CN112548957A - 一种火箭发动机装配用移动支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种火箭发动机装配用移动支撑装置。该移动支撑装置包括底座组件、支撑架、底部框架及拉杆组件。其中，底座组件在长度方向上具有可移动空间，支撑架一端可移动地设置于底座组件，另一端与用于支撑火箭发动机的升降支撑装置连接，以通过升降支撑装置对火箭发动机进行支撑。在底座组件宽度方向的两侧设有底部框架，同时在底部框架触地端的对面设有拉杆组件，拉杆组件的两端分别与支撑架和底部框架连接，以拉紧支撑架，增加支撑架的支撑稳定性。本发明相对于传统的支撑装置具有一定的灵活性，即可以实现对火箭发动机的可靠支撑，又可以实现对火箭发动机的平稳转运，大幅提升了火箭发动机装配操作空间以及安全稳定性。

Description

一种火箭发动机装配用移动支撑装置

技术领域

本发明涉及航天运载器装配技术领域，特别是一种火箭发动机装配用移动支撑装置。

背景技术

随着航天技术的不断发展，由于不同型号的火箭发动机的外形尺寸、重量各不相同，所以对发动机的支撑装置提出的技术要求也不相同。目前在液体火箭发动机总装工序中，采用的仍然是传统焊接支撑装置，此类支撑装置体积庞大，占用装配操作空间，使生产工人装配操作很不方便，限制了智能装配工艺技术的应用，且传统的支撑架需要在固定工位预埋地脚螺栓，对装配区域规划有一定的局限性，不能满足目前多种型号火箭发动机的装配支撑需求。

另外，随着大推力火箭发动机的研制与使用，发动机的整体体积增大，质量增大，高度增高，导致在装配现场时常受到吊车或者吊起装置的起吊高度限制，导致发动机被垂直起吊后仍然不能脱离支撑架，使中转运输成为难题。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提供了一种火箭发动机装配用移动支撑装置，有效的解决了发动机在厂房内中转运输困难的问题，消除了发动机装配区域的局限性，同时扩增了发动机装配的适用范围。

本发明提供了一种火箭发动机装配用移动支撑装置。该移动支撑装置包括底座组件、支撑架、底部框架及拉杆组件。所述底座组件在长度方向上具有可移动空间，所述支撑架一端可移动地设置于所述底座组件，另一端连接用于支撑火箭发动机的升降支撑装置，所述底部框架设置在所述底座组件宽度方向的两侧，所述拉杆组件两端分别与所述支撑架和所述底部框架连接，用以拉紧所述支撑架。

在一个实施例中，所述底座组件包括底座、设置于所述底座的直线导轨、设置于所述直线导轨的移动平台和伺服传动系统，其中所述伺服传动系统包括相对地设置于所述底座的电机固定座和轴承座，以及设置于所述电机固定座的伺服电机；所述电机固定座的一端通过滚珠丝杠与所述轴承座连接，另一端通过联轴器与所述伺服电机连接，所述滚珠丝杠通过螺母支座与所述移动平台连接，以带动所述移动平台在所述直线导轨上移动。

在一个实施例中，所述移动平台与所述直线导轨之间设有滑块，所述移动平台通过所述滑块与所述直线导轨连接，以使所述移动平台沿所述直线导轨移动顺畅。

在一个实施例中，所述支撑架包括与所述移动平台连接的底盘，以及与所述底盘连接的支撑管；所述支撑管远离所述移动平台的一端设有内螺纹孔，用于与所述升降支撑装置连接。

在一个实施例中，所述升降支撑装置包括螺纹端盖、升降组件及支撑板，所述螺纹端盖一端螺接于所述支撑管，另一端通过所述升降组件与所述支撑板连接；所述支撑板设有发动机连接孔和激光检测孔，所述激光检测孔将检测到的结果反馈至伺服传动系统，进而控制伺服电机的工作。

