CN114111443A - 一种火箭发射台支腿锁紧系统 - Google Patents

Abstract

一种火箭发射台支腿锁紧系统，包括：一端设置于火箭发射台另一端设有支撑盘的支腿缸，依次间隔90°设置于所述支撑盘的四个推动缸和设置于推动缸移动部分的压紧块，设置于转接盘用于与设置于各所述推动缸的压紧块贴合压紧的限位座，以及分别与所述支腿缸和所述推动缸通讯连接的控制系统。所述控制系统用于远程控制所述支腿缸和所述推动缸工作。火箭起竖后，控制系统控制支腿缸上升使压紧块与限位座接触到位，再利用控制系统控制各推动缸伸出，使各压紧块与对应的限位座配合压紧，将火箭发射端锁紧设置于支腿缸。火箭发射完成后，控制系统控制各推动缸缩回，解除压紧块与限位座的配合关系，再利用控制系统控制支腿缸下降，使压紧块与限位座分离。

Description

一种火箭发射台支腿锁紧系统

技术领域

本发明涉及航天运载火箭技术领域，特别是涉及一种火箭发射台支腿锁紧系统。

背景技术

随着我国航天事业的迅猛发展，航天运载器的测发模式逐渐出现了“三平”测发模式，即水平组装、水平转运、水平测试、起竖发射的发射模式。因此，航天运载器转运到发射台起竖到竖直状态后与发射台可靠的锁紧，是整个航天运载器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。但发射台的支腿较多，人工操作效率低下，且操作空间受限制，人员操作不便，与火箭对接压紧过程复杂且困难，工作量比较大。

发明内容

为解决相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种火箭发射台支腿锁紧系统，解决了火箭起竖到竖直状态后转接盘与发射台支腿的锁紧难题，同时此锁紧系统还能自动适应起竖角度和安装精度带来的偏差，并实现了人员的远程操作，节省了人力，提高了对接效率，缩短火箭的发射准备时间。

本发明提供的一种火箭发射台支腿锁紧系统，包括支腿缸、推动缸、限位座和控制系统。所述支腿缸一端设置于火箭发射台，另一端设有支撑盘；所述推动缸具有四个，依次间隔90°设置于所述支撑盘，所述推动缸的可移动端设有压紧块；所述限位座设置于转接盘，用于与设置于各所述推动缸的压紧块贴合压紧；所述控制系统，分别与所述支腿缸和所述推动缸通讯连接，用于远程控制所述支腿缸和所述推动缸工作。其中，所述转接盘设置于火箭发射尾端，用于带动火箭起竖到起竖状态。

火箭起竖后，所述控制系统控制所述支腿缸上升使所述压紧块随所述支撑盘移动到与所述限位座对应的预定位置；再利用所述控制系统控制各所述推动缸伸出，使各所述压紧块与对应的所述限位座配合压紧，将火箭发射端锁紧设置于所述支腿缸。火箭发射完成后，所述控制系统控制各所述推动缸缩回，解除所述压紧块与所述限位座的配合关系；再利用所述控制系统控制所述支腿缸下降，使所述压紧块与所述限位座分离，进而使所述支撑盘与所述转接盘分离。

在一个实施例中，各所述推动缸和所述支腿缸均为油缸。所述控制系统包括：设置于测控大厅的后端控制单元，和设置于发射台的前端控制单元。所述后端控制单元用于远程控制所述前端控制单元的动作。所述前端控制单元包括：用于控制推动缸的推动缸控制阀和推动缸液压锁，以及用于控制支腿缸的支腿缸控制阀和支腿缸液压锁。

所述推动缸控制阀用于控制推动缸的出油量或进油量，进而改变所述推动缸的状态，所述推动缸液压锁能够锁定所述推动缸当前的状态；所述支腿缸控制阀用于控制支腿缸的出油量或进油量，进而改变所述支腿缸的状态，所述支腿缸液压锁能够锁定所述支腿缸当前的状态。

