CN120480552B - 一种航天器用热管的精密装配装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种航天器用热管的精密装配装置及其使用方法，涉及热管装配技术领域，包括：主工作传送架，主工作传送架的后方设置有热管传送架，热管传送架用于将热管传送至装配夹持区域；管件拼装机构，管件拼装机构装设于主工作传送架的外部。本发明通过双向气泵将外部空气抽入气囊，气囊内部充气后将包裹在热管外部，可抓取异形管，对多种形状的热管均能适用，气囊的夹持和包裹力能够提供均匀的夹紧力，避免热管因受力不均而变形或者出现压痕，确保热管的装配精度，通过气囊外表面的防滑点增加热管和气囊之间的摩擦力和夹持稳定性，避免热管在气囊中滑动移位，影响后期热管的装配效率，导致热管不好和装配位置对位。

Description

一种航天器用热管的精密装配装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及热管配装技术领域，具体涉及一种航天器用热管的精密装配装置及其使用方法。

背景技术

航天器是专为在外层空间中执行特定任务而设计和制造的设备，它们可以执行多种功能，包括科学研究、通信、地球观察、导航和探索其他行星等，航天器中的热管是一种重要的热管理设备，广泛用于有效传导和分配热量，确保航天器在极端温度条件下的正常运行，而热管的装配是一个关键过程，需要确保热管能高效地传导热量并与其他组件紧密结合。

现有的热管装配大都采用自动化装配，装配时常用机器人手臂完成抓取、移动和插入热管的工作，现有的机器臂抓夹对形状、尺寸和材料的适用性限制较多，处理异形热管时效果不理想，且由于热管硬度有限，现有的机械臂抓夹在抓取过程中若是夹紧力不均匀的话会使热管变形损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航天器用热管的精密装配装置及其使用方法，解决了传统的航天器用热管的精密装配装置中的机器臂抓夹对形状、尺寸和材料的适用性限制较多，处理异形热管时效果不理想，且由于热管硬度有限，现有的机械臂抓夹在抓取过程中若是夹紧力不均匀的话会使热管变形损坏的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明一种航天器用热管的精密装配装置，其特征在于，包括：

主工作传送架，所述主工作传送架的后方设置有热管传送架，所述热管传送架用于将热管传送至装配夹持区域；

管件拼装机构，所述管件拼装机构装设于所述主工作传送架的外部，所述管件拼装机构用于将热管和散热片对应连接部位螺接；

机械臂，所述机械臂的一端装设有夹持机构，所述机械臂用于驱动夹持机构改变夹持角度和位置，所述夹持机构包括U型安装架，所述U型安装架的上方固定有连接架，所述连接架与机械臂的一端固定连接，所述夹持机构还包括包裹件、两个限位回缩件、两个密封件以及两个卡装件，所述包裹件包括设置于U型安装架上方的充气件以及设置于U型安装架内侧的两个包裹夹持气囊；

两个所述限位回缩件分别设置于两个包裹夹持气囊的外部，所述限位回缩件用于限制包裹夹持气囊回缩后的位置，两个所述密封件分别设置于两个包裹夹持气囊的一侧，所述密封件用于将充气件和包裹夹持气囊的连接处密封，两个所述卡装件分别设置于两个包裹夹持气囊的一侧，所述卡装件用于将包裹夹持气囊和U型安装架连接。

优选的，所述包裹夹持气囊包括定型板，所述定型板的一侧固定有气囊，所述气囊的外侧设置有多个防滑点。

优选的，所述充气件包括固定于连接架内侧的双向气泵、装设于U型安装架一侧的PLC控制器、装设于气囊外侧的压力传感器以及设置于气囊上方的电磁泄压阀，所述双向气泵的出气端固定有U型风管，所述U型风管的两端分别设置于U型安装架的两侧。

优选的，所述限位回缩件包括固定于包裹夹持气囊外部的多个限位杆以及固定于U型安装架外部的多个限位环，多个所述限位杆分别穿设于多个限位环的内部，多个所述限位杆的一端均通过弹性材质连接在气囊的外部。

