CN117262259A - 一种火箭起竖架转接盘抓取装置及起竖系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火箭起竖架转接盘抓取装置，该抓取装置包括：抓钳机构以及推杆机构。其中，抓钳机构一侧通过第一销轴连接座与起竖架转动连接，推杆机构的一端通过第二销轴连接座与起竖架转动连接，另外一端通过第三销轴连接座与抓钳机构转动连接，驱动抓钳机构相对于起竖架转动。抓钳机构具有用于抓钳转接盘的左抓钳和右抓钳。该抓取装置能适应火箭转接盘由于加工制造和火箭调平产生的偏差，保证起竖架对转接盘销轴的可靠连接。另外，该抓取装置通过电机驱动，能有效的减少人员操作，节省了人力物力的同时还能够提升连接效率以及可靠性，缩短了火箭的发射时间，提高了发射效率。

Description

一种火箭起竖架转接盘抓取装置及起竖系统

技术领域

本发明涉及火箭发射技术领域，具体为一种火箭起竖架转接盘抓取装置及起竖系统。

背景技术

近年来，随着航天技术的发展，特别是最近几年商业航天的蓬勃兴起，大型捆绑式液体运载火箭通常采用“三平一竖”的测发模式，即水平组装、水平转运、水平测试、起竖发射的发射模式。区别于以往的起竖设备，此捆绑型号火箭尾部采用带转接盘起竖，因此火箭在水平转运和到达发射工位起竖到竖直状态过程中起竖架与转接盘的连接，以及在终止发射的情况下起竖架与转接盘的二次连接，是整个火箭发射流程里非常重要的环节。

由于转接盘制造存在一定的精度误差，以及火箭调平过程中转接盘存在一定的位移变化，要保证起竖架与转接盘的可靠连接，必须要求起竖架对转接盘的抓取装置不但能适应转接盘的精度和位置偏差，还能可靠的锁紧。通过起竖架的转接盘抓取装置，可以使起竖架和转接盘锁定为一体，完成发射流程规定动作。由于转接盘重量较大，需要调节自由度较多，人工操作效率低下，且受操作高度和空间限制，人员操作不便。

基于此，必须开发出一种能实现自动化的起竖架对转接盘的抓取装置，以适应转接盘位置的偏差，缩短发射准备时间，提高发射效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种火箭起竖架转接盘抓取装置及起竖系统，以解决现有技术中起竖架与转接盘的适应连接精度小、连接不可靠，以及人员操作效率低且操作不便的问题。

本发明提供了一种火箭起竖架转接盘抓取装置，该抓取装置包括：抓钳机构以及推杆机构，其中，抓钳机构一侧通过第一销轴连接座与起竖架转动连接，所述推杆机构的一端通过第二销轴连接座与所述起竖架转动连接，另外一端通过第三销轴连接座与所述抓钳机构转动连接，所述推杆机构用于驱动所述抓钳机构相对于所述起竖架转动；所述抓钳机构具有用于抓钳转接盘的左抓钳和右抓钳。

进一步地，所述转接盘上设置有第四销轴连接座，所述左抓钳与所述右抓钳能够钳紧所述第四销轴连接座上的销轴；所述左抓钳与所述右抓钳相对一侧分别对应设置有半圆形钳槽，所述钳槽直径与所述第四销轴连接座上的销轴的直径相当。

进一步地，所述抓钳机构具有抓钳导向体，所述抓钳导向体上具有导向槽，所述左抓钳和所述右抓钳能够在所述导向槽内左右滑动；所述抓钳导向体上还设置有用于驱动所述左抓钳和所述右抓钳移动的驱动装置。

进一步地，所述驱动装置包括用于驱动所述左抓钳移动的左驱动结构以及驱动所述右抓钳移动的右驱动结构，其中，所述左驱动结构包括与所述左抓钳固定连接的左丝杆，以及驱动所述左丝杆移动的左丝杆电机；所述右驱动结构包括与所述右抓钳固定连接的右丝杆，以及驱动所述右丝杆移动的右丝杆电机。

