CN113830668B - 可移动式多层导轨装置及其装调精度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了装配制造技术领域的一种可移动式多层导轨装置及其装调精度控制方法，包括龙门架、横向导轨、安装架以及纵向导轨组，多个横向导轨沿龙门架的Y轴方向固定设置在龙门架上，安装架设有多个，多个安装架滑动设置在横向导轨上，纵向导轨组设有多个，多个纵向导轨组设置在安装架上，纵向导轨组沿龙门架的X轴方向固定设置；纵向导轨组包括纵向导轨件、导轨滑叉以及调整链，两个纵向导轨件相互对应设置，多个调整链固定设置在安装架上，纵向导轨件固定设置在调整链的端部，导轨滑叉套设在纵向导轨件上，导轨横叉下端部固定设置用于连接电池帆板的短横梁。本发明有效地解决空间站大型伸展机构地面模拟展开难题，达到重力平衡，跟随展收。
Description
技术领域
本发明涉及装配制造技术领域，具体地，涉及一种可移动式多层导轨装置及其装调精度控制方法。
背景技术
柔性太阳电池帆板地面模拟展收是太空失重状态下能否正常运转的重要环节之一，地面大跨距多层导轨的平行度能否满足指标要求直接关系到地面模拟的有效性和准确性，传统的单根装调方法无法满足30m大跨距、高精度的多层导轨精度要求，而且过程繁琐，工作量巨大，存在装调反复的问题，因此迫切需要优化工艺过程，提高装调效率和精确度。除此之外，空间站研制进度日益趋紧，众多柔性太阳电池帆板存在同时展开的进度冲突，最初的单套展开装置设计方案无法满足多型号的展开需求，
经现有技术检索发现，中国发明专利公布号为CN110271692A，公开了一种空间伸展机构支撑展开装置，用于伸展机构的地面试验展开和收拢，并能提供伸展机构的随动加载，考核伸展机构的展收性能。空间伸展机构支撑展开装置包括：模拟墙支架车、伸展机构、二维调节旋转平台、平衡小车、升降单元、输送单元、跟随导轨、负载加载装置和随动吊挂。但是上述专利存在以上问题。
因此需要对原方案进行优化，满足多工位同时开展地面模拟展开的需求。这就需要根据实际需求调整多层导轨位置，30m导轨移动时的同步性是关键问题。
本发明可以有效地解决某型空间站柔性太阳电池帆板地面多工位模拟展开难题，具有多工位同时开展柔性太阳电池帆板地面模拟太空失重工况的展开能力，多层导轨装调精度控制方位也为地面装置搭建提供高效的工艺指导，缩短空间站柔性太阳电池帆板研制进度。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种可移动式多层导轨装置及其装调精度控制方法。
根据本发明提供的一种可移动式多层导轨装置，包括龙门架、横向导轨、安装架以及纵向导轨组；
所述横向导轨设有多个，多个所述横向导轨沿所述龙门架的Y轴方向固定设置在所述龙门架上，所述安装架设有多个，多个所述安装架滑动设置在所述横向导轨上，所述纵向导轨组设有多个，多个所述纵向导轨组设置在所述安装架上，所述纵向导轨组沿所述龙门架的X轴方向固定设置；
所述纵向导轨组包括纵向导轨件、导轨滑叉以及调整链，所述纵向导轨件设有两个，两个所述纵向导轨件相互对应设置，所述导轨滑叉和所述调整链分别设有多个，多个所述调整链固定设置在所述安装架上，所述纵向导轨件固定设置在所述调整链的端部，所述导轨滑叉套设在所述纵向导轨件上，所述导轨横叉下端部固定设置用于连接电池帆板的短横梁，所述导轨滑叉与对应设置的所述导轨滑叉通过短横梁连接设置。
一些实施方式中，所述安装架与所述横向导轨相互垂直设置，所述纵向导轨组包括五组，五组所述纵向导轨组相互平行设置在所述安装架上，所述导轨滑叉和所述调整链分别对应所述纵向导轨件设置。
一些实施方式中，所述龙门架上固定设置卷扬机，所述卷扬机上驱动设置钢丝绳，所述钢丝绳另一端连接设置所述安装架，所述安装架通过所述卷扬机驱动在所述横向滑轨中滑动设置。
一些实施方式中，所述固定架上固定设置固定横梁，所述固定横梁对应所述横向滑轨设置，所述固定横梁上固定设置滑动件，所述滑动件上转动设置滑轮，所述滑轮滑动设置在所述横向滑轨中。
一些实施方式中，所述龙门架采用桁架式、模块化型材搭建方式，所述龙门架通过螺杆进行固定。
