CN116374211B - 一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置，包括若干辅助单元件、连接板，每两个所述辅助单元件之间通过连接板连接，连接形成的辅助装置用于对柔性结构形成支撑；所述辅助单元件上设有压紧机构，所述压紧机构用于对柔性结构进行压紧。本发明通过改变辅助装置基本单元的形状适应柔性结构外包络形状；通过设置快拆件，实现柔性结构与辅助装置的快速拆装，同时避免占用柔性结构装器接口；通过可移动吊点，根据辅助装置与柔性结构组合体的质心位置与重量，实现平稳可靠吊装。对大型航天器柔性结构的可靠、快速集成总装具有重要意义。

Description

一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置

技术领域

本发明属于吊挂装置领域，尤其是涉及一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置。

背景技术

柔性结构广泛应用于航天器多类产品，包括可展开柔性隔热多层、薄膜天线、柔性太阳翼等，随着航天器有效载荷的体量越来越大，相关柔性结构也随之增大。不同于常规刚性结构，大型柔性结构的特点是重量轻、结构柔软、易破损、不可直接吊装。大型柔性结构与航天器总装集成过程面临多方面挑战，包括吊装过程结构本身无可靠吊点、折叠形态易松散、柔性结构变形后易破损、常用辅助工装占用柔性结构与航天器连接的接口等。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置，通过改变辅助装置基本单元的形状适应柔性结构外包络形状；通过设置快拆件，实现柔性结构与辅助装置的快速拆装，同时避免占用柔性结构装器接口；通过可移动吊点，根据辅助装置与柔性结构组合体的质心位置与重量，实现平稳可靠吊装。对大型航天器柔性结构的可靠、快速集成总装具有重要意义。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置，包括若干辅助单元件、连接板，每两个所述辅助单元件之间通过连接板连接，连接形成的辅助装置用于对柔性结构形成支撑；所述辅助单元件上设有压紧机构，所述压紧机构用于对柔性结构进行压紧。

进一步的，所述辅助单元件包括标准单元件和角型单元件；所述辅助装置通过若干标准单元件、若干角型单元件和若干连接板拼接而成，辅助装置设有转角，转角处通过角型单元件实现。

进一步的，所述标准单元件包括标准基座、标准基准板和压紧机构，所述标准基准板垂直安装至标准基座，标准基准板和标准基座之间形成放置区，标准基准板设有压紧机构，且压紧机构处于放置区内；

所述角型单元件包括角型基座、角型基准板和压紧机构；所述角型基准板垂直安装至角型基座，角型基准板和角型基座之间形成放置区，角型基准板设有压紧机构，且压紧机构处于放置区内；压紧机构用于对柔性结构进行压紧；标准基座和角型基座均设有吊环。

进一步的，所述压紧机构包括压板和快拆件，所述压板通过快拆件分别安装至标准基准板、角型基准板。

进一步的，所述压板设有一号过孔，所述标准基准板或角型基准板设有二号过孔，快拆件依次穿过一号过孔和二号过孔，实现三者之间的配合。

进一步的，所述快拆件包括凸轮板、柱销和锁钩，所述锁钩整体呈T字型，端部形成了限位结构，所述锁钩第一端从二号过孔穿过一号过孔，锁钩第二端与标准基准板或角型基准板之间形成限位，凸轮板通过柱销与锁钩第一端配合。

进一步的，所述凸轮板包括拨片和圆片，所述拨片端部两侧分别设有一个圆片；两个圆片之间的拨片上设有配合槽，所述圆片上设有贯穿孔，贯穿孔设置在圆片偏离圆心的位置上，使圆片形成与凸轮相同的转动方式；所述锁钩的第一端设置在配合槽处，柱销依次穿过圆片、锁钩、圆片实现凸轮板、锁钩和柱销三者之间的配合，进而达到将压板压紧至角型基准板或标准基准板。

进一步的，所述角型基座或标准基座上设有一号长圆孔，所述吊环固定安装至一号长圆孔，能够实现对吊环固定位置的调节。

进一步的，所述吊环通过滑块、锁紧螺母和吊环螺钉组成，所述吊环螺钉通过滑块配合连接至一号长圆孔，滑块在一号长圆孔下方，锁紧螺母在一号长圆孔上方，吊环螺钉穿过锁紧螺母和滑块，通过螺纹副将滑块与锁紧螺母夹紧基座。

进一步的，所述压板与柔性结构接触的一面设有凸起台阶，用于压紧柔性结构。

相对于现有技术，本发明所述的一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置具有以下优势：

（1）本发明所述的一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置，通过改变多个单元的基本形状，改变辅助装置的整体形状，用于适应不同形态的大型柔性结构。

（2）本发明所述的一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置，通过改变辅助装置基本单元的形状适应柔性结构外包络形状；通过设置快拆件，实现柔性结构与辅助装置的快速拆装，同时避免占用柔性结构装器接口；通过可移动吊点，根据辅助装置与柔性结构组合体的质心位置与重量，实现平稳可靠吊装。对大型航天器柔性结构的可靠、快速集成总装具有重要意义。