进一步地，所述左丝杆电机与所述右丝杆电机彼此独立控制。

进一步地，所述左驱动结构还具有左丝杆箱体，所述左丝杆箱体固定在所述抓钳导向体上，且所述左丝杆设置在所述左丝杆箱体内部；所述右驱动结构还具有右丝杆箱体，所述右丝杆箱体固定在所述抓钳导向体上，且所述右丝杆设置在所述右丝杆箱体内部。

进一步地，所述左丝杆一端固定在所述左抓钳上，另外一端设置有左丝杆限位块；所述右丝杆一端固定在所述右抓钳上，另外一端设置有右丝杆限位块。

进一步地，所述推杆机构包括伸缩杆以及斜拉电机，其中，所述伸缩杆的固定端与所述第二销轴连接座转动连接，所述伸缩杆的伸缩端与所述第三销轴连接座转动连接；所述斜拉电机设置在所述伸缩杆上，驱动所述伸缩杆进行斜拉伸缩。

进一步地，所述推杆机构通过所述伸缩杆的伸缩，调节所述抓钳机构在第一方向上与所述转接盘的相对位置，所述驱动装置用于驱动所述左抓钳和所述右抓钳沿所述抓钳导向体运动，以调节所述抓钳机构在第二方向上与所述转接盘的相对位置；所述推杆机构设有在任意位置自锁的锁定机构。

本发明提供了一种火箭起竖系统，该起竖系统包括抓取装置、起竖架以及转接盘，其中，所述抓取装置安装在所述起竖架上，且能够相对于所述起竖架转动，所述转接盘固定安装在火箭上，所述抓取装置能够抓钳住所述转接盘。

根据上述实施方式可知，本发明实施例提供的一种火箭起竖架转接盘抓取装置及起竖系统具有以下至少之一的益处：该抓取装置能适应火箭转接盘由于加工制造和火箭调平产生的偏差，通过丝杆驱动抓钳移动和抓钳导向体旋转运动的方式，实现抓钳各个方向上的位置的调整，保证起竖架对转接盘销轴的可靠连接，且能保证自锁。另外，该抓取装置通过电机驱动，能有效的减少人员操作，节省了人力物力的同时还能够提升连接效率以及可靠性，缩短了火箭的发射时间，提高了发射效率。这种电机驱动的方式还实现了远程调整对接，提升了操作的便捷性以及安全性。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

图1为本发明提供的一种火箭起竖架转接盘抓取装置的应用场景的立体图。

图2为本发明提供的一种火箭起竖架转接盘抓取装置的剖视图。

图3为本发明提供的一种火箭起竖架转接盘抓取装置的应用场景图一。

图4为本发明提供的一种火箭起竖架转接盘抓取装置的应用场景图二。

图5为本发明提供的一种火箭起竖架转接盘抓取装置的应用场景图三。

图6为本发明提供的一种火箭起竖架转接盘抓取装置的应用场景图四。

图7为本发明提供的一种火箭起竖架转接盘抓取装置的应用场景图五。

附图标记说明：

1-抓钳机构、2-推杆机构、3-起竖架、4-第一销轴连接座、5-第二销轴连接座、6-第三销轴连接座、7-转接盘、8-左抓钳、9-右抓钳、10-第四销轴连接座、11-抓钳导向体、12-左丝杆、13-左丝杆电机、14-右丝杆、15-右丝杆电机、16-左丝杆箱体、17-右丝杆箱体、18-左丝杆限位块、19-右丝杆限位块、20-伸缩杆、21-斜拉电机。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

本发明提供了一种火箭起竖架转接盘抓取装置，如图1和2所示为该抓取装置的结构示意图。具体实施方式中，该抓取装置包括：抓钳机构1以及推杆机构2。其中，抓钳机构1一侧通过第一销轴连接座4与起竖架3转动连接，推杆机构2的一端通过第二销轴连接座5与起竖架3转动连接，另外一端通过第三销轴连接座6与抓钳机构1转动连接，推杆机构2用于驱动抓钳机构1相对于起竖架3转动。本实施例中，推杆机构2位于抓钳机构1的上方，用于为抓钳机构1的转动提供牵引力，以便于调整抓钳机构1的抓钳位置。

另外，抓钳机构1具有用于抓钳转接盘7的左抓钳8和右抓钳9，转接盘7是用于托举支撑火箭的结构件。在本申请中，通过抓钳机构1抓钳住转接盘7，并在起竖架3的牵引下带动转接盘7进行位置调整，进而调整火箭的起竖状态。

