嵌入式艙段軸向水平對接裝置及方法

2023-05-15 08:52:01

嵌入式艙段軸向水平對接裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種嵌入式艙段軸向水平對接裝置，包括底部支撐框架、水平導軌、角撐、第一艙段安裝框架、嵌入艙段第一、第二支撐模塊、滾珠絲槓機構和第二艙段支撐模塊，第一艙段安裝框架用於安裝第一艙段，嵌入艙段第一支撐模塊和嵌入艙段第二支撐模塊，用於協作支撐嵌入式艙段，並對嵌入式艙段進行高度調整以保證嵌入式艙段的接口對準第一艙段的接口；滾珠絲槓機構用於帶動兩支撐模塊共同支撐著嵌入式艙段靠近第一艙段移動完成軸向水平對接，以及帶動位於第二艙段支撐模塊上的第二艙段近第一艙段移動完成三艙段的軸向水平對接。本發明還提供了嵌入式艙段的軸向對接方法。本發明實現徑向小間隙的嵌入式艙段對接，操作方便，工作可靠性高。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明屬於地面設備【技術領域】，具體涉及一種嵌入式艙段軸向水平對接裝置。 嵌入式艙段軸向水平對接裝置及方法

【背景技術】
[0002] 在飛行器中，有一類飛行器為採用多個艙段軸向對接而成，所用的艙段外形一般 為圓柱、圓錐段等迴轉體，艙段之間的裝配通常為單一的軸向對接，艙段之間無嵌入關係。 嵌入式艙段是針對三個艙段之間而言，其中前兩個艙段為較為簡單的軸向對接，第三個艙 段軸向嵌套在這兩個裝配在一起的艙段之間，同時與前兩個艙段軸向對接，第三個艙段即 為嵌入式艙段。嵌入式艙段一般應用在整流罩上，目的是採用具有承載能力的嵌入式整流 罩來減少位於整流罩內的艙段殼體質量。
[0003] 嵌入式艙段與第一艙段、第二艙段之間的結構關係決定了其裝配順序。首先將嵌 入式艙段裝配與第一個艙段連接，然後第二個艙段同時與第一個艙段、嵌入式艙段連接，與 第一個艙段連接時需要通過位於嵌入式艙段上的操作口才能完成；由於測試需要，還存在 著反向操作的工況，即將三個艙段裝配在一起的狀態分解至單個艙段。在複雜的嵌入式艙 段對接中，不僅嵌入式艙段與前兩個艙段之間的徑向間隙小，且由於空間關係在裝配過程 需要增加周向旋轉才能完成艙段對接。
[0004] 對於嵌入式艙段裝配，常用的對接方式是垂直對接，利用對接工裝、吊具等設備來 實現。實踐表明，垂直對接效率相對較低，不能滿足快速裝配的需要。對於徑向小間隙、需 周向旋轉的嵌入式艙段對接而言，採用垂直對接存在一些不利因素，例如垂直對接通常用 到廠房吊車、汽車起重機等設備來完成艙段對接過程中的運動，這在徑向間隙小的艙段對 接中操作十分困難，對於需要周向旋轉的工況下則進一步加大操作難度；在垂直對接中，由 於徑向間隙小，艙段軸向活動範圍大，導致操作人員難以準確觀察位於較高位置的艙段對 接過程，容易導致裝配過程中碰撞等意外情況。對於徑向小間隙、需周向旋轉的嵌入式艙段 對接，有必要採用全新的技術方案來實現。