在一个实施例中，所述支腿缸包括支腿缸筒和支腿缸杆；所述支腿缸筒设置于发射台，所述支腿缸杆一端设置于所述支腿缸筒内，另一端与所述支撑盘连接。所述后端控制单元用于控制所述支腿缸控制阀平行位得电，使所述支腿缸杆在所述支腿缸筒内伸出。所述后端控制单元用于控制所述支腿缸控制阀交叉位得电，使所述支腿缸杆在所述支腿缸筒内缩回。

在一个实施例中，所述推动缸包括推动缸筒和推动缸杆。所述推动缸筒设置于所述支撑盘，所述推动杠杆一端设置于所述推动缸筒内，另一端与所述压紧块连接。所述后端控制单元用于控制所述推动缸控制阀平行位得电，使所述推动杠杆在所述推动缸筒内伸出，带动所述压紧块使其与所述限位座压紧连接。所述后端控制单元用于控制所述推动缸控制阀交叉位得电，使所述推动杠杆在所述推动缸筒内缩回，带动所述压紧块使其解除与所述限位座的连接关系。

在一个实施例中，所述前端控制单元还包括：靠近所述推动缸端设置的推动缸压力传感器和靠近所述支腿缸端设置的支腿缸传感器。所述推动缸压力传感器用于测量各所述推动缸的压力，所述后端控制单元用于根据推动缸的压力控制所述推动缸控制阀断电，使所述推动缸杆通过所述推动缸液压锁锁定；所述支腿缸传感器用于测量所述支腿缸的压力，所述后端控制单元用于根据支腿缸的压力控制所述支腿缸控制阀断电，使所述支腿缸杆通过所述支腿缸液压锁锁定。

在一个实施例中，本发明的火箭发射台支腿锁紧系统还包括设置于所述支撑盘的楔块导向座。所述楔块导向座具有安装槽，各所述推动缸对应设置于所述楔块导向座的安装槽。

在一个实施例中，所述限位座为楔块限位座，所述压紧块为压紧楔块；所述楔块限位座与所述压紧楔块的配合面为斜面。

在一个实施例中所述楔块限位座与所述楔块导向座之间留有50mm的间隙，用于补偿火箭发射端与所述支腿缸内支腿缸杆伸出后的位置偏差。

在一个实施例中，所述支腿缸还包括将所述支撑盘与所述支腿缸杆连接的球头压板。其中所述支腿缸杆远离所述支腿缸筒的一端为球头结构，所述支撑盘具有与所述支腿缸杆的球头结构配合的球形槽；所述球头压板将所述支腿缸杆的球头端压紧在所述支腿支撑盘的球形槽内，以便于所述支腿支撑盘围绕所述支腿缸杆的球头端旋转调平后进行固定。

在一个实施例中，各所述推动缸共用进油口和出油口，保证各进油口压力相等。

本发明的火箭发射台支腿锁紧系统，采用自动化控制，实现了远程控制，有效的减小了人员操作的人力物力，降低了发射台与支腿锁紧的难度，缩短了火箭的发射准备时间，提高了发射效率。

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是本发明实施例的支腿锁紧系统的结构示意图。

图2是本发明实施例支腿锁紧系统的控制系统示意图。

图3是本发明实施例支腿锁紧系统设置四组推动缸的结构示意图。

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。

通常，火箭起竖到竖直状态后，发射台支腿伸出并顶住转接盘，且与转接盘进行可靠的定位锁紧，这是整个火箭发射流程里非常重要的一个环节。但由于火箭起竖角度和安装精度存在偏差，支腿和转接盘的定位必然存在一定的偏差，导致每次支腿伸出的时候不能精确顶住转接盘的同一位置，那么就无法保证火箭转接盘与发射台支腿的可靠锁紧。而且由于支腿数量较多，人工操作效率低下，且操作空间受限制等因素，导致人员操作不便。基于此，亟需开发出一种可以实现自动化支腿与转接盘对接锁定的系统，既能够适应起竖偏差，缩短发射准备时间，提高发射效率，还能够在终止发射后，使火箭转接盘与发射台支腿可靠的解锁，保证转接盘可以单独带动火箭回平。