本发明还提供一种可移动式多层导轨装置的装调精度控制方法，包括以下步骤：
步骤1.搭建所述龙门架，并对所述龙门架进行精度调整；
步骤2.在搭建好的所述龙门架上安装所述横向导轨，并对所述横向导轨进行精度调整；
步骤3.安装所述纵向导轨与所述安装架，并将安装好的所述纵向导轨与所述安装架固定在所述横向导轨上，并对所述纵向导轨进行精度调整；
步骤4.在所述龙门架上安装卷扬机，所述卷扬机驱动所述纵向导轨进行横行同步移动。
一些实施方式中，在步骤1中，龙门架搭建完成后，首先对搭建的龙门架进行粗调，使用水准仪测量支柱位置最底层的球头高度，通过调整撑脚满足水平10mm的精度要求；然后对搭建的龙门架进行精调，使用激光跟踪仪测量龙门架若干支柱位置最顶层的球头转接块高度，通过调整撑脚满足水平5mm的精度要求。
一些实施方式中，在步骤2中，所述横向滑轨与所述龙门架通过球头转接块连接，横向滑轨安装后，使用激光跟踪仪精测调整横向滑轨平行度，使其平行度为3mm，定位孔直线度为1mm。
一些实施方式中，在步骤3中，所述安装架与所述调整链、所述导轨滑叉在地面完成组装，整体通过滑动件滑入横向滑轨中，通过定位装置进行限位；纵向导轨件采取拼接方式逐根安装，两根纵向导轨件拼接处通过高精度芯棒螺钉固定，接缝处先采用J133结构胶渗入，然后使用3M胶带封胶，最后使用手磨枪打磨的方式保证接缝处严丝合缝，实现30m长导轨无缝衔接；
所述纵向导轨件装配完成后，在保证龙门架和横向滑轨精度的前提下，通过调整链中的腰形孔和正反牙花篮螺栓，使用激光跟踪仪精测调整最底层导轨，使得直线度、水平度、平行度均满足1mm的精度要求后，以最下层导轨为基准，逐步调整上一层导轨。
一些实施方式中，在步骤4中，使用激光位移传感器记录30m长导轨各测点位置信息，测试数据传输给中央控制器，控制器根据位置差驱动卷扬机同步移动多层导轨，实现所述纵向导轨组横向同步移动。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过设置龙门架，并采用桁架式、模块化构建整体承载框架，能够搭建满足任意尺寸的大空间地面模拟场地，满足承载能力要求的同时拥有足够的刚度，为后续精度控制提供有力基础，有效地解决空间站大型伸展机构地面模拟展开难题，达到重力平衡，跟随展收；
2、本发明通过在龙门架上设置横向滑轨，并在横线滑轨上设置纵向滑轨组，通过横向滑轨进行横向位移调节，在横向滑轨中能实现任意位置的展开，避免型号任务进度冲突，大大缩短研制周期，满足多型号柔性太阳电池帆板并行展开的测试需求；
3、本发明通过设置纵向滑轨组，能够满足30m长度的大跨距展开需求，纵向滑轨组可满足众多电池片吊挂需求，错层连接可避免电池片配重相互干涉，30m长导轨由众多导轨拼接而成，接缝处通过打磨、涂胶、修整等工艺方法保证两根导轨之间无缝衔接，多层大跨距导轨可实现空间站柔性太阳电池帆板地面模拟太空失重的全展开试验；
4、本发明通过设置卷扬机与安装架，卷扬机收到控制信号，同步驱动钢丝绳绕着定滑轮牵引多层导轨同速运动，满足不同工位、多工况的展开测试需求，实现柔性太阳电池帆板在纵向导轨组上的力平衡滑动。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明可移动式多层导轨装置的结构示意图；
图2为本发明可移动式多层导轨装置的正视示意图；
图3为本发明多层导轨的结构示意图；
图4为本发明多层导轨与横向滑轨的连接示意图；
图5为本发明多层导轨与横向滑轨的安装示意图；
图6为本发明滑动件的安装示意图；
图7为本发明滑动件的结构示意图。
附图标记：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示为可移动式多层导轨装置的结构示意图，建立如图中所示的xzy坐标系。如图2所示为可移动式多层导轨装置的正视示意图，包括龙门架1、横向导轨、安装架5以及纵向导轨组。横向导轨设有多个，多个横向导轨沿龙门架1的Y轴方向固定设置在龙门架1上，安装架5设有多个，多个安装架5滑动设置在横向导轨上，纵向导轨组设有多个，多个纵向导轨组设置在安装架5上，纵向导轨组沿龙门架1的X轴方向固定设置。