在一个实施例中，所述支撑架还包括与所述拉杆组件连接的第一叉耳。

在一个实施例中，所述拉杆组件包括钢管、与所述钢管一侧固定连接的第一螺纹叉座、与所述钢管另一侧固定连接的螺杆，以及通过螺旋套与所述螺杆连接的第二螺纹叉座；所述第一螺纹叉座与所述第一叉耳连接，所述第二螺纹叉座远离所述螺杆的一端与所述底部框架连接，以通过旋转螺旋套拉紧支撑架。

在一个实施例中，包括通过所述底部框架等距串连呈多边形分布的多个所述底座组件，以及与所述底座组件对应设置的所述支撑架；所述底部组件包括底座、设置于所述底座的直线导轨、设置于所述直线导轨的移动平台和伺服传动系统；

所述支撑架与所述移动平台连接，随着所述移动平台沿所述直线导轨在所述底座上移动；所述拉杆组件远离所述支撑架的一端与所述底部框架可拆卸连接，以实现所述支撑架的稳定支撑与移动。

在一个实施例中，所述支撑架远离所述移动平台的位置设有可拆卸的支撑架辅助横梁，所述支撑架辅助横梁依次将所述支撑架串联，以增强结构稳定性，避免在发动机支撑过程中由于支撑架支撑不稳定带来的安全隐患。

在一个实施例中，所述底部框架包括可拆卸设置于所述底座两侧的转接板和设置于所述转接板的第二叉耳，所述拉杆组件通过所述第二叉耳与所述底部框架连接。

本发明提供的一种火箭发动机用移动支撑装置，采用灵活组合装配工艺布局，可以根据火箭发动机的支撑需要自由组合装配支撑装置，可以实现多种型号发动机的装配支撑，具有较强的操作灵活性。同时，使用本发明的移动支撑装置可以使装配操作空间增大，提高了装配操作性，便于智能装配技术的实施应用。本发明使火箭发动机能够实现直接水平移动运转，解决了垂直起吊条件限制难题，突破了装配区域局限性，还可以根据装配工艺支撑面的需求，灵活组合装配工艺布局。

在阅读具体实施方式并且在查看附图之后，本领域的技术人员将认识到另外的特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的火箭发动机装配用移动支撑装置的第一种实施例的整体结构示意图。

图2是本发明实施例的底座组件部分的结构示意图。

图3是本发明实施例的支撑架部分的结构示意图。

图4是本发明实施例的升降支撑装置部分的结构示意图。

图5是本发明实施例的拉杆组件部分的结构示意图。

图6是本发明实施例的火箭发动机装配用移动支撑装置的第二种实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。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。

液体火箭发动机总装工序采用传统焊接支撑装置，不但体积庞大占用装配操作空间多，而且在需要中转运输时，支撑架会妨碍发动机的转运，导致发动机不能完全脱离支撑架进行中转，另外受现有的厂房吊车受起吊高度限制和生产安全性的影响，使发动机的吊起后转运成为最大的难题。为了保证发动机可以安全稳定的被中转运输，本发明提供了一种火箭发动机装配用移动支撑装置，有效的解决了发动机在厂房内中转运输困难的问题，消除了发动机装配区域的局限性，同时扩增了支撑工作的适用范围，使可以满足各种型号发动机的支撑。

本发明提供了一种火箭发动机装配用移动支撑装置。参见图1，该移动支撑装置包括底座组件1、支撑架2、底部框架3及拉杆组件4。其中，底座组件1在长度方向上具有可移动空间，支撑架2一端可移动地设置于底座组件1，使支撑架2可以在底座组件1的可移动空间范围内移动，支撑架2的另一端与用于支撑火箭发动机的升降支撑装置5连接，以通过升降支撑装置5对火箭发动机进行支撑。在底座组件1宽度方向的两侧设有底部框架3，可以通过底部框架3对整个移动支撑装置进行辅助支撑，防止侧倒，同时在底部框架3触地端的对面设有拉杆组件4，拉杆组件4的两端分别与支撑架2和底部框架3连接，以拉紧支撑架2，增加支撑架的支撑稳定性。其中，为了使支撑架的支撑工作更稳定，可以将拉杆组件与支撑件连接的位置设置在支撑件的中上部。