参见图1和图2，本发明提供的一种火箭发射台支腿锁紧系统，包括支腿缸1、推动缸2、限位座3和控制系统。支腿缸1一端设置于火箭发射台200，另一端设有用于承载推动缸的支撑盘5。推动缸2具有四个，依次间隔90°设置于支撑盘5，推动缸2的可移动端还设有压紧块，且四个推动缸的伸出方向依次间隔90°。限位座3设置于转接盘6，用于与设置于各推动缸2的压紧块7贴合压紧。当要进行火箭起竖及锁紧时，需要先将转接盘安装于火箭尾端，利用转接盘带动火箭起竖及后期的调平。控制系统分别与支腿缸1和推动缸2通讯连接，用于远程控制支腿缸1和推动缸2工作。

具体地，火箭起竖后，控制系统控制支腿缸1上升使压紧块7随支撑盘移动到与限位座3对应的预定位置，再根据火箭和支腿缸1的位置，控制系统4控制各推动缸2伸出，使各压紧块7与对应的限位座3配合压紧，将火箭发射端锁紧设置于支腿缸。火箭发射完成后，控制系统4控制各推动缸缩回，解除压紧块7与限位座3的配合关系，再利用控制系统4控制支腿缸1下降，使压紧块与限位座分离，将转接盘从支腿缸拆除。

本发明的火箭发射台支腿锁紧装置，利用控制系统远程操作，实现支腿缸对火箭尾端的支撑，同时实现推动缸带动压紧块实现与转接盘的锁紧。推动缸的推进使四个方向可以实现联动的压紧块分别与转接盘的限位座配合压紧，且保证自锁，实现冗余备份的同时，还灵活的适应了火箭起竖后与发射台支腿缸存在的位置偏差。本发明利用远程控制系统，实现大型捆绑式液体火箭到达发射工位起竖后转接盘与发射台支腿的可靠对接锁紧，并节省了人力，缩短了火箭的发射时间，提高了发射效率。

参见图2，在一个实施例中，各推动缸和支腿缸均为油缸。控制系统包括：设置于测控大厅的后端控制单元，和设置于发射台的前端控制单元。后端控制单元用于远程控制前端控制单元的动作。前端控制单元包括：用于控制推动缸2的推动缸控制阀41和推动缸液压锁42，以及用于控制支腿缸1的支腿缸控制阀43和支腿缸液压锁44。

推动缸控制阀41用于控制推动缸2的出油量或进油量，进而改变推动缸的状态，推动缸液压锁42能够锁定推动缸当前的状态。支腿缸控制阀43用于控制支腿缸1的出油量或进油量，进而改变支腿缸1的状态，支腿缸液压锁44能够锁定支腿缸1当前的状态。

本发明实施例的火箭发射台支腿锁紧系统，可以远程利用后端控制单元控制前端控制单元的动作，通过远程控制推动缸和支腿缸的进油量，分别实现推动缸和支腿缸的动作，大幅减少了人力物力，降低了火箭起竖锁紧及调平的难度，提高了火箭发射效率。

同时参见图1、图2和图3，在一个实施例中，支腿缸1包括支腿缸筒11和支腿缸杆12。支腿缸筒11设置于发射台200，支腿缸杆12一端设置于支腿缸筒11内，另一端与支撑盘5连接。后端控制单元用于控制支腿缸控制阀43平行位得电，使支腿缸杆12在支腿缸筒11内伸出。后端控制单元用于控制支腿缸控制阀43交叉位得电，使支腿缸杆12在支腿缸筒11内缩回。