如图3所示为多层导轨的结构示意图，如图4所示为多层导轨与横向滑轨的连接示意图，如图5所示为多层导轨与横向滑轨的安装示意图，纵向导轨组包括纵向导轨件3、导轨滑叉6以及调整链7，纵向导轨件3设有两个，两个纵向导轨件3相互对应设置，导轨滑叉6和调整链7分别设有多个，多个调整链7固定设置在安装架5上，纵向导轨件3固定设置在调整链7的端部，导轨滑叉6套设在纵向导轨件3上，导轨横叉下端部固定设置用于连接电池帆板的短横梁10，导轨滑叉6与对应设置的导轨滑叉6通过短横梁10连接设置。
安装架5与横向导轨相互垂直设置，纵向导轨组包括五组，五组纵向导轨组相互平行设置在安装架5上，导轨滑叉6和调整链7分别对应纵向导轨件3设置。龙门架1上固定设置卷扬机4，卷扬机4上驱动设置钢丝绳，钢丝绳另一端连接设置安装架5，安装架5通过卷扬机4驱动在横向滑轨2中滑动设置。如图6所示为滑动件的安装示意图，如图7所示为滑动件的结构示意图，固定架上固定设置固定横梁9，固定横梁9对应横向滑轨2设置，固定横梁9上固定设置滑动件8，滑动件8上转动设置滑轮，滑轮滑动设置在横向滑轨2中。在本实施例中，龙门架1采用桁架式、模块化型材搭建方式，龙门架1通过螺杆进行固定，该方式构建的龙门架具有大跨距、高刚度的特点，为大型地面展开试验提供有力的保障。
一种可移动式多层导轨装置的装调精度控制方法，包括以下步骤：步骤1.搭建龙门架1，并对龙门架1进行精度调整，具体包括以下操作：龙门架1搭建完成后，首先对搭建的龙门架1进行粗调，使用水准仪测量支柱位置最底层的球头高度，通过调整撑脚满足水平10mm的精度要求；然后对搭建的龙门架1进行精调，使用激光跟踪仪测量龙门架1若干支柱位置最顶层的球头转接块高度，通过调整撑脚满足水平5mm的精度要求，龙门架整体水平度的保证为后续整体精度调整提供良好的基础。
步骤2.在搭建好的龙门架1上安装横向导轨，并对横向导轨进行精度调整，具体包括以下操作：横向滑轨2与龙门架1通过球头转接块连接，横向滑轨2安装后，使用激光跟踪仪精测调整横向滑轨2平行度，使其平行度为3mm，定位孔直线度为1mm，横向滑轨精度保证有利于后续同步移动时的精度控制。
步骤3.安装纵向导轨与安装架5，并将安装好的纵向导轨与安装架5固定在横向导轨上，并对纵向导轨进行精度调整，具体包括以下操作：安装架5与调整链7、导轨滑叉6在地面完成组装，整体通过滑动件8滑入横向滑轨2中，通过定位装置进行限位，防止滑动件8脱出；纵向导轨件3采取拼接方式逐根安装，两根纵向导轨件3拼接处通过高精度芯棒螺钉固定，接缝处先采用J133结构胶渗入，然后使用3M胶带封胶，最后使用手磨枪打磨的方式保证接缝处严丝合缝，实现30m长导轨无缝衔接。
纵向导轨件3装配完成后，在保证龙门架1和横向滑轨2精度的前提下，通过调整链7中的腰形孔和正反牙花篮螺栓，使用激光跟踪仪精测调整最底层导轨，使得直线度、水平度、平行度均满足1mm的精度要求后，以最下层导轨为基准，逐步调整上一层导轨，以此类推最后完成顶层导轨的进度调整。
步骤4.在龙门架1上安装卷扬机4，卷扬机4驱动纵向导轨进行横行同步移动，具体包括以下操作：使用激光位移传感器记录30m长导轨各测点位置信息，测试数据传输给中央控制器，控制器根据位置差驱动卷扬机4同步移动多层导轨，实现纵向导轨组横向同步移动。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (9)
1.一种可移动式多层导轨装置的装调精度控制方法，其特征在于，
可移动式多层导轨装置包括龙门架(1)、横向导轨、安装架(5)以及纵向导轨组；
所述横向导轨设有多个，多个所述横向导轨沿所述龙门架(1)的Y轴方向固定设置在所述龙门架(1)上，所述安装架(5)设有多个，多个所述安装架(5)滑动设置在所述横向导轨上，所述纵向导轨组设有多个，多个所述纵向导轨组设置在所述安装架(5)上，所述纵向导轨组沿所述龙门架(1)的X轴方向固定设置；