本发明的实施例，通过将支撑架2可移动的设置于底座组件1，并通过拉杆组件4将支撑架2稳定地固定在底部框架3。在利用本发明的移动支撑装置对火箭发动机进行支撑时，可以通过调节支撑架2上端的升降支撑装置5，使其对火箭发动机进行平稳的支撑。另外在需要对火箭发动机进行转运时，可以先使发动机被吊起以脱离本发明的移动支撑装置，断开拉杆组件4与底部框架3的连接关系，使拉杆组件悬挂至支撑架两侧，随后使支撑架2随着底座组件1移动至远离发动机的位置，最后再通过水平转运的方式，将发动机安全的转运至下一装配地点。本发明提供的火箭发动机装配用移动支撑装置，相对于传统的支撑装置具有一定的灵活性，突破了装配区域局限性，且占地面积小，提供了更大地装配操作空间，即可以实现对火箭发动机的可靠支撑，又可以实现对火箭发动机的平稳转运，大幅提升了火箭发动机支撑的安全性。

参见图2，在一个实施例中，底座组件包括底座11、设置于底座11的直线导轨12设置于直线导轨12的移动平台13和伺服传动系统，其中伺服传动系统包括相对地设置于底座11的电机固定座14和轴承座15，以及设置于电机固定座14的伺服电机16，电机固定座14的一端通过滚珠丝杠17与轴承座15连接，另一端通过联轴器18与伺服电机16连接，滚珠丝杠17通过螺母支座与移动平台13连接，以带动移动平台13在直线导轨12上移动。具体地，在底座11上设置直线导轨12、轴承座15、电机固定座14，在轴承座15和电机固定座14之间安装滚珠丝杠17，在电机固定座14上设置伺服电机16，通过驱动伺服电机16带动滚珠丝杠17同步旋转，滚珠丝杠17通过螺母支座与移动平台13连接，进而通过滚珠丝杠17的旋转运动，带动移动平台13沿直线导轨运动。本发明的实施例通过在滚珠丝杠17和伺服电机16之间设置联轴器18，可起到扭矩过载保护的作用，使本发明的移动支撑装置在高速重载的动力传动中，通过联轴器起到缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。

在上述实施例中，移动平台13与直线导轨12之间还设有滑块19，滑块19设置于直线导轨12的上端，滑块19的上端与移动平台13连接，进而移动平台13通过滑块19与直线导轨12连接。本发明的实施例通过在移动平台与直线导轨之间设置滑块，一方面可以避免移动平台与直线导轨直接接触，减少移动平台底部的磨损，另一方面，滑块本身相对来说比较光滑，比较容易被滑动，可以使移动平台在直线导轨上移动更顺畅。

进一步地，可以在底座组件上设置风琴防护罩，可以起到防尘、封装一体的效果。

参见图3，在一个实施例中，支撑架包括与移动平台连接的底盘21，以及与底盘21连接的支撑管22，底盘21下端与移动平台固定连接，底盘21上端与支撑管22连接，支撑管22的高度可以设根据发动机装配支撑所需高度配合设置。其中支撑管22远离移动平台的一端设有内螺纹孔A，相应地，升降支撑装置与支撑管22连接的位置设有与内螺纹孔A匹配的螺纹端，保证升降支撑装置与支撑管可以拆卸，增加了升降支撑装置的可维修性及可替换性。本发明实施例的支撑架通过底盘与移动平台连接，增加了支撑架与移动平台的连接面积，从而使连接稳定性增强。为了降低本发明的移动支撑装置的生产成本，支撑管可以选用合金结构钢圆管。

