的安装方法为：

将贮箱安装工装轴向水平放置，将法兰盘(2)放置于外部贮箱的头端中心处，将2个下锁头(4)与2个开口销(7)通过销钉对应锁死；将2个拉杆(6)的一端穿过对应的上接头(1)，将2个拉杆(6)的另一端穿过对应的支耳(8)；通过螺母将拉杆(6)与支耳(8)的连接端限位；通过螺母将拉杆(6)与上接头(1)的连接端锁死限位，完成贮箱安装工装的安装。

4.根据权利要求3所述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，其特征在于：所述上接头(1)为柱状结构；上接头(1)的侧壁沿母线方向设置有开槽(11)，实现对应拉杆(6)在上接头(1)中沿开槽(11)方向进行轴向微调；上接头(1)上表面设置有台阶孔(12)；拉杆(6)穿过上接头(1)后，将螺母放置在台阶孔(12)中，通过台阶孔(12)实现对螺母的限位，旋拧螺母，实现通过拉杆(6)对外部贮箱上部侧壁的固定。

5.根据权利要求1-4之一所述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，其特征在于：将带有安装工装的外部贮箱安装在飞行器内部的方法为：

通过机械臂将带有安装工装的外部贮箱水平移至飞行器内部，将外部贮箱尾部上方外侧的2个支耳(8)与飞行器内壁固连；将外部贮箱头部上方的2个瓦片(9)与飞行器内壁固连；完成初步固连；

拧掉拉杆(6)两端的螺母；拆下下锁头(4)与开口销(7)之间的销钉，将安装工装从外部贮箱上拆下；

将外部贮箱尾部上方内侧的2个支耳(8)与飞行器内壁固连；将外部贮箱头部下方的2个开口销(7)与飞行器内壁固连；完成外部贮箱与飞行器的最终固连。

6.根据权利要求5所述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，其特征在于：所述边杆(3)和支杆(5)均为空心金属杆，实现降低整体安装工装的质量。

7.根据权利要求6所述的基于拉杆形式的空天飞行器贮箱安装工装，其特征在于：所述安装工装的质量不大于40kg。

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