（3）本发明所述的一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置，基座上设置有柔性结构安装基准板，安装基准板与航天器上安装接口保持一致，保证柔性结构在与航天器集成过程中形态与装器后形态一致，降低柔性结构的损坏风险，基座上还设置有适应性吊点接口，可根据整个装置的质心调整吊点位置，保证柔性结构集成过程中平稳可靠。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的柔性结构正视示意图；

图2为本发明实施例所述的柔性结构侧面示意图；

图3为本发明实施例所述的柔性结构放置在辅助装置上的示意图；

图4为本发明实施例所述的辅助装置示意图；

图5为本发明实施例所述的标准单元件示意图；

图6为本发明实施例所述的角型单元件示意图；

图7为本发明实施例所述的压紧机构放大示意图；

图8为本发明实施例所述的快拆件示意图；

图9为本发明实施例所述的辅助装置吊装示意图。

附图标记说明：

1、柔性结构；2、柔性多层；3、安装接板；4、辅助装置；5、标准单元件；51、标准基座；52、标准基准板；6、角型单元件；61、角型基座；62、角型基准板；7、连接板；8、压紧机构；81、压板；82、快拆件；821、凸轮板；8211、拨片；8212、圆片；8213、配合槽；822、柱销；823、锁钩；9、吊环；17、吊点一；18、吊点二；19、吊点三；20、吊点四；21、吊点五。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种超大型航天柔性结构1整星集成辅助装置4，如图1-图8所示，包括若干辅助单元件、连接板7，每两个所述辅助单元件之间通过连接板7连接，连接形成的辅助装置4用于对柔性结构1形成支撑；所述辅助单元件上设有压紧机构8，所述压紧机构8用于对柔性结构1进行压紧。

大型的柔性结构1收拢状态下呈W形状，包络尺寸约14米*2.2米*0.2米，柔性结构1由柔性多层2及安装接板3组成，柔性结构1的安装接板3在柔性结构1的侧方，其上有通孔为安装接板3，

根据柔性结构1的形状，对辅助单元件进行拼接，也拼接呈与柔性结构1契合的W形状，

优选的，所述辅助单元件包括标准单元件5和角型单元件6；所述辅助装置4通过若干标准单元件5、若干角型单元件6和若干连接板7拼接而成，辅助装置4设有转角，转角处通过角型单元件6实现。

优选的，所述标准单元件5包括标准基座51、标准基准板52和压紧机构8，所述标准基准板52垂直安装至标准基座51，标准基准板52和标准基座51之间形成放置区，标准基准板52设有压紧机构8，且压紧机构8处于放置区内；

所述角型单元件6包括角型基座61、角型基准板62和压紧机构8；所述角型基准板62垂直安装至角型基座61，角型基准板62和角型基座61之间形成放置区，角型基准板62设有压紧机构8，且压紧机构8处于放置区内；压紧机构8用于对柔性结构1进行压紧；标准基座51和角型基座61均设有吊环9。

角型基座61形成一个钝角的形状，角型基准板62与角型基座61的轮廓相契合。

拼成W形状需要使用3个角型单元件6和若干标准单元件5，辅助装置4是根据柔性结构1的形状进行拼接的；

优选的，所述压紧机构8包括压板81和快拆件82，所述压板81通过快拆件82分别安装至标准基准板52、角型基准板62。每一个压紧机构8包括两个快拆件82和一个压板81；

优选的，所述压板81设有一号过孔，所述标准基准板52或角型基准板62设有二号过孔，快拆件82依次穿过一号过孔和二号过孔，实现三者之间的配合。

优选的，所述快拆件82包括凸轮板821、柱销822和锁钩823，所述锁钩823整体呈T字型，端部形成了限位结构，所述锁钩823第一端从二号过孔穿过一号过孔，锁钩823第二端与标准基准板52或角型基准板62之间形成限位，凸轮板821通过柱销822与锁钩823第一端配合；锁钩823能够从一号过孔二号过孔穿过，穿过之后进行旋转即可实现限位功能。

优选的，所述凸轮板821包括拨片8211和圆片8212，所述拨片8211端部两侧分别设有一个圆片8212；两个圆片8212之间的拨片8211上设有配合槽8213，所述圆片8212上设有贯穿孔，贯穿孔设置在圆片8212偏离圆心的位置上，使圆片8212形成与凸轮相同的转动方式；所述锁钩823的第一端设置在配合槽8213处，柱销822依次穿过圆片8212、锁钩823、圆片8212实现凸轮板821、锁钩823和柱销822三者之间的配合，进而达到将压板81压紧至角型基准板62或标准基准板52；

转动拨片8211，凸轮板821下压压板81，压板81下压柔性结构1的接口，将柔性结构1接口压紧在单元基座上，完成柔性结构1与辅助装置4的连接

优选的，所述角型基座61或标准基座51上设有一号长圆孔，所述吊环9固定安装至一号长圆孔，能够实现对吊环9固定位置的调节。

优选的，所述吊环9通过滑块、锁紧螺母和吊环9螺钉组成，所述吊环9螺钉通过滑块配合连接至一号长圆孔，滑块在一号长圆孔下方，锁紧螺母在一号长圆孔上方，吊环9螺钉穿过锁紧螺母和滑块，通过螺纹副将滑块与锁紧螺母夹紧基座。