继续参见图3，进一步地，支撑管22与底盘21的连接位置还设有筋板23，筋板23的两端分别与支撑管22和底盘21固定连接，可以使两者的连接更加稳固，增加支撑稳定性。

参见图4，在上述实施例中，升降支撑装置包括与支撑管的内螺纹孔匹配设置的螺纹端盖51、升降组件52及支撑板53，螺纹端盖51的一端与支撑管螺纹连接，另一端通过升降组件52与支撑板53连接。其中支撑板53用于与火箭发动机连接固定，通过调整升降组件52可以调整支撑板53的支撑端面，从而实现均匀的支撑火箭发动机。

本发明实施例的移动支撑装置，通过在支撑板与支撑管之间设置升降组件，不仅可以调节支撑高度，还可以调节支撑角度，从而，本发明的移动支撑装置在不是水平的地面上也可以使用，可以通过升降组件调整支撑板的支撑角度，保证实现均匀的支撑火箭发动机。本发明的移动支撑装置可放置在任意装配区域，解决了装配区域局限性，增加了本发明的移动支撑装置的使用场景及使用灵活性。

为了降低生产难度、降低生产成本，其中升降组件可以使用标准件HB1847。

进一步地，支撑板53与火箭发动机连接的端面还设有发动机连接孔531和激光检测孔532，两孔中心距离预先设定一个精确尺寸，即确定相对位置关系，在激光检测孔532上安装工具测量靶球，直接检测出激光检测孔532当前空间坐标值，反馈至伺服传动系统系统便可间接获得发动机连接孔531当前空间位置，在伺服传动系统系统中输入发动机连接孔理论坐标尺寸，综合计算位置偏差后将信号反馈至伺服电机，进而控制伺服电机调整位置使发动机连接孔与火箭发动机的连接接口对应，并快速完成装配。

继续参见图3，在上述实施例中，支撑架还包括与拉杆组件连接的第一叉耳221，第一叉耳221设置于支撑管22外壁两侧。其中第一叉耳221具有耳孔，使拉杆组件通过销轴与第一叉耳221的耳孔配合连接，使拉杆组件可拆卸连接于支撑管，增加了拉杆组件的可维修性及可替换性。

参见图5，在一个实施例中，拉杆组件包括钢管41、与钢管41一侧固定连接的第一螺纹叉座42、与钢管41另一侧连接的螺杆43，以及通过螺旋套44与螺杆43连接的第二螺纹叉座45，其中钢管41的一侧与第一螺纹叉座42固定连接，另一侧与螺杆43固定连接，螺杆43远离钢管41的一侧通过螺旋套44与第二螺纹叉座45连接。为了补偿支撑架上第一叉耳实际位置一致性差，以及提高支撑架的刚性稳定性，可以通过旋转螺旋套调整拉杆组件的拉紧程度进而对支撑架进行拉紧。本发明的实施例，通过使第一螺纹叉座与第一叉耳连接，使第二螺纹叉座远离螺杆的一端与底部框架连接，通过旋转螺旋套调整拉杆组件的拉紧程度，进而利用拉杆组件将支撑架牢固的设置在底座组件，增加了本发明移动支撑装置的支撑稳定性。

为了降低生产难度、减少生产成本，螺纹套可以采用标准件KUUH螺旋扣。

参见图6，本发明可以采用模块组合形式，可以根据液体火箭发动机总装工艺支撑需求，选取合适的模块数量进行工艺布局。例如，选取某项目液体火箭发动机，发动机总装支撑接口为4处，故相应地布局4个本装置模块进行组合装配，实现发动机的总装支撑、水平中转运输等环节。

在上述实施例中，本发明的移动支撑装置包括通过底部框架3等距串连呈多边形分布的多个底座组件1，以及与底座组件1对应设置的支撑架2，多个底座组件1等距设置，使支撑架2的发动机连接孔分别与火箭发动机的连接口对应设置，以实现对火箭发动机的平稳支撑。底部组件包括底座11、设置于底座11的直线导轨12、设置于直线导轨12的移动平台13和伺服传动系统，支撑架与移动平台13连接，并随着移动平台13沿直线导轨12在底座11的可移动空间范围内移动。