优选的，所述U型安装架的两侧均开设有插接槽，所述密封件包括固定于定型板一侧的插接管以及装设于插接槽内部的分流连接管，所述分流连接管通过多个连接条固定于U型风管的内侧，所述插接管的内表面开设有密封槽，所述分流连接管的内部开设有送风槽，所述分流连接管的外部设置有中空密封圈，所述中空密封圈与送风槽相连通。

优选的，所述U型安装架的两侧均开设有两个卡装槽，所述卡装件包括固定于定型板一侧的两个螺纹柱以及分别螺纹连接于两个螺纹柱外部的内螺纹套，两个所述内螺纹套分别滑动于两个卡装槽的内侧，两个所述内螺纹套的外部均开设有防滑槽。

优选的，所述U型安装架的一侧固定有报警器，所述报警器用于及时提醒气囊需要更换。

一种航天器用热管的精密装配装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：散热片放在主工作传送架上，热管放在热管传送架上，两者传送时，通过机械臂驱动夹持机构移动至热管对应处，夹持机构中的双向气泵将气流充入气囊使其包裹在热管上，可抓取异形热管，利用防滑点将热管稳定夹持；

步骤二：在向气囊内部充气时，压力传感器会实时检测气囊中的压力值，到达指定的热管承受的压力阈值后，可以通过PLC控制器将双向气泵关闭，若是压力值高于设定阈值，则通过PLC控制器打开电磁泄压阀排气，防止出现过压现象；

步骤三：双向气泵将气囊中的气体抽出时，将在限位杆和限位环的导向下使气囊能够向着定型板的方向回缩，避免气囊因为重力问题下坠耷拉，导致后期气囊在热管传送架上方时覆盖住热管，影响对热管的夹持工作；

步骤四：在双向气泵向气囊中充气时，气流会通过分流连接管分流至分流连接管和U型风管之间，气流将通过送风槽进入中空密封圈中，以此使中空密封圈紧紧贴合在密封槽中，确保气囊和充气件之间的密封效果。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

通过双向气泵将外部空气抽入气囊，气囊内部充气后将包裹在热管外部，可抓取异形管，对多种形状的热管均能适用，气囊的夹持和包裹力能够提供均匀的夹紧力，避免热管因受力不均而变形或者出现压痕，通过气囊外表面的防滑点增加热管和气囊之间的摩擦力和夹持稳定性，避免热管在气囊中滑动移位，影响后期热管的装配效率，导致热管不好和装配位置对位。

附图说明

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为本发明中夹持机构的结构示意图；

图3为本发明中夹持机构的局部剖视图；

图4为图3中A部的放大示意图；

图5为图3的局部拆分示意图；

图6为图5中B部的放大示意图。

1、主工作传送架；2、热管传送架；3、管件拼装机构；4、机械臂；5、夹持机构；51、U型安装架；52、充气件；521、双向气泵；522、PLC控制器；523、压力传感器；524、电磁泄压阀；525、U型风管；53、包裹夹持气囊；531、定型板；532、气囊；533、防滑点；54、限位杆；55、限位环；56、插接槽；57、分流连接管；58、密封槽；59、送风槽；510、中空密封圈；511、卡装槽；512、螺纹柱；513、内螺纹套；514、报警器；515、插接管。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

本发明提供一种技术方案：一种航天器用热管的精密装配装置，如图1-6所示，一种航天器用热管的精密装配装置，其特征在于，包括主工作传送架1、管件拼装机构3、机械臂4以及夹持机构5，主工作传送架1上传送的是和热管相连接安装的散热片，主工作传送架1的后方设置有热管传送架2，热管传送架2用于将热管传送至装配夹持区域，管件拼装机构3装设于主工作传送架1的外部，管件拼装机构3用于将热管和散热片对应连接部位螺接。

如图1-6所示，夹持机构5设置于机械臂4的一端，机械臂4用于驱动夹持机构5改变夹持角度和位置，机械臂4设置在主工作传送架1和热管传送架2相近的夹角之间，夹持机构5包括U型安装架51，U型安装架51的上方固定有连接架，U型安装架51通过连接架与机械臂4的一端固定连接，夹持机构5还包括包裹件，包裹件包括设置于U型安装架51上方的充气件52以及设置于U型安装架51内侧的两个包裹夹持气囊53，充气件52用于向包裹夹持气囊53内部充气，使包裹夹持气囊53能够将热管包裹住并夹持起来。