进一步地，推动缸2包括推动缸筒21和推动缸杆22。推动缸筒21设置于支撑盘5，推动杠杆22一端设置于推动缸筒21内，另一端与压紧块7连接。后端控制单元用于控制推动缸控制阀41平行位得电，使推动杠杆22在推动缸筒21内伸出，带动压紧块7使其与限位座3压紧连接。后端控制单元用于控制推动缸控制阀41交叉位得电，使推动杠杆22在推动缸筒21内缩回，带动压紧块7使其解除与限位座3的连接关系。本发明可以利用推动缸杆带动压紧块在推动缸筒内伸出或缩回，从而实现火箭发射时与限位座的配合压紧、以及火箭发射后与限位座的解除连接。

在上述实施例中，为了实现可以实时监控推动缸或支腿缸的压力情况，充分了解推动缸和支腿缸的承压情况，前端控制单元还包括：靠近推动缸2端设置的推动缸压力传感器45和靠近支腿缸1端设置的支腿缸传感器46。推动缸压力传感器45用于测量各推动缸2的压力，当压力达到要求值时，利用后端控制单元根据推动缸的压力控制推动缸控制阀断电，使推动缸杆通过推动缸液压锁锁定，进而使推动缸的进油管道关闭。支腿缸传感器46用于测量支腿缸1的压力，当压力达到要求值时，后端控制单元用于根据支腿缸的压力控制支腿缸控制阀断电，使支腿缸杆通过支腿缸液压锁锁定，进而使支腿缸的进油管道关闭。

参见图1和图2，在一个实施例中，本发明的火箭发射台支腿锁紧系统还包括设置于支撑盘5的楔块导向座8。楔块导向座8具有安装槽，各推动缸2对应设置于楔块导向座8的安装槽。各推动缸2利用侧面伸出的销轴与推动缸安装座配合，铰接设置于楔块导向座8的安装槽内。

需要说明的是，楔块导向座可以根据推动缸的数量适应性设置，也可以只设置一块楔块导向座，多个推动缸可以设置于一块楔块导向座。

在上述实施例中，限位座3为楔块限位座3，压紧块7为压紧楔块7。楔块限位座3与压紧楔块7的配合面为斜面，从而在压紧楔块逐渐靠近楔块限位座的同时，两者之间的压紧程度逐渐增大，火箭与支腿之间的对接可靠性也逐渐提升。

参见图3，在一个实施例中，楔块限位座3与楔块导向座8之间留有50mm的间隙，用于补偿火箭发射端与支腿缸1内支腿缸杆12伸出后的位置偏差。正常状态下，楔块限位座与楔块导向座在三个方向上均留有50mm的距离，用于补偿转接盘与支腿缸伸出后的位置偏差。也就是说，本发明实施例的火箭发射台支腿锁紧装置可以在三个方向上适应火箭起竖后的偏差，完全可以满足对火箭和支腿缸位置偏差的补偿，保证对火箭进行可靠的锁紧和支撑。

参见图1，在一个实施例中，支腿缸还包括将支撑盘5与支腿缸杆12连接的球头压板9。其中支撑盘5的一侧与楔块导向座8固定连接(如利用螺栓连接)，另一侧与支腿缸杆12配合连接。其中支腿缸杆12远离支腿缸筒11的一端为球头结构，支撑盘5具有与支腿缸杆12的球头结构配合的球形槽。球头压板9将支腿缸杆12的球头端压紧在支撑盘5的球形槽内，以便于支撑盘5围绕支腿缸杆12的球头端旋转调平后进行固定。

如果发射台支腿缸杆升起的位置存在一定的偏差，导致楔块导向座的中心不在四个楔块限位座的中心位置时，假设偏向第一压紧块位置，则必然导致第一压紧楔块先与楔块限位座的斜面相接触，这时第一压紧楔块接触到位后，其他压紧楔块继续运动，直到所有楔块限位座的斜面均与压紧楔块的斜面相接触并压紧。

参见图2，各推动缸可以共用进油口和出油口，从而保证各进油口压力相等。为了使控制系统的整体布局更紧凑，可以使推动缸与支腿缸共用一套供油装置。

具体地

1.支腿下降

支腿缸控制阀交叉位得电，支腿缸杆缩回，带着支腿支撑盘和楔块导向座下降；推动缸控制阀交叉位得电，推动缸杆缩回，带动压紧楔块缩回到压紧块导向座的内部。转接盘带动火箭起竖到竖直状态，此时楔块导向座上平面与转接盘加强板下平面的距离约为300mm。