本发明的具体实施方式中，转接盘7上设置有第四销轴连接座10，左抓钳8与右抓钳9能够钳紧第四销轴连接座10上的销轴，进而实现对转接盘7的抓钳。

另外，左抓钳8与右抓钳9相对一侧分别对应设置有半圆形钳槽，钳槽直径与第四销轴连接座10上的销轴的直径相当。在对转接盘7进行抓钳时，销轴卡入左抓钳8与右抓钳9的半圆形钳槽内，避免出现抓钳脱落的情况，提升了抓钳的可靠性。

本发明的具体实施方式中，抓钳机构1具有抓钳导向体11，抓钳导向体11上具有导向槽，左抓钳8和右抓钳9能够在导向槽内左右滑动。

另外，抓钳导向体11上还设置有用于驱动左抓钳8和右抓钳9移动的驱动装置。

进一步地，驱动装置包括用于驱动左抓钳8移动的左驱动结构以及驱动右抓钳9移动的右驱动结构。其中，左驱动结构包括与左抓钳8固定连接的左丝杆12，以及驱动左丝杆12移动的左丝杆电机13。左丝杆12的端部通过丝杆法兰与左抓钳8固定连接，且左丝杆电机13能够驱动左丝杆12进行往复移动，进而带动左抓钳8进行往复移动。

右驱动结构包括与右抓钳9固定连接的右丝杆14，以及驱动右丝杆14移动的右丝杆电机15。右丝杆14的端部通过丝杆法兰与右抓钳9固定连接，且右丝杆电机15能够驱动右丝杆14进行往复移动，进而带动右抓钳9进行往复移动。当左抓钳8和右抓钳9相互靠近移动时实现抓钳操作。本实施例中，左丝杆电机13与右丝杆电机15彼此独立控制，方便根据第四销轴连接座10的不同位置进行抓钳位置调整。优选的，左丝杆电机和右丝杆电机也可采用液压驱动，或者马达代替电机驱动。左丝杆电机13和右丝杆电机15能够分别控制对应的左丝杆12和右丝杆14实现任意位置的自锁。

本发明的具体实施方式中，左驱动结构还具有左丝杆箱体16，左丝杆箱体16固定在抓钳导向体11上，且左丝杆12设置在左丝杆箱体16内部。左丝杆箱体16能够对左丝杆12起到保护作用，能够避免因为异物进入导致左丝杆12移动受阻，进而影响抓钳效率。

右驱动结构还具有右丝杆箱体17，右丝杆箱体17固定在抓钳导向体11上，且右丝杆14设置在右丝杆箱体17内部。同理，右丝杆箱体17能够对右丝杆14起到保护作用，能够避免异物因为异物进入导致右丝杆14移动受阻，进而影响抓钳效率。本实施例中，左丝杆箱体16和右丝杆箱体17均通过箱体法兰固定连接在抓钳导向体11上。

本发明的具体实施方式中，左丝杆12一端固定在左抓钳8上，另外一端设置有左丝杆限位块18，用于限制左丝杆12的伸缩范围，实现行程限位。

右丝杆14一端固定在右抓钳9上，另外一端设置有右丝杆限位块19，用于限制右丝杆14的伸缩范围，实现行程限位。

本发明的具体实施方式中，推杆机构2包括伸缩杆20以及斜拉电机21。其中，伸缩杆20的固定端与第二销轴连接座5转动连接，伸缩杆20的伸缩端与第三销轴连接座6转动连接。斜拉电机21设置在伸缩杆20上，驱动伸缩杆20进行斜拉伸缩。伸缩杆20伸缩的过程中能够带动抓钳机构1绕第一销轴连接座4进行转动，以便于进行抓钳位置调整。另外，伸缩杆20能够实现任意位置的自锁，保证抓钳机构1的抓钳精准度。

本发明的具体实施方式中，推杆机构2通过伸缩杆20的伸缩，调节抓钳机构1在第一方向上与转接盘7的相对位置，驱动装置用于驱动左抓钳8和右抓钳9沿抓钳导向体11运动，以调节抓钳机构1在第二方向上与转接盘7的相对位置。另外，推杆机构2设有在任意位置自锁的锁定机构。

