航天器位姿的精確調(diào)整裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種航天器位姿精確調(diào)整裝置，包括可調(diào)支撐、腳輪、靜平臺(tái)、電動(dòng)缸、動(dòng)平臺(tái)、圓適配器，靜平臺(tái)下方布置有四個(gè)腳輪，可調(diào)支撐位于靜平臺(tái)四角位置下方的腳輪外側(cè)，適配器固定連接在圓形的動(dòng)平臺(tái)上，電動(dòng)缸兩兩一組安裝在動(dòng)平臺(tái)和靜平臺(tái)之間，每組電動(dòng)缸上方通過(guò)兩個(gè)相連的球鉸固定在動(dòng)平臺(tái)下方，每組電動(dòng)缸下方通過(guò)兩個(gè)相連的胡克鉸固定在靜平臺(tái)上方。本發(fā)明的裝置，實(shí)現(xiàn)了航天器六個(gè)自由度的高精度調(diào)整，且調(diào)整過(guò)程可實(shí)現(xiàn)6個(gè)自由度的完全解耦，滿(mǎn)足航天器絕大部分工況的高精度對(duì)接要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】航天器位姿的精確調(diào)整裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航天器姿態(tài)調(diào)整類(lèi)的工裝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種使用基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)原理的裝置實(shí)現(xiàn)航天器姿態(tài)的精確調(diào)整。
【背景技術(shù)】
[0002]航天器總裝過(guò)程中，存在諸如太陽(yáng)翼安裝、相機(jī)安裝、天線安裝等關(guān)鍵部件的高精度對(duì)接過(guò)程。太陽(yáng)翼的安裝過(guò)程中要保證太陽(yáng)翼和帆板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在六個(gè)自由度上的精度要求，目前主要采用將航天器落于兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)上，通過(guò)人工調(diào)整兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)六個(gè)自由度的姿態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)翼的安裝過(guò)程。整個(gè)過(guò)程操作復(fù)雜、耗時(shí)巨大，嚴(yán)重影響了航天器總裝的可靠性和進(jìn)度。
[0003]此外，相機(jī)的安裝過(guò)程中要嚴(yán)格保證相機(jī)安裝面和對(duì)接面的水平度，目前依靠操作者對(duì)吊具的人工調(diào)整及目視觀察實(shí)現(xiàn)對(duì)相機(jī)水平度的調(diào)節(jié)過(guò)程，整個(gè)過(guò)程效率低下且精度無(wú)法量化，極大地降低了相機(jī)的安裝效率。同時(shí)，人工裝配高精度天線的手段在一定程度上制約了天線研制水平的提高，出現(xiàn)了由于裝配技術(shù)不高而被迫降低天線設(shè)計(jì)精度的情況。
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，提出了基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)原理的調(diào)整裝置，用于替代傳統(tǒng)的兩軸。該調(diào)整裝置可實(shí)現(xiàn)星體的自動(dòng)化高精度調(diào)整，滿(mǎn)足航天器總裝過(guò)程高精度的裝配要求，較大地提高了航天器總裝過(guò)程中的便捷性、可靠性及安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種可用于航天器高精度對(duì)接的自動(dòng)化裝調(diào)設(shè)備，旨在解決航天器關(guān)鍵部件的高精度對(duì)接難題。本發(fā)明基于并聯(lián)結(jié)構(gòu)原理，實(shí)現(xiàn)了航天器六個(gè)自由度的高精度調(diào)整，且調(diào)整過(guò)程可實(shí)現(xiàn)6個(gè)自由度的完全解耦，滿(mǎn)足航天器絕大部分工況的高精度對(duì)接要求。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述裝置進(jìn)行航天器位姿精確調(diào)整的方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
[0008]航天器位姿精確調(diào)整裝置，主要包括可調(diào)支撐、腳輪、靜平臺(tái)、電動(dòng)缸、動(dòng)平臺(tái)、圓形的航天器適配器，靜平臺(tái)下方布置有四個(gè)腳輪，用于調(diào)節(jié)靜平臺(tái)高度的可調(diào)支撐位于靜平臺(tái)四角位置下方的腳輪外側(cè)，航天器適配器固定連接在圓形的動(dòng)平臺(tái)上，六個(gè)電動(dòng)缸兩兩一組安裝在動(dòng)平臺(tái)和靜平臺(tái)之間，每組電動(dòng)缸上方通過(guò)兩個(gè)相連的球鉸固定在動(dòng)平臺(tái)下方，每組電動(dòng)缸下方通過(guò)兩個(gè)相連的胡克鉸固定在靜平臺(tái)上方，兩個(gè)相連球鉸的中間位置分別對(duì)應(yīng)航天器適配器圓周的三等分位置，在位姿調(diào)整的初始狀態(tài)下，六個(gè)電動(dòng)缸的長(zhǎng)度相同，三組胡克鉸的中間位置構(gòu)成的圓與圓形動(dòng)平臺(tái)同軸。