2.支腿上升顶紧

支腿缸控制阀平行位得电，支腿缸杆伸出，带着支腿支撑盘和楔块导向座上升，当楔块导向座上平面和转接盘加强板的下平面接触，此时支腿缸压力传感器压力达到一定值后，支腿缸控制阀断电，支腿缸杆通过支腿缸液压锁锁定。如果转接盘的起竖角度存在一定的偏差，则楔块导向座通过支腿支撑盘和支腿缸杆的球头旋转，来适应转接盘起竖角度的偏差，其中角度偏差适应量不大于2°。

3.压紧楔块伸出

推动缸控制阀平行位得电，各推动缸杆带动压紧楔块伸出，压紧楔块的斜面与楔块限位座的斜面贴合，当推动缸压力达到一定值后，推动缸压力传感器发讯，使推动缸控制阀断电，压紧楔块的位置通过推动缸液压锁锁定。如果发射台支腿缸杆升起的位置存在一定的偏差，楔块导向座的中心不在三个楔块限位座的中心位置。假设偏向第一压紧楔块位置，则必然导致第一压紧楔块先与楔块限位座的斜面相接触，这时第一压紧楔块接触到位后，其他压紧楔块继续运动，直到所有楔块限位座的斜面均与压紧楔块的斜面相接触，并压紧。由于推动缸的大腔油路均连接在一起，则各个压紧斜面的压紧力保持一致。

4.转接盘调平

经过以上发射台支腿顶升锁紧动作后，发射台就通过支腿缸、压紧楔块以及楔块限位座连接为一体，此时通过支腿的缓慢伸出和缩回，可以实现利用转接盘带动火箭的调平动作。

5.撤收

火箭发射完成后，转接盘需与发射台脱开，推动缸控制电磁阀交叉位得电，压紧楔块缩回，随后支腿缸控制电磁阀交叉位得电，支腿缸杆下降，带动楔块导向座下降，脱离转接盘的运动空间，至此整个动作完成。

以上实施例可以彼此组合，且具有相应技术效果。

本发明的火箭发射台支腿锁紧系统有效的减小了人员操作的人力物力，实现了远程的自动化对接锁紧，明显提升了操作效率和火箭发射效率，缩短了火箭发射准备时间。

本发明还可以在火箭发射中止后远程控制支腿安全脱离火箭尾端，不会对中止发射的火箭造成任何不良影响，充分满足了火箭发射后的多种工况。

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)

1.一种火箭发射台支腿锁紧系统，其特征在于，包括：

支腿缸，一端设置于火箭发射台，另一端设有支撑盘；

推动缸，具有四个，依次间隔90°设置于所述支撑盘，推动缸的可移动端设有压紧块；

限位座，设置于转接盘，用于与设置于各所述推动缸的压紧块贴合压紧；

控制系统，分别与所述支腿缸和所述推动缸通讯连接，用于远程控制所述支腿缸和所述推动缸工作；

其中，所述转接盘设置于火箭发射尾端，用于带动火箭起竖到起竖状态；

火箭起竖后，所述控制系统控制所述支腿缸上升使所述压紧块随所述支撑盘移动到与所述限位座对应的预定位置；再利用所述控制系统控制各所述推动缸伸出，使各所述压紧块与对应的所述限位座配合压紧，将火箭发射端锁紧设置于所述支腿缸；

火箭发射完成后，所述控制系统控制各所述推动缸缩回，解除所述压紧块与所述限位座的配合关系；再利用所述控制系统控制所述支腿缸下降，使所述支撑盘与所述转接盘分离。

2.根据权利要求1所述的火箭发射台支腿锁紧系统，其特征在于，各所述推动缸和所述支腿缸均为油缸；所述控制系统包括：设置于测控大厅的后端控制单元，和设置于发射台的前端控制单元；所述后端控制单元用于远程控制所述前端控制单元的动作；