本发明提供的转接盘抓取装置的实际应用的实施例如下：

如图3和4所示的实施例中。

首先，如图3所示，左丝杆电机13和右丝杆电机15得电，进而驱动左丝杆12和右丝杆14分别向两侧缩回移动，带动左抓钳8和右抓钳9张开，且张开的距离应大于第四销轴连接座10上的销轴的直径。

进一步地，如图4所示，起竖架3绕回转点逆时针转动，进而带动抓取装置接近转接盘7，直到左抓钳8与右抓钳9上的半圆形钳槽接近第四销轴连接座10的销轴后停止转动。

最后，控制左丝杆电机13和右丝杆电机15得电，进而驱动左丝杆12和右丝杆14伸出，带动左抓钳8和右抓钳9缩回夹紧，进而将第四销轴连接座10的销轴卡紧。

如图5所示的实施例中，当起竖架3绕回转点逆时针转动，带动抓取装置接近转接盘7时，由于转接盘7加工精度或者调平操作的影响，第四销轴连接座10上的销轴存在左右方向上的位置偏差，图5为向左偏移。这种情况下，首先通过控制左丝杆电机13得电，驱动左丝杆12伸出，并带动左抓钳8向销轴运动，当左抓钳8的半圆形钳槽与销轴相接触后停止运动。

进一步地，控制右丝杆电机15得电，驱动右丝杆14伸出，并带动右抓钳9向销轴移动，当右抓钳9的半圆形钳槽与销轴相接处后停止运动，进而实现将转接盘7上的销轴卡紧。

如图6所示的实施例中，当起竖架3绕回转点逆时针转动，带动抓取装置接近转接盘7时，由于转接盘7加工精度或者调平操作的影响，第四销轴连接座10上的销轴存在高度方向上的位置偏差，图6为抬高偏差。这种情况下，首先通过控制斜拉电机21得电，驱动伸缩杆20缩回，从而带动抓钳导向体11绕销轴25转动，直到左抓钳8和右抓钳9上的半圆形钳槽接近第四销轴连接座10的销轴后停止斜拉电机21的驱动。

进一步地，控制左丝杆电机13和右丝杆电机15得电，进而驱动左丝杆12和右丝杆14伸出，带动左抓钳8和右抓钳9缩回夹紧，进而将第四销轴连接座10的销轴卡紧。

同理，如转接盘7高度偏低时，首先通过控制斜拉电机21得电，驱动伸缩杆20伸出，从而带动抓钳导向体11绕销轴25转动，直到左抓钳8和右抓钳9上的半圆形钳槽接近第四销轴连接座10的销轴后停止斜拉电机21的驱动。

进一步地，控制左丝杆电机13和右丝杆电机15得电，进而驱动左丝杆12和右丝杆14伸出，带动左抓钳8和右抓钳9缩回夹紧，进而将第四销轴连接座10的销轴卡紧。

如图7所示为抓取装置对转接盘7进行抓取完成后的示意图，此时起竖架3会绕着回转轴旋转，将火箭从竖直状态回平到水平状态。这时，转接盘7及火箭的重量主要由右抓钳9承受，因此右抓钳9及右丝杆14所承受的力应足够。并且在火箭从竖直到水平过程中，由于转接盘7的重心始终处于第四销轴连接座10的销轴的外侧，则始终能保持伸缩杆20为受拉状态，优化受力形式，至此整个火箭状态调整的动作完成。

本发明还提供了一种火箭起竖系统，该起竖系统上述的抓取装置、起竖架3以及转接盘7。其中，抓取装置安装在起竖架3上，且能够相对于起竖架3转动，转接盘7固定安装在火箭上，抓取装置能够抓钳住转接盘7。该起竖系统中，抓取装置能够对转接盘7进行精准的抓钳，然后在起竖架3的带动下对火箭的起竖以及放下进行调整。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种火箭起竖架转接盘抓取装置，其特征在于，该抓取装置包括：抓钳机构(1)以及推杆机构(2)，其中，所述抓钳机构(1)一侧通过第一销轴连接座(4)与起竖架(3)转动连接，所述推杆机构(2)的一端通过第二销轴连接座(5)与所述起竖架(3)转动连接，另外一端通过第三销轴连接座(6)与所述抓钳机构(1)转动连接，所述推杆机构(2)用于驱动所述抓钳机构(1)相对于所述起竖架(3)转动；