为了增加整个移动支撑装置的稳定性，每个底座的两侧设有底部框架，每个支撑架用于与移动平台连接的支撑管，其远离移动平台的外壁两侧均设有第一叉耳，拉杆组件的一端与第一叉耳连接，另一端与底部框架可拆卸连接，从而使每个支撑管都被稳定的固定在移动平台。在对发动机进行支撑前，先调整多个升降组件使多个支撑板的支撑端面在同一个平面内，使支撑角度与发动机接口一致，充分保证对火箭发动机进行均匀有效的支撑。本发明的实施例采用模块组合的方式进行移动支撑装置的装配，根据发动机的支撑需求自由组合，实现多种型号发动机的装配支撑，扩展了本发明移动支撑装置的可支撑范围，具有一定的通用性，另外本发明通过拉杆组件对支撑管进行辅助固定，大幅度提升了本发明移动支撑装置的支撑稳定性。

进一步地，底部框架触地端的对面端面设有第二叉耳，使拉杆组件通过销轴与第二叉耳进行连接，满足拉杆组件可拆卸连接于底部框架的条件，使移动平台进行移动前断开拉杆组件与底部框架的连接关系，不但便于本发明移动支撑装置的使用，同时也增加了拉杆组件的可维修性及可替换性。或者，为了装卸方便，可以使底部框架3通过转接板可拆卸设置于底座两侧，其中，第二叉耳既可以设置在底部框架，也可以设置于转接板朝向支撑架的端面。

在上述实施例中，支撑架远离移动平台的位置设有可拆卸的支撑架辅助横梁24，支撑架辅助横梁24依次将4个支撑架串联，以增强结构稳定性，避免在发动机支撑过程中由于支撑架支撑不稳定而带来的安全隐患。具体地，支撑架辅助横梁可以设置在支撑管的第一叉耳与升降组件之间的中间位置，支撑架辅助横梁可以通过设置于支撑管的直角座与支撑管连接，使支撑架辅助横梁的装配与拆卸更容易。本发明移动支撑装置的触地侧，通过底部框架和拉杆组件进行稳定，本发明移动支撑装置的连接并支撑火箭发动机侧，通过支撑架辅助横梁进行辅助加固，通过对本发明的移动支撑装置上下同时进行辅助固定，大幅提升了本发明的支撑稳定性。

利用本发明的移动支撑装置进行移动支撑火箭发动机的过程如下：根据发动机接口数量及支撑需求进行本发明移动支撑装置的布局，保证多个本发明移动支撑装置的支撑板位置与发动机接口的位置一致，利用底部框架将本发明的移动支撑装置依次串联，再分别将拉杆组件装配完成，使支撑管被拉紧固定在移动平台；

利用支撑架辅助横梁依次将支撑架串联固定，再通过调整升降组件，实现每个支撑板的支撑端面在一个平面内；

利用激光检测孔自动识别发动机接口的位置，并将空间坐标回传至伺服传动系统，使伺服电机自动调整位置，使支撑板的发动机连接孔位置至与发动机接口对应并完成固定连接；

工序完成后，使发动机脱离支撑板至一定高度，拆解下辅助横梁，并取出第二叉耳的销轴，使拉杆组件脱离底部框架后保留至支撑管两侧；

驱动伺服电机，使多个移动平台带动支撑架部分相背离至一定距离；

使液体火箭发动机被水平移动运转至下一工位。

在需要改变连接关系进行重新组合本发明的移动支撑装置时，需要将底部框架断开后再进行新的连接，其中底部框架的结构可以有多种形状，进而实现多种形式的组合。

以上实施例可以彼此组合，且具有相应的技术效果。

本发明提供的一种火箭发动机装配用移动支撑装置，利用模块化组合的方式，可以实现对各种型号的发动机进行支撑，具有较强的操作灵活性，而且使装配操作空间增大，提高了装配操作性，便于智能装配技术的实施应用，本发明的移动支撑装置能够使火箭发动机能够直接水平移动运转，解决了垂直起吊转运困难的问题，使总装作业更安全。