所述前端控制单元包括：用于控制推动缸的推动缸控制阀和推动缸液压锁，以及用于控制支腿缸的支腿缸控制阀和支腿缸液压锁；

所述推动缸控制阀用于控制推动缸的出油量或进油量，进而改变所述推动缸的状态，所述推动缸液压锁能够锁定所述推动缸当前的状态；

所述支腿缸控制阀用于控制支腿缸的出油量或进油量，进而改变所述支腿缸的状态，所述支腿缸液压锁能够锁定所述支腿缸当前的状态。

3.根据权利要求2所述的火箭发射台支腿锁紧系统，其特征在于，所述支腿缸包括支腿缸筒和支腿缸杆；所述支腿缸筒设置于发射台，所述支腿缸杆一端设置于所述支腿缸筒内，另一端与所述支撑盘连接；

所述后端控制单元用于控制所述支腿缸控制阀平行位得电，使所述支腿缸杆在所述支腿缸筒内伸出；

所述后端控制单元用于控制所述支腿缸控制阀交叉位得电，使所述支腿缸杆在所述支腿缸筒内缩回。

4.根据权利要求3所述的火箭发射台支腿锁紧系统，其特征在于，所述推动缸包括推动缸筒和推动缸杆；所述推动缸筒设置于所述支撑盘，所述推动杠杆一端设置于所述推动缸筒内，另一端与所述压紧块连接；

所述后端控制单元用于控制所述推动缸控制阀平行位得电，使所述推动杠杆在所述推动缸筒内伸出，带动所述压紧块使其与所述限位座压紧连接；

所述后端控制单元用于控制所述推动缸控制阀交叉位得电，使所述推动杠杆在所述推动缸筒内缩回，带动所述压紧块使其解除与所述限位座的连接关系。

5.根据权利要求4所述的火箭发射台支腿锁紧系统，其特征在于，所述前端控制单元还包括：靠近所述推动缸端设置的推动缸压力传感器和靠近所述支腿缸端设置的支腿缸传感器；

所述推动缸压力传感器用于测量各所述推动缸的压力，所述后端控制单元用于根据推动缸的压力控制所述推动缸控制阀断电，使所述推动缸杆通过所述推动缸液压锁锁定；所述支腿缸传感器用于测量所述支腿缸的压力，所述后端控制单元用于根据支腿缸的压力控制所述支腿缸控制阀断电，使所述支腿缸杆通过所述支腿缸液压锁锁定。

6.根据权利要求1至5任一项所述的火箭发射台支腿锁紧系统，其特征在于，还包括设置于所述支撑盘的楔块导向座；所述楔块导向座具有安装槽，各所述推动缸对应设置于所述楔块导向座的安装槽。

7.根据权利要求6所述的火箭发射台支腿锁紧系统，其特征在于，所述限位座为楔块限位座，所述压紧块为压紧楔块；所述楔块限位座与所述压紧楔块的配合面为斜面。

8.根据权利要求7所述的火箭发射台支腿锁紧系统，其特征在于，各所述楔块限位座与所述楔块导向座之间留有50mm的间隙，用于补偿火箭发射端与所述支腿缸内支腿缸杆伸出后的位置偏差。

9.根据权利要求3所述的火箭发射台支腿锁紧系统，其特征在于，所述支腿缸还包括将所述支撑盘与所述支腿缸杆连接的球头压板；

其中所述支腿缸杆远离所述支腿缸筒的一端为球头结构，所述支撑盘具有与所述支腿缸杆的球头结构配合的球形槽；所述球头压板将所述支腿缸杆的球头端压紧在所述支腿支撑盘的球形槽内，以便于所述支腿支撑盘围绕所述支腿缸杆的球头端旋转调平后进行固定。

10.根据权利要求5所述的火箭发射台支腿锁紧系统，其特征在于，各所述推动缸共用进油口和出油口，保证各进油口压力相等。

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