所述抓钳机构(1)具有用于抓钳转接盘(7)的左抓钳(8)和右抓钳(9)。

2.根据权利要求1所述的火箭起竖架转接盘抓取装置，其特征在于，所述转接盘(7)上设置有第四销轴连接座(10)，所述左抓钳(8)与所述右抓钳(9)能够钳紧所述第四销轴连接座(10)上的销轴；

所述左抓钳(8)与所述右抓钳(9)相对一侧分别对应设置有半圆形钳槽，所述钳槽直径与所述第四销轴连接座(10)上的销轴的直径相当。

3.根据权利要求2所述的火箭起竖架转接盘抓取装置，其特征在于，所述抓钳机构(1)具有抓钳导向体(11)，所述抓钳导向体(11)上具有导向槽，所述左抓钳(8)和所述右抓钳(9)能够在所述导向槽内左右滑动；

所述抓钳导向体(11)上还设置有用于驱动所述左抓钳(8)和所述右抓钳(9)移动的驱动装置。

4.根据权利要求3所述的火箭起竖架转接盘抓取装置，其特征在于，所述驱动装置包括用于驱动所述左抓钳(8)移动的左驱动结构以及驱动所述右抓钳(9)移动的右驱动结构，其中，

所述左驱动结构包括与所述左抓钳(8)固定连接的左丝杆(12)，以及驱动所述左丝杆(12)移动的左丝杆电机(13)；

所述右驱动结构包括与所述右抓钳(9)固定连接的右丝杆(14)，以及驱动所述右丝杆(14)移动的右丝杆电机(15)。

5.根据权利要求4所述的火箭起竖架转接盘抓取装置，其特征在于，所述左丝杆电机(13)与所述右丝杆电机(15)彼此独立控制。

6.根据权利要求4所述的火箭起竖架转接盘抓取装置，其特征在于，所述左驱动结构还具有左丝杆箱体(16)，所述左丝杆箱体(16)固定在所述抓钳导向体(11)上，且所述左丝杆(12)设置在所述左丝杆箱体(16)内部；

所述右驱动结构还具有右丝杆箱体(17)，所述右丝杆箱体(17)固定在所述抓钳导向体(11)上，且所述右丝杆(14)设置在所述右丝杆箱体(17)内部。

7.根据权利要求4所述的火箭起竖架转接盘抓取装置，其特征在于，所述左丝杆(12)一端固定在所述左抓钳(8)上，另外一端设置有左丝杆限位块(18)；

所述右丝杆(14)一端固定在所述右抓钳(9)上，另外一端设置有右丝杆限位块(19)。

8.根据权利要求3所述的火箭起竖架转接盘抓取装置，其特征在于，所述推杆机构(2)包括伸缩杆(20)以及斜拉电机(21)，其中，

所述伸缩杆(20)的固定端与所述第二销轴连接座(5)转动连接，所述伸缩杆(20)的伸缩端与所述第三销轴连接座(6)转动连接；

所述斜拉电机(21)设置在所述伸缩杆(20)上，驱动所述伸缩杆(20)进行斜拉伸缩。

9.根据权利要求8所述的火箭起竖架转接盘抓取装置，其特征在于，所述推杆机构(2)通过所述伸缩杆(20)的伸缩，调节所述抓钳机构(1)在第一方向上与所述转接盘(7)的相对位置，所述驱动装置用于驱动所述左抓钳(8)和所述右抓钳(9)沿所述抓钳导向体(11)运动，以调节所述抓钳机构(1)在第二方向上与所述转接盘(7)的相对位置；

所述推杆机构(2)设有在任意位置自锁的锁定机构。

10.一种火箭起竖系统，其特征在于，该起竖系统包括如权利要求1-9所述的抓取装置、起竖架(3)以及转接盘(7)，其中，

所述抓取装置安装在所述起竖架(3)上，且能够相对于所述起竖架(3)转动，所述转接盘(7)固定安装在火箭上，所述抓取装置能够抓钳住所述转接盘(7)。