如图1-6所示，包裹夹持气囊53包括定型板531，定型板531的形状和尺寸均和U型安装架51内侧相适配，定型板531的一侧固定有气囊532，气囊532的外侧设置有多个防滑点533，气囊532被充气后包裹住热管，防滑点533则帮助气囊532能够将热管黏住夹持起来，避免热管在气囊532中滑动影响后期装配效果和效率，导致热管不好和对应位置对位，充气件52包括固定于连接架内侧的双向气泵521、装设于U型安装架51一侧的PLC控制器522、装设于气囊532外侧的压力传感器523以及设置于气囊532上方的电磁泄压阀524，提前设置好压力传感器523的压力阈值，到达合适阈值时即热管合适承受的压力值则通过PLC控制器522关闭双向气泵521，关闭双向气泵521后，压力传感器523检测到的压力值大于这个阈值时，会将信号发送至PLC控制器522，则将电磁泄压阀524打开，将气囊532中多余的气体排出，双向气泵521能够向气囊532中充气，也能将气囊532中充入的气体抽出，双向气泵521的出气端固定有U型风管525，U型风管525的两端分别设置于U型安装架51的两侧，U型安装架51的一侧固定有报警器514，报警器514用于及时提醒气囊532需要更换，启动报警器514的条件是，双向气泵521启动后，压力传感器523检测到的压力值在一定的时间内依然低于最低阈值后，则启动报警器514发出声响，及时检查气囊532是否因为损坏老化而漏气，或是双向气泵521出现的问题，以便及时维修更换。

通过机械臂4将夹持机构5送至热管所在位置，使热管处于两个气囊532之间，随后通过双向气泵521将外部空气抽入U型风管525中，气流将穿进气囊532将气囊532充起，气囊532内部充气后将包裹在热管外部，对多种形状的热管均能适用，可抓取异形管，确保热管和夹持部件的紧密贴合，且能够避免热管变形、出现压痕，在向气囊532内部充气时，压力传感器523会实时检测气囊532中的压力值，到达指定的热管承受的压力阈值后，可以通过PLC控制器522将双向气泵521关闭，若是关闭后压力值依然高于设定的阈值，则通过PLC控制器522打开电磁泄压阀524，将气囊532内部气体排出一点，防止出现过压现象，直至气囊532内部压力值到达合适阈值便关闭电磁泄压阀524，在气囊532包裹在热管外部时，气囊532外表面的防滑点533将提供热管和气囊532之间的摩擦力和夹持稳定性，避免热管在气囊532中滑动移位，影响了后期热管的装配效果和效率，导致热管不好和装配位置对位，气囊532的夹持和包裹力能够提供均匀的夹紧力，避免热管因受力不均而变形，确保热管的装配精度，通过充气实现快速夹紧，需要释放热管时，只需释放气体即可轻松松开，操作简便。

如图1-6所示，夹持机构5还包括两个限位回缩件，两个限位回缩件分别设置于两个包裹夹持气囊53的外部，限位回缩件用于限制包裹夹持气囊53回缩后的位置，避免气囊532回缩时因重力而下坠，对后期气囊532移动至热管传送架2上方夹持热管时，因为下坠的气囊532堆叠在热管传送架2上拖沓影响夹持效果和效率，限位回缩件包括固定于包裹夹持气囊532外部的多个限位杆54以及固定于U型安装架51外部的多个限位环55，限位杆54的数量可以根据气囊532的具体尺寸设置，其中最外边的两个限位杆54要设置在靠近气囊532的上下方边缘处，多个限位杆54分别穿设于多个限位环55的内部，多个限位杆54的一端均通过弹性材质连接在气囊532的外部。

需要将热管放开时，双向气泵521将气囊532中的气体抽出，气囊532回缩时，将在限位杆54和限位环55的导向下使气囊532能够向着定型板531的方向回缩，避免气囊532因为重力问题下坠耷拉，导致后期气囊532在热管传送架2上方时覆盖住热管，从而影响对热管的夹持工作。