【發明內容】

[0005] 為了解決現有的嵌入式艙段對接難題，本發明提供了一種嵌入式艙段軸向水平對 接裝置及方法，其目的在於，實現徑向小間隙的嵌入式艙段對接，操作方便，工作可靠性高。
[0006] 按照本發明的一方面，嵌入式艙段軸向水平對接裝置，包括：
[0007] 底部支撐框架，其上表面具有用作基準平面的條形凸臺面；
[0008] 水平導軌，安裝於底部支撐框架的條形凸檯面上；
[0009] 角撐，裝配在底部支撐框架的下表面，具有高度可調功能，用於調整底部支撐框架 至水平狀態；
[0010] 第一艙段安裝框架，安裝於底部支撐框架上，為三角形加強剛性框架，其垂直安裝 面與底部支撐框架的基準平面垂直，垂直安裝面用於安裝第一艙段；
[0011] 嵌入艙段第一支撐模塊和嵌入艙段第二支撐模塊，通過第一支撐滑塊安裝於底部 支撐框架上的水平導軌上，用於協作支撐嵌入式艙段，並對嵌入式艙段進行高度調整以保 證嵌入式艙段的接口對準第一艙段的接口；嵌入艙段第一支撐模塊與嵌入艙段第二支撐模 塊之間通過鋼梁連接為一體；
[0012] 滾珠絲槓機構，安裝於底部支撐框架上且連接嵌入艙段第一支撐模塊，用於帶動 嵌入艙段第一支撐模塊和嵌入艙段第二支撐模塊共同支撐著嵌入式艙段靠近第一艙段移 動完成軸向水平對接；
[0013] 第二艙段支撐模塊，在嵌入式艙段與第一艙段完成對接後卸除嵌入艙段第二支撐 模塊，此時第二艙段支撐模塊通過第二支撐滑塊裝配於水平軌道上，用於支撐第二艙段，並 對第二艙段進行高度調整以保證第二艙段的接口對準第一艙段和嵌入式艙段的接口；滾珠 絲槓機構連接第二艙段支撐模塊，滾珠絲槓機構用於驅動第二艙段支撐模塊沿著水平導軌 軸向移動，從而使得位於第二艙段支撐模塊上的第二艙段靠近第一艙段和嵌入式艙段移動 完成軸向水平對接。
[0014] 進一步地，所述嵌入艙段第一支撐模塊或嵌入艙段第二支撐模塊或第二艙段支撐 模塊包括：支撐環、限位塊、固定包帶、升降組件、旋轉組件、底座；支撐環，其內徑與其支撐 的艙段外徑相同，用於支撐艙段；固定包帶，纏繞於支撐環外周，用於將艙段約束在支撐環 上以確保艙段在對接過程中不發生位移；升降組件，安裝於底座上，用於調節支撐環的高 度；旋轉組件，安裝於升降組件上，用於調節支撐環的旋轉角度；底座，用於支撐所述支撐 模塊的其它部件，並連接與水平導軌配合的第一支撐滑塊和第二支撐滑塊。
[0015] 進一步地，還包括限位塊、第一軸向限位杆和第二軸向限位杆：限位塊，連接支撐 環，用於確定艙段在支撐環上的軸向位置；第一軸向限位杆，安裝於第一支撐模塊上，用於 確認嵌入式艙段與第一艙段的軸向重合長度達到中間預定重合度；第二軸向限位杆，安裝 於第一支撐模塊上，用於確認嵌入式艙段與第一艙段的軸向重合長度達到最終預定重合 度。
[0016] 進一步地，還包括安放在第二艙段上的配重塊。
[0017] 進一步地，還包括由磁性基座和高度尺組成的高度基準組件，磁性基座安裝在水 平導軌上，磁性基座上具有可以通斷磁力的旋鈕開關，以實現磁性基座在導軌上的安裝或 移除；高度尺裝配在磁性基座上，用於利用第一艙段、第二艙段和嵌入式艙段各端面的定位 銷孔作為基準來測量艙段的中心高度。
[0018] 進一步地，還包括水平儀，用於測量底部支撐框架的水平度。