[0009]其中，六組電動(dòng)缸分別與控制裝置電連接以根據(jù)設(shè)定參數(shù)調(diào)節(jié)電動(dòng)缸的長(zhǎng)度來(lái)對(duì)航天器的位姿進(jìn)行調(diào)整。
[0010]其中，適配器具有與航天器對(duì)接的連接接口，其與動(dòng)平臺(tái)的連接方式為螺接。[0011]一種利用上述裝置進(jìn)行航天器位姿精確調(diào)整的方法，包括如下步驟:
[0012]第一步，將航天器位姿精確調(diào)整裝置移動(dòng)至合適位置，旋轉(zhuǎn)可調(diào)支撐，實(shí)現(xiàn)調(diào)整裝置的靜態(tài)鎖定；
[0013]第二步，連接適配器與動(dòng)平臺(tái)的連接緊固件，適配器應(yīng)滿(mǎn)足航天器的接口要求；
[0014]第三步，調(diào)整裝置進(jìn)行自調(diào)平后，完成與航天器的對(duì)接過(guò)程；
[0015]第四步，通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量航天器與目標(biāo)物的位姿差，并輸入到軟件分系統(tǒng)中，控制分系統(tǒng)依據(jù)軟件分系統(tǒng)的輸入，驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)航天器位姿的調(diào)整過(guò)程，即完成航天器的位置精度調(diào)整過(guò)程。
[0016]本發(fā)明的裝置，實(shí)現(xiàn)了航天器六個(gè)自由度的高精度調(diào)整，且調(diào)整過(guò)程可實(shí)現(xiàn)6個(gè)自由度的完全解耦，滿(mǎn)足航天器絕大部分工況的高精度對(duì)接要求。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的航天器位姿精確調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]其中:1:可調(diào)支撐；2:腳輪；3:靜平臺(tái)；4:電動(dòng)缸；5:動(dòng)平臺(tái)；6:適配器。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下介紹的是作為本發(fā)明所述內(nèi)容的【具體實(shí)施方式】，下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的所述內(nèi)容作進(jìn)一步的闡明。當(dāng)然，描述下列【具體實(shí)施方式】只為示例本發(fā)明的不同方面的內(nèi)容，而不應(yīng)理解為限制本發(fā)明范圍。
[0020]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的航天器位姿精確調(diào)整裝置，包括可調(diào)支撐1、腳輪2、靜平臺(tái)3、電動(dòng)缸4 (能夠電動(dòng)伸縮支撐桿長(zhǎng)度的電動(dòng)機(jī)構(gòu)，由剛體、伸縮桿、伺服電機(jī)、減速器、同步帶、限位開(kāi)關(guān)和零位開(kāi)關(guān)組成，例如購(gòu)自上海冀望廠家的SEA804-166型號(hào)電動(dòng)缸)、動(dòng)平臺(tái)5和適配器6，可調(diào)支撐I能夠?qū)崿F(xiàn)位姿精確調(diào)整裝置的靜態(tài)鎖定，其與靜平臺(tái)3的連接方式為螺接；腳輪能夠?qū)崿F(xiàn)位姿精確調(diào)整裝置的靈活轉(zhuǎn)運(yùn)，與靜平臺(tái)3的連接方式為螺接；靜平臺(tái)是整個(gè)機(jī)構(gòu)的主架，提供可調(diào)支撐1、腳輪2和電動(dòng)缸4的連接接口 ；電動(dòng)缸是整個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力能源，通過(guò)虎克鉸形式實(shí)現(xiàn)與靜平臺(tái)3的連接，通過(guò)球鉸形式實(shí)現(xiàn)與動(dòng)平臺(tái)5的連接；動(dòng)平臺(tái)5能夠提供電動(dòng)缸4和適配器6的連接接口，與適配器6的連接方式為螺接；適配器6是與航天器的直接相連部件，提供與航天器的連接接口，連接方式為螺接；其中，靜平臺(tái)3下方布置有四個(gè)腳輪2，用于調(diào)節(jié)靜平臺(tái)3高度的可調(diào)支撐I位于靜平臺(tái)3四角位置下方的腳輪2外側(cè)，航天器適配器6固定連接在圓形的動(dòng)平臺(tái)5上，六個(gè)電動(dòng)缸4兩兩一組安裝在動(dòng)平臺(tái)5和靜平臺(tái)3之間，每組電動(dòng)缸4上方通過(guò)兩個(gè)相連的球鉸固定在動(dòng)平臺(tái)5下方，每組電動(dòng)缸4下方通過(guò)兩個(gè)相連的胡克鉸固定在靜平臺(tái)3上方，兩個(gè)相連球鉸的中間位置分別對(duì)應(yīng)航天器適配器6的圓周的三等分位置，在位姿調(diào)整的初始狀態(tài)下，六個(gè)電動(dòng)缸4的長(zhǎng)度相同，三組胡克鉸的中間位置構(gòu)成的圓與圓形動(dòng)平臺(tái)5同軸。
[0021 ] 在一實(shí)施方式中，六組電動(dòng)缸分別與控制裝置電連接以根據(jù)設(shè)定參數(shù)調(diào)節(jié)電動(dòng)缸的長(zhǎng)度來(lái)對(duì)航天器的位姿進(jìn)行調(diào)整。