以上所述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 (10)

1.一种火箭发动机装配用移动支撑装置，其特征在于，包括：底座组件，在长度方向上具有可移动空间；

支撑架，一端可移动地设置于所述底座组件，另一端连接用于支撑火箭发动机的升降支撑装置；

底部框架，设置在所述底座组件宽度方向的两侧；

拉杆组件，两端分别与所述支撑架和所述底部框架连接，用以拉紧所述支撑架。

2.根据权利要求1所述的移动支撑装置，其特征在于，所述底座组件包括底座、设置于所述底座的直线导轨、设置于所述直线导轨的移动平台和伺服传动系统，其中所述伺服传动系统包括相对地设置于所述底座的电机固定座和轴承座，以及设置于所述电机固定座的伺服电机；

所述电机固定座的一端通过滚珠丝杠与所述轴承座连接，另一端通过联轴器与所述伺服电机连接；所述滚珠丝杠通过螺母支座与所述移动平台连接，以带动所述移动平台在所述直线导轨上移动。

3.根据权利要求2所述的移动支撑装置，其特征在于，所述移动平台与所述直线导轨之间设有滑块，所述移动平台通过所述滑块与所述直线导轨连接。

4.根据权利要求3所述的移动支撑装置，其特征在于，所述支撑架包括与所述移动平台连接的底盘，以及与所述底盘连接的支撑管；所述支撑管远离所述移动平台的一端设有内螺纹孔，用于与所述升降支撑装置连接。

5.根据权利要求4所述的移动支撑装置，其特征在于，所述升降支撑装置包括螺纹端盖、升降组件及支撑板，所述螺纹端盖一端螺接于所述支撑管，另一端通过所述升降组件与所述支撑板连接；

所述支撑板设有发动机连接孔和激光检测孔，所述激光检测孔将检测到的结果反馈至伺服传动系统，进而控制伺服电机的工作。

6.根据权利要求4所述的移动支撑装置，其特征在于，所述支撑架还包括与所述拉杆组件连接的第一叉耳。

7.根据权利要求6所述的移动支撑装置，其特征在于，所述拉杆组件包括钢管、与所述钢管一侧固定连接的第一螺纹叉座、与所述钢管另一侧连接的螺杆，以及通过螺旋套与所述螺杆连接的第二螺纹叉座；

所述第一螺纹叉座与所述第一叉耳连接，所述第二螺纹叉座远离所述螺杆的一端与所述底部框架连接，以通过旋转螺旋套拉紧支撑架。

8.根据权利要求1所述的移动支撑装置，其特征在于，包括通过所述底部框架等距串连呈多边形分布的多个所述底座组件，以及与所述底座组件对应设置的所述支撑架；所述底部组件包括底座、设置于所述底座的直线导轨、伺服传动系统和设置于所述直线导轨的移动平台；

所述支撑架与所述移动平台连接，随着所述移动平台沿所述直线导轨在所述底座上移动；所述拉杆组件远离所述支撑架的一端与所述底部框架可拆卸连接，以实现所述支撑架的稳定支撑与移动。

9.根据权利要求8所述的移动支撑装置，其特征在于，所述支撑架远离所述移动平台的位置设有可拆卸的支撑架辅助横梁，所述支撑架辅助横梁依次将所述支撑架串联，以增强结构稳定性。

10.根据权利要求2-9任一项所述的移动支撑装置，其特征在于，所述底部框架通过转接板可拆卸设置于所述底座两侧，所述转接板朝向支撑架的端面设置第二叉耳，所述拉杆组件通过所述第二叉耳与所述底部框架连接。

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