优选的，所述压板81与柔性结构1接触的一面设有凸起台阶，用于压紧柔性结构1。

工作方法：将柔性结构1、辅助装置4导入到常用三维建模软件中，将柔性结构1和辅助装置4的实际密度附到三维模型中，从而计算出柔性结构1和辅助装置4组合体的质心位置以及总重量；通过三维建模软件计算得到本实例柔性结构1和辅助装置4组合体的质心位置在默认坐标系下（-69,7044，-1015）；

根据柔性结构1和辅助装置4组合体的质心位置，设置吊点位置，如附图9所示，共设置5个吊点，吊点位置分别在“W”构型的两端和3个拐角处，定义为吊点一17、吊点二18、吊点三19、吊点四20和吊点五21；

根据柔性结构1和辅助装置4组合体的总重为234kg以及5个吊点与质心的位置关系，各吊点所受拉力：

吊点一17：36.56kg；吊点二18：43.87kg；吊点三19：73.12kg；吊点四20：43.87kg；吊点五21：36.56kg；

使用天车将辅助装置4与柔性结构1组合体通过可移动吊点起吊至航天器对应位置；

如附图9所示，使用螺钉穿过柔性结构1上未被辅助装置4覆盖的通孔连接到航天器的对应接口上，完成将柔性结构1与航天器有效连接；

旋转凸轮板821，使压板81释放柔性结构1；

将快拆件82的锁钩823旋转90°后，从标准基座或角型基座上拆除；标准基座和角型基座上均设有一个长条状的通过孔，锁钩823端部穿过通过孔，锁钩823转动90°后就能与标准基座或角型基座卡住，那么同理，拆卸时转动90°即能够进行拆除。

将柔性结构1与辅助装置4分离，启动天车将辅助装置4吊离航天器。

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 (4)

1.一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置，其特征在于：包括若干辅助单元件、连接板，每两个所述辅助单元件之间通过连接板连接，连接形成的辅助装置用于对柔性结构形成支撑；柔性结构收拢状态下呈W形状；所述辅助单元件上设有压紧机构，所述压紧机构用于对柔性结构进行压紧；

所述辅助单元件包括标准单元件和角型单元件；所述辅助装置通过若干标准单元件、若干角型单元件和若干连接板拼接而成，辅助装置设有转角，转角处通过角型单元件实现；

所述标准单元件包括标准基座、标准基准板和压紧机构，所述标准基准板垂直安装至标准基座，标准基准板和标准基座之间形成放置区，压紧机构处于放置区内，且压紧机构安装至标准基准板；

所述角型单元件包括角型基座、角型基准板和压紧机构；所述角型基准板垂直安装至角型基座，角型基准板和角型基座之间形成放置区，压紧机构处于放置区内，且压紧机构安装至角型基准板；压紧机构用于对柔性结构进行压紧；标准基座和角型基座均设有吊环；

所述压紧机构包括压板和快拆件，所述压板通过快拆件分别安装至标准基准板、角型基准板；

所述压板设有一号过孔，所述标准基准板或角型基准板设有二号过孔，快拆件依次穿过一号过孔和二号过孔，实现三者之间的配合；

所述快拆件包括凸轮板、柱销和锁钩，所述锁钩整体呈T字型，端部形成了限位结构，所述锁钩第一端从二号过孔穿过一号过孔，锁钩第二端与标准基准板或角型基准板之间形成限位，凸轮板通过柱销与锁钩第一端配合；

所述凸轮板包括拨片和圆片，所述拨片端部两侧分别设有一个圆片；两个圆片之间的拨片上设有配合槽，所述圆片上设有贯穿孔，贯穿孔设置在圆片偏离圆心的位置上，使圆片形成与凸轮相同的转动方式；所述锁钩的第一端设置在配合槽处，柱销依次穿过圆片、锁钩、圆片实现凸轮板、锁钩和柱销三者之间的配合，进而达到将压板压紧至角型基准板或标准基准板。

2.根据权利要求1所述的一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置，其特征在于：所述角型基座或标准基座上设有一号长圆孔，所述吊环固定安装至一号长圆孔，能够实现对吊环固定位置的调节。

3.根据权利要求2所述的一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置，其特征在于：所述吊环通过滑块、锁紧螺母和吊环螺钉组成，所述吊环螺钉通过滑块配合连接至一号长圆孔，滑块在一号长圆孔下方，锁紧螺母在一号长圆孔上方，吊环螺钉穿过锁紧螺母和滑块，通过螺纹副将滑块与锁紧螺母夹紧基座。

4.根据权利要求1所述的一种超大型航天柔性结构整星集成辅助装置，其特征在于：所述压板与柔性结构接触的一面设有凸起台阶，用于压紧柔性结构。