[0022]在一【具體實(shí)施方式】中，靜平臺(tái)下方布置4個(gè)腳輪，其中包括兩個(gè)萬(wàn)向腳輪，方便裝置靈活轉(zhuǎn)向；可調(diào)支撐位于四個(gè)腳輪外側(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的靜態(tài)鎖定，并可調(diào)節(jié)裝置的垂向高度。[0023]本發(fā)明的航天器位姿精確調(diào)整裝置的使用方法如下:
[0024]第一步，將航天器位姿精確調(diào)整裝置移動(dòng)至合適位置，旋轉(zhuǎn)可調(diào)支撐，實(shí)現(xiàn)調(diào)整裝置的靜態(tài)鎖定；
[0025]第二步，連接適配器與動(dòng)平臺(tái)的連接緊固件，適配器應(yīng)滿(mǎn)足航天器的接口要求；
[0026]第三步，調(diào)整裝置進(jìn)行自調(diào)平后，完成與航天器的對(duì)接過(guò)程；
[0027]第四步，通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量航天器與目標(biāo)物的位姿差，并輸入到控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)依據(jù)輸入，驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)航天器位姿的調(diào)整過(guò)程，即完成航天器的位置精度調(diào)整過(guò)程。
[0028]盡管上文對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了詳細(xì)的描述和說(shuō)明，但應(yīng)該指明的是，我們可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種改變和修改，但這些都不脫離本發(fā)明的精神和所附的權(quán)利要求所記載的范圍。
【權(quán)利要求】
1.航天器位姿精確調(diào)整裝置，主要包括可調(diào)支撐、腳輪、靜平臺(tái)、電動(dòng)缸、動(dòng)平臺(tái)、圓形的航天器適配器，靜平臺(tái)下方布置有四個(gè)腳輪，用于調(diào)節(jié)靜平臺(tái)高度的可調(diào)支撐位于靜平臺(tái)四角位置下方的腳輪外側(cè)，航天器適配器固定連接在圓形的動(dòng)平臺(tái)上，六個(gè)電動(dòng)缸兩兩一組安裝在動(dòng)平臺(tái)和靜平臺(tái)之間，每組電動(dòng)缸上方通過(guò)兩個(gè)相連的球鉸固定在動(dòng)平臺(tái)下方，每組電動(dòng)缸下方通過(guò)兩個(gè)相連的胡克鉸固定在靜平臺(tái)上方，兩個(gè)相連球鉸的中間位置分別對(duì)應(yīng)航天器適配器圓周的三等分位置，在位姿調(diào)整的初始狀態(tài)下，六個(gè)電動(dòng)缸的長(zhǎng)度相同，三組胡克鉸的中間位置構(gòu)成的圓與圓形動(dòng)平臺(tái)同軸。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整裝置，其中，六組電動(dòng)缸分別與控制裝置電連接以根據(jù)設(shè)定參數(shù)調(diào)節(jié)電動(dòng)缸的長(zhǎng)度來(lái)對(duì)航天器的位姿進(jìn)行調(diào)整。
3.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整裝置，其中靜平臺(tái)下方布置4個(gè)腳輪，其中包括兩個(gè)萬(wàn)向腳輪。
4.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整裝置，其中，適配器具有與航天器對(duì)接的連接接口，其與動(dòng)平臺(tái)的連接方式為螺接。
5.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整裝置，其中，可調(diào)支撐位于四個(gè)腳輪外側(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的靜態(tài)鎖定，并可調(diào)節(jié)裝置的垂向高度。
6.一種利用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)裝置進(jìn)行航天器位姿精確調(diào)整的方法，包括如下步驟: 第一步，將航天器位姿精確調(diào)整裝置移動(dòng)至合適位置，旋轉(zhuǎn)可調(diào)支撐，實(shí)現(xiàn)調(diào)整裝置的靜態(tài)鎖定； 第二步，連接適配器與動(dòng)平臺(tái)的連接緊固件，適配器應(yīng)滿(mǎn)足航天器的接口要求； 第三步，調(diào)整裝置進(jìn)行自調(diào)平后，完成與航天器的對(duì)接過(guò)程； 第四步，通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量航天器與目標(biāo)物的位姿差，并輸入到控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)依據(jù)輸入，驅(qū)動(dòng)機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)航天器位姿的調(diào)整過(guò)程，即完成航天器的位置精度調(diào)整過(guò)程。
【文檔編號(hào)】B23P19/10GK103624535SQ201310556639
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】劉廣通, 鄭圣余, 唐賴(lài)穎, 易旺民, 傅浩, 郭濤, 高峰, 趙培容, 熊濤, 尹大勇 申請(qǐng)人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所