CN219064315U - 一种火箭发动机自动对接装备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种火箭发动机自动对接装备，包括：试车架，具有对接部，发动机适于与对接部对接；发动机安装平台，适于安装发动机，发动机安装平台在外力作用下带动发动机相对于试车架运动；激光检测模块，适于检测发动机至对接部的信息数据；电机驱动模块，适于驱动电机运行；主控制器模块，分别与激光检测模块和电机驱动模块连接，以接收激光检测模块发出的信息数据，电机驱动模块基于信息数据控制发动机相对于对接部运动。与现有技术相比，本申请采用激光检测模块能够进行高精度的定位，使得火箭发动机的对接精度大大提高，而通过激光检测模块与PID运算单元配合的发动机安装平台之间的紧密配合，可以大大提高火箭发动机对接的精度和可靠性。

Description

一种火箭发动机自动对接装备

技术领域

本申请涉及一种火箭发动机自动对接装备，属于火箭发动机对接技术领域。

背景技术

大型固体火箭在国家的航天发展和军事领域具有重要的地位，其未来在数量和规模上正在逐年增加。飞机、卫星、火箭等大型舱段类部件对接是产品总装的一个重要阶段，其对接精度与对接时间很大程度上决定了产品的安全。目前国内火箭发动机的对接大多采用人工对接的方式，使用大型固定对接平台通过人力将对接部件准确地定位在装配站位上，由对接专用工装实现大部件对接。对接过程中，用水准仪、经纬仪、吊线锤、激光准直仪等进行大部件位姿检测；技术人员依据检测结果，结合以往经验，由工人手工操作调姿工装实现翼身位姿调整，大部件位姿均需多次反复调整才能满足对接精度要求，待位姿调整好后，人工推动对接部件缓慢靠近，观察并调整连接孔销，对准后插入，完成对接过程。

由于火箭发动机的对接是一个高精密的过程，要保证对接的质量，而传统的火箭对接过程大多由人工操作，所以存在安全性低、对接精度不足、调姿效率低、可靠性差和检测精度低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种火箭发动机自动对接装备，采用激光检测模块可以实现高精度精准定位，提高对接精度，且提高火箭发动机对接的精度和可靠性。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种火箭发动机自动对接装备，包括：

试车架，具有对接部，所述发动机适于与所述对接部对接；

发动机安装平台，位于所述试车架的下方，适于安装发动机，所述发动机安装平台在外力作用下带动所述发动机相对于所述试车架运动；

电机，与所述发动机安装平台连接，适于驱动所述发动机安装平台相对于所述试车架运动；

激光检测模块，设置在所述试车架上，适于检测所述发动机至所述对接部的信息数据；

电机驱动模块，安装在所述发动机安装平台上，适于驱动所述电机运行；

主控制器模块，安装在所述发动机安装平台上，包括控制单元，所述控制单元分别与所述激光检测模块和所述电机驱动模块连接，以接收所述激光检测模块发出的信息数据，所述电机驱动模块基于信息数据控制所述发动机相对于所述对接部运动。

可选地，上述的火箭发动机自动对接装备，所述发动机安装平台包括运输本体和设置在所述运输本体上的安装部，所述安装部适于安装所述发动机，所述运输本体包括轮组，所述轮组适于与所述电机连接。

可选地，上述的火箭发动机自动对接装备，所述主控制器模块还包括PID运算单元。

可选地，上述的火箭发动机自动对接装备，所述激光检测模块包括六组激光传感器，六组所述激光传感器分别设置在所述对接部上。

可选地，上述的火箭发动机自动对接装备，每组所述激光传感器包括设置在所述对接部上的发射器和与所述发射器配合的接收器，所述发射器与所述接收器之间存在距离。

可选地，上述的火箭发动机自动对接装备，所述电机驱动模块设置有三个。

可选地，上述的火箭发动机自动对接装备，所述电机具有编码器。

本申请的有益效果在于：通过。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型的火箭发动机自动对接设备的对接示意图；