如图1-6所示，U型安装架51的两侧均开设有插接槽56，插接槽56对应定型板531中间部位，夹持机构5还包括两个密封件，两个密封件分别设置于两个包裹夹持气囊53的一侧，密封件用于将充气件52和包裹夹持气囊53的连接处密封，避免气流露出影响气囊532的充气效率，密封件包括固定于定型板531一侧的插接管515以及装设于插接槽56内部的分流连接管57，分流连接管57通过多个连接条固定于U型风管525的内侧，插接管515的内表面开设有密封槽58，密封槽58内表面有橡胶层，分流连接管57的内部开设有送风槽59，且分流连接管57的长度可自行设置，如图5所示，分流连接管57的长度短于U型风管525的一般尺寸，也可以将图5中分流连接管57的长度设置成展示的一半，分流连接管57是用于将U型风管525中的气流分流，使气流导入送风槽59中，分流连接管57的外部设置有中空密封圈510，中空密封圈510与送风槽59相连通。

在双向气泵521向气囊532中充气时，气流会通过分流连接管57分流，分流至分流连接管57和U型风管525之间的气流将通过送风槽59进入中空密封圈510中，以此使中空密封圈510膨胀起来，使其能够紧紧贴合在密封槽58中，确保气囊532和充气件52之间的密封效果，避免两者之间发生漏气影响夹持效率以及效果。

如图1-6所示，U型安装架51的两侧均开设有两个卡装槽511，插接槽56设置在两个卡装槽511之间，夹持机构5还包括两个卡装件，两个卡装件分别设置于两个包裹夹持气囊53的一侧，卡装件用于将包裹夹持气囊53和U型安装架51连接，方便后期气囊53损坏后能够快速更换，减少维护难度和所需时间，卡装件包括固定于定型板531一侧的两个螺纹柱512以及分别螺纹连接于两个螺纹柱512外部的内螺纹套513，两个内螺纹套513分别滑动于两个卡装槽511的内侧，两个内螺纹套513的外部均开设有防滑槽。

气囊532老化损坏后，可以通过旋转内螺纹套513使其从螺纹柱512上旋下，即可将气囊532从U型安装架51上拆下，安装使，将气囊532上对应的两个螺纹柱512对应插入卡装槽511中，再将内螺纹套513从卡装槽511的另一头旋接在螺纹柱512上即可，气囊532拆换方便快捷，维护时间短。

一种航天器用热管的精密装配装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：散热片放在主工作传送架1上，热管放在热管传送架2上，两者传送时，通过机械臂4驱动夹持机构5移动至热管对应处，夹持机构5中的双向气泵521将气流充入气囊532使其包裹在热管上，可抓取异形热管，利用防滑点533将热管稳定夹持；

步骤二：在向气囊532内部充气时，压力传感器523会实时检测气囊532中的压力值，到达指定的热管承受的压力阈值后，可以通过PLC控制器522将双向气泵521关闭，若是压力值高于设定阈值，则通过PLC控制器522打开电磁泄压阀524排气，防止出现过压现象；

步骤三：双向气泵521将气囊532中的气体抽出时，将在限位杆54和限位环55的导向下使气囊532能够向着定型板531的方向回缩，避免气囊532因为重力问题下坠耷拉，导致后期气囊532在热管传送架2上方时覆盖住热管，影响对热管的夹持工作；

步骤四：在双向气泵521向气囊532中充气时，气流会通过分流连接管57分流至分流连接管57和U型风管525之间，气流将通过送风槽59进入中空密封圈510中，以此使中空密封圈510紧紧贴合在密封槽58中，确保气囊532和充气件52之间的密封效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种航天器用热管的精密装配装置，其特征在于，包括：

主工作传送架（1），所述主工作传送架（1）的后方设置有热管传送架（2），所述热管传送架（2）用于将热管传送至装配夹持区域；

管件拼装机构（3），所述管件拼装机构（3）装设于所述主工作传送架（1）的外部，所述管件拼装机构（3）用于将热管和散热片对应连接部位螺接；

机械臂（4），所述机械臂（4）的一端装设有夹持机构（5），所述机械臂（4）用于驱动夹持机构（5）改变夹持角度和位置，所述夹持机构（5）包括U型安装架（51），所述U型安装架（51）的上方固定有连接架，所述连接架与机械臂（4）的一端固定连接，所述夹持机构（5）还包括包裹件、两个限位回缩件、两个密封件以及两个卡装件，所述包裹件包括设置于U型安装架（51）上方的充气件（52）以及设置于U型安装架（51）内侧的两个包裹夹持气囊（53）；