所述纵向导轨组包括纵向导轨件(3)、导轨滑叉(6)以及调整链(7)，所述纵向导轨件(3)设有两个，两个所述纵向导轨件(3)相互对应设置，所述导轨滑叉(6)和所述调整链(7)分别设有多个，多个所述调整链(7)固定设置在所述安装架(5)上，所述纵向导轨件(3)固定设置在所述调整链(7)的端部，所述导轨滑叉(6)套设在所述纵向导轨件(3)上，所述导轨横叉下端部固定设置用于连接电池帆板的短横梁(10)，所述导轨滑叉(6)与对应设置的所述导轨滑叉(6)通过短横梁(10)连接设置；
包括以下步骤：
步骤1.搭建所述龙门架(1)，并对所述龙门架(1)进行精度调整；
步骤2.在搭建好的所述龙门架(1)上安装所述横向导轨，并对所述横向导轨进行精度调整；
步骤3.安装所述纵向导轨与所述安装架(5)，并将安装好的所述纵向导轨与所述安装架(5)固定在所述横向导轨上，并对所述纵向导轨进行精度调整；
步骤4.在所述龙门架(1)上安装卷扬机(4)，所述卷扬机(4)驱动所述纵向导轨进行横行同步移动。
2.根据权利要求1所述的可移动式多层导轨装置的装调精度控制方法，其特征在于，所述安装架(5)与所述横向导轨相互垂直设置，所述纵向导轨组包括五组，五组所述纵向导轨组相互平行设置在所述安装架(5)上，所述导轨滑叉(6)和所述调整链(7)分别对应所述纵向导轨件(3)设置。
3.根据权利要求1所述的可移动式多层导轨装置的装调精度控制方法，其特征在于，所述龙门架(1)上固定设置卷扬机(4)，所述卷扬机(4)上驱动设置钢丝绳，所述钢丝绳另一端连接设置所述安装架(5)，所述安装架(5)通过所述卷扬机(4)驱动在所述横向导轨(2)中滑动设置。
4.根据权利要求1所述的可移动式多层导轨装置的装调精度控制方法，其特征在于，固定架上固定设置固定横梁(9)，所述固定横梁(9)对应所述横向导轨(2)设置，所述固定横梁(9)上固定设置滑动件(8)，所述滑动件(8)上转动设置滑轮，所述滑轮滑动设置在所述横向导轨(2)中。
5.根据权利要求1所述的可移动式多层导轨装置的装调精度控制方法，其特征在于，所述龙门架(1)采用桁架式、模块化型材搭建方式，所述龙门架(1)通过螺杆进行固定。
6.根据权利要求1所述的可移动式多层导轨装置的装调精度控制方法，其特征在于，在步骤1中，龙门架(1)搭建完成后，首先对搭建的龙门架(1)进行粗调，使用水准仪测量支柱位置最底层的球头高度，通过调整撑脚满足水平10mm的精度要求；然后对搭建的龙门架(1)进行精调，使用激光跟踪仪测量龙门架(1)若干支柱位置最顶层的球头转接块高度，通过调整撑脚满足水平5mm的精度要求。
7.根据权利要求1所述的可移动式多层导轨装置的装调精度控制方法，其特征在于，在步骤2中，所述横向导轨(2)与所述龙门架(1)通过球头转接块连接，横向导轨(2)安装后，使用激光跟踪仪精测调整横向导轨(2)平行度，使其平行度为3mm，定位孔直线度为1mm。
8.根据权利要求1所述的可移动式多层导轨装置的装调精度控制方法，其特征在于，在步骤3中，所述安装架(5)与所述调整链(7)、所述导轨滑叉(6)在地面完成组装，整体通过滑动件(8)滑入横向导轨(2)中，通过定位装置进行限位；纵向导轨件(3)采取拼接方式逐根安装，两根纵向导轨件(3)拼接处通过高精度芯棒螺钉固定，接缝处先采用J133结构胶渗入，然后使用3M胶带封胶，最后使用手磨枪打磨的方式保证接缝处严丝合缝，实现30m长导轨无缝衔接；
所述纵向导轨件(3)装配完成后，在保证龙门架(1)和横向导轨(2)精度的前提下，通过调整链(7)中的腰形孔和正反牙花篮螺栓，使用激光跟踪仪精测调整最底层导轨，使得直线度、水平度、平行度均满足1mm的精度要求后，以最下层导轨为基准，逐步调整上一层导轨。
9.根据权利要求1所述的可移动式多层导轨装置的装调精度控制方法，其特征在于，在步骤4中，使用激光位移传感器记录30m长导轨各测点位置信息，测试数据传输给中央控制器，控制器根据位置差驱动卷扬机(4)同步移动多层导轨，实现所述纵向导轨组横向同步移动。
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2021
- 2021-09-09 CN CN202111056626.0A patent/CN113830668B/zh active Active
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