图2为本实用新型的火箭发动机自动对接设备的模块框图；

图3为本实用新型的火箭发动机自动对接设备中的激光检测模块的示意图；

图4为本实用新型的火箭发动机自动对接设备的对接流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本申请。

请参见图1-图4，本申请中的一较佳实施例所示的一种火箭发动机自动对接设备100，其适于完成火箭发动机的自动对接。自动对接设备100包括试车架1、位于试车架1下方的发动机安装平台2。其中，试车架1的底端具有对接部11，该对接部11适于与发动机对接；发动机安装平台2适于安装发动机，以使得发动机安装平台2可以在外力作用下带动发动机相对于试车架1的对接部11运动。

本实施例中，发动机安装平台2包括运输本体21和设置在运输本体21上的安装部22，安装部22适于安装发动机，运输本体21包括轮组211，该轮组211在外力作用下可转动，以带动整个运输本体21运动，从而带动安装部22上的发动机运动，调整相对于试车架1上的对接部11的位置，实现火箭发动机与对接部11的对接。

现有技术中，传统的火箭发动机对接过程大多由人工操作，所以存在安全性低、对接精度不足、调姿效率低、可靠性差和检测精度低的问题。

为了解决上述技术问题，本申请中，自动对接设备100还包括设置在试车架1上的激光检测模块3、电机、安装在发动机安装平台2上的主控制器模块4以及电机驱动模块5。其中，激光检测模块3适于检测发动机至对接部11的信息数据，该信息数据包括发动机至对接部11的距离以及发动机相对于对接部11的角度；主控制器模块4包括控制单元和PID运算单元，控制单元分别与激光检测模块3和电机驱动模块5连接。该控制单元适于接收激光检测模块3发出的信息数据，并将该信息数据传输至PID运算单元，PID运算单元将上述信息数据进行处理,并将处理好的信息数据通过PID算法进行运算，生成相应的控制信号后将控制信号发出，电机驱动模块5获取上述控制信号后控制电机响应，使得电机控制发动机安装平台2上的发动机相对于对接部11运动。需要说明的是，本实施例中，电机与发动机安装平台2的轮组211连接，且电机具有编码器，以根据获取的控制信号进行响应，从而控制发动机安装平台2的相对于试车架1的运动方向，调整位置。并且，PID运算单元的算法为成熟的现有技术，本申请中不对任何软件控制以及算法进行改进，在此不对其进行详细描述。

呈上述，激光检测模块3检测发动机至对接部11的信息数据包括横向偏差信息、纵向偏差信息和角度偏差信息。也可以理解为，横向偏差信息为横向方向上对接部11与发动机的错位距离，纵向偏差信息为纵向方向上对接部11与发动机之间的距离，角度偏差信息为发动机的对接部11位与试车架1上的对接部11的角度偏差，且横向偏差信息、纵向偏差信息和角度偏差信息均为水平方向上的偏差。

本实施例中，激光检测模块3包括六组激光传感器，六组激光传感器分别设置在对接部11上，以检测发动机相对于对接部11的位置。具体的，每组激光传感器包括设置在对接部11上的发射器和与发射器配合的接收器，每个发射器与其对应的接收器之间均存在距离。为了便于描述，本实施例中将六组激光传感器中的四组的发射器和接收器分别定义为第一发射器31、第二发射器33、第三发射器35第四发射器37和第一接收器32、第二接收器34、第三接收器36以及第四接收器38。激光传感器的工作原理为：其中四组激光传感器首位相接，若发动机的顶端向左偏移，则第一接收器32无法接收到第一发射器31发出的信息数据，若发动机的顶端向右偏移，则第三接收器36无法接收到第三发射器35发出的信息数据，若发动机的顶端向前方偏移，则第二接收器34无法接收到第二发射器33发出的信息数据，若发动机的顶端向后方偏移，则第四接收器38无法接收到第四发射器37发出的信息数据。除此之外，另外两组激光传感器的发射器分别设置在对接部上，而两组激光传感器的接收器设置在发动机上，当两组接收器分别接收到来自两组发射器发射的信息数据后，即表明发动机与对接部的角度匹配对齐。需要说明的是，本申请中，激光检测模块先进行横向和纵向的调节，再进行角度的调节。