两个所述限位回缩件分别设置于两个包裹夹持气囊（53）的外部，所述限位回缩件用于限制包裹夹持气囊（53）回缩后的位置，两个所述密封件分别设置于两个包裹夹持气囊（53）的一侧，所述密封件用于将充气件（52）和包裹夹持气囊（53）的连接处密封，两个所述卡装件分别设置于两个包裹夹持气囊（53）的一侧，所述卡装件用于将包裹夹持气囊（53）和U型安装架（51）连接；

所述包裹夹持气囊（53）包括定型板（531），所述定型板（531）的一侧固定有气囊（532），所述气囊（532）的外侧设置有多个防滑点（533）；

所述充气件（52）包括固定于连接架内侧的双向气泵（521）、装设于U型安装架（51）一侧的PLC控制器（522）、装设于气囊（532）外侧的压力传感器（523）以及设置于气囊（532）上方的电磁泄压阀（524），所述双向气泵（521）的出气端固定有U型风管（525），所述U型风管（525）的两端分别设置于U型安装架（51）的两侧；

所述限位回缩件包括固定于包裹夹持气囊（53）外部的多个限位杆（54）以及固定于U型安装架（51）外部的多个限位环（55），多个所述限位杆（54）分别穿设于多个限位环（55）的内部，多个所述限位杆（54）的一端均通过弹性材质连接在气囊（532）的外部。

2.根据权利要求1所述的航天器用热管的精密装配装置，其特征在于，所述U型安装架（51）的两侧均开设有插接槽（56），所述密封件包括固定于定型板（531）一侧的插接管（515）以及装设于插接槽（56）内部的分流连接管（57），所述分流连接管（57）通过多个连接条固定于U型风管（525）的内侧，所述插接管（515）的内表面开设有密封槽（58），所述分流连接管（57）的内部开设有送风槽（59），所述分流连接管（57）的外部设置有中空密封圈（510），所述中空密封圈（510）与送风槽（59）相连通。

3.根据权利要求2所述的航天器用热管的精密装配装置，其特征在于，所述U型安装架（51）的两侧均开设有两个卡装槽（511），所述卡装件包括固定于定型板（531）一侧的两个螺纹柱（512）以及分别螺纹连接于两个螺纹柱（512）外部的内螺纹套（513），两个所述内螺纹套（513）分别滑动于两个卡装槽（511）的内侧，两个所述内螺纹套（513）的外部均开设有防滑槽。

4.根据权利要求3所述的航天器用热管的精密装配装置，其特征在于，所述U型安装架（51）的一侧固定有报警器（514），所述报警器（514）用于及时提醒气囊（532）需要更换。

5.一种航天器用热管的精密装配装置的使用方法，所述使用方法应用于如权利要求4所述的航天器用热管的精密装配装置，包括以下步骤：

步骤一：散热片放在主工作传送架（1）上，热管放在热管传送架（2）上，两者传送时，通过机械臂（4）驱动夹持机构（5）移动至热管对应处，夹持机构（5）中的双向气泵（521）将气流充入气囊（532）使其包裹在热管上抓取异形热管，利用防滑点（533）将热管稳定夹持；

步骤二：在向气囊（532）内部充气时，压力传感器（523）会实时检测气囊（532）中的压力值，到达指定的热管承受的压力阈值后，通过PLC控制器（522）将双向气泵（521）关闭，若是压力值高于设定阈值，则通过PLC控制器（522）打开电磁泄压阀（524）排气，防止出现过压现象；

步骤三：双向气泵（521）将气囊（532）中的气体抽出时，将在限位杆（54）和限位环（55）的导向下使气囊（532）能够向着定型板（531）的方向回缩，避免气囊（532）因为重力问题下坠耷拉，导致后期气囊（532）在热管传送架（2）上方时覆盖住热管，影响对热管的夹持工作；

步骤四：在双向气泵（521）向气囊（532）中充气时，气流会通过分流连接管（57）分流至分流连接管（57）和U型风管（525）之间，气流将通过送风槽（59）进入中空密封圈（510）中，以此使中空密封圈（510）紧紧贴合在密封槽（58）中，确保气囊（532）和充气件（52）之间的密封效果。