相应的，电机将根据具体数据信息驱动发动机安装平台2的移动方向。即，电机驱动模块5驱动电机能够横向移动、纵向移动以及角度移动，以实现发动机与对接部11的精准对接。本实施例中，电机驱动模块5设置有三个，三个电机驱动模块5分别驱动电机横向移动、纵向移动或角度移动。

综上，本申请的火箭发动机自动对接设备的对接过程为：

步骤一：首先，将要对接的火箭发动机通过发动机平台安装平台固定在运输本体上的安装部上，然后将运输本体通过轮组移动至试车架的对接部下方；

步骤二：激光检测模块将检测到的横向偏差信息传输至主控制器控制模块，PID运算单元将上述横向偏差信息进行信息处理，生成相应的横向控制信号，并将横向控制信号传输至电机驱动模块，电机驱动模块驱动电机使得其能够横向移动，以调整火箭发动机相对对接部的横向位置；

步骤三：激光检测模块将检测到的纵向偏差信息传输至主控制器控制模块，PID运算单元将上述纵向偏差信息进行信息处理，生成相应的纵向控制信号，并将纵向控制信号传输至电机驱动模块，电机驱动模块驱动电机使得其能够纵向移动，以调整火箭发动机相对对接部的纵向位置；

步骤四：激光检测模块将检测到的角度偏差信息传输至主控制器控制模块，PID运算单元将上述角度偏差信息进行信息处理，生成相应的角度控制信号，并将角度控制信号传输至电机驱动模块，电机驱动模块驱动电机使得其能够旋转，以调整火箭发动机相对对接部的角度；

步骤五：重复上述步骤二、步骤三以及步骤四，以矫正发动机相对于试车架上的对接部的位置，直至完成火箭发动机与试车架的对接。

与现有技术相比，本申请采用激光检测模块能够进行高精度的定位，使得火箭发动机的对接精度大大提高，而通过激光检测模块与PID运算单元配合的发动机安装平台之间的紧密配合，可以大大提高火箭发动机对接的精度和可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种火箭发动机自动对接装备，其特征在于，包括：

试车架，具有对接部，所述火箭发动机适于与所述对接部对接；

火箭发动机安装平台，位于所述试车架的下方，适于安装火箭发动机，所述火箭发动机安装平台在外力作用下带动所述火箭发动机相对于所述试车架运动；

电机，与所述火箭发动机安装平台连接，适于驱动所述火箭发动机安装平台相对于所述试车架运动；

激光检测模块，设置在所述试车架上，适于检测所述火箭发动机至所述对接部的信息数据；

电机驱动模块，安装在所述火箭发动机安装平台上，适于驱动所述电机运行；

主控制器模块，安装在所述火箭发动机安装平台上，包括控制单元，所述控制单元分别与所述激光检测模块和所述电机驱动模块连接，以接收所述激光检测模块发出的信息数据，所述电机驱动模块基于信息数据控制所述火箭发动机相对于所述对接部运动。

2.如权利要求1所述的火箭发动机自动对接装备，其特征在于，所述火箭发动机安装平台包括运输本体和设置在所述运输本体上的安装部，所述安装部适于安装所述火箭发动机，所述运输本体包括轮组，所述轮组适于与所述电机连接。

3.如权利要求1所述的火箭发动机自动对接装备，其特征在于，所述主控制器模块还包括PID运算单元。

4.如权利要求1所述的火箭发动机自动对接装备，其特征在于，所述激光检测模块包括六组激光传感器，六组所述激光传感器分别设置在所述对接部上。

5.如权利要求4所述的火箭发动机自动对接装备，其特征在于，每组所述激光传感器包括设置在所述对接部上的发射器和与所述发射器配合的接收器，所述发射器与所述接收器之间存在距离。

6.如权利要求1所述的火箭发动机自动对接装备，其特征在于，所述电机驱动模块设置有三个。

7.如权利要求1所述的火箭发动机自动对接装备，其特征在于，所述电机具有编码器。

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