[0019] 進一步地，所述滾珠絲槓機構包括絲槓、滾珠螺母、固定支座、滑動塊、手柄；絲槓 和滾珠螺母形成配合，在絲槓旋轉時滾珠螺母作軸向直線運動；固定支座具有軸承結構，用 於支撐將絲槓的一端並保留絲槓的旋轉自由度；滾珠螺母上具有限位環結構，所述第一支 撐滑動塊具有槽口，槽口與滾珠螺母上的限位環結構配合，當滾珠螺母作軸向直線運動時， 其帶動滑動塊進行軸向直線運動；手柄與絲槓的另一端為固連，用於驅動絲槓旋轉。
[0020] 進一步地，還包括設置在底部支撐框架底部的腳輪。
[0021] 按照本發明的另一方面，一種利用所述嵌入式艙段軸向水平對接裝置進行艙段對 接的方法，包括以下步驟：
[0022] (1)使用角撐調整水平導軌基準平面至水平，第一艙段安裝框架與第一艙段配合 面為鉛垂面；
[0023] (2)將第一艙段裝配到第一艙段安裝框架的安裝面上；
[0024] (3)將嵌入式艙段放置在嵌入艙段第一支撐模塊和嵌入艙段第二支撐模塊上，利 用兩嵌入艙段支撐模塊對嵌入式艙段進行高度調整以保證嵌入式艙段的接口對準第一艙 段的接口；
[0025] (4)操作滾珠絲槓機構驅使嵌入式艙段跟隨兩嵌入艙段支撐模塊靠近第一艙段軸 向運動，完成嵌入式艙段與第一艙段的軸向水平對接；
[0026] (5)卸除嵌入艙段第二支撐模塊，將第二艙段支撐模塊通過第二支撐滑塊裝配於 水平軌道上，將第二艙段安放於第二艙段支撐模塊上，對第二艙段進行高度調整以保證第 二艙段的接口對準第一艙段和嵌入式艙段的接口；滾珠絲槓機構連接第二艙段支撐模塊；
[0027] (6)操作滾珠絲槓機構驅使第二艙段跟隨第二艙段支撐模塊靠近第一艙段和嵌入 式艙段軸向運動，完成三艙段的軸向水平對接。
[0028] 進一步地，所述步驟（4)具體為：
[0029] 操作滾珠絲槓機構驅使嵌入式艙段跟隨兩嵌入艙段支撐模塊靠近第一艙段軸向 運動，當嵌入式艙段與第一艙段間的重合度到達中間預定重合度時，停止軸向移動；操作嵌 入艙段第一支撐模塊和嵌入艙段第二支撐模塊使得嵌入艙體旋轉預定角度；
[0030] 繼續操作滾珠絲槓機構驅使嵌入式艙段跟隨兩嵌入艙段支撐模塊繼續靠近第一 艙段軸向運動，當嵌入式艙段與第一艙段間的重合度到達最終預定重合度時，停止軸向移 動，反方向操作嵌入艙段第一支撐模塊和嵌入艙段第二支撐模塊使得嵌入艙體反方向旋轉 預定角度，繼續操作滾珠絲槓機構完成嵌入式艙段與第一艙段的對接。
[0031] 本發明的技術效果體現在：
[0032] 本發明利用艙段的結構剛度、艙段之間的間隙來實現小間隙嵌入式艙段的水平對 接；採用水平對接方式，質心高度低，對接過程更安全、且便於多角度多方位觀察對接過程； 採用滾珠絲槓機構來實現艙段軸向對接過程中的移動，移動過程平穩，工作可靠；以導軌表 面、第一艙段安裝框架的垂直安裝面為基準面，精度高且工藝上易於保證；多個零部件採用 貨架產品，生產成本低。本發明具有結構簡單、工作可靠、滿足快速裝配的要求。
[0033] 進一步地，所述艙段支撐模塊上除了支撐功能還，還具有嵌入式艙段的軸向限位、 包帶約束固定、升降、旋轉功能，以及在滾珠絲槓套件的帶動下沿著水平導軌軸向移動，能 夠實現嵌入式艙段中具有旋轉式的軸向對接。
[0034] 進一步地，針對艙段旋轉式軸向對接方式，還增設兩軸向限位杆，第一軸向限位杆 用於確認嵌入式艙段與第一艙段的軸向重合長度達到中間預定重合度，第二軸向限位杆用 於確認嵌入式艙段與第一艙段的軸向重合長度達到最終預定重合度，這樣通過主動限位的 方式避免了軸向移動過度。
[0035] 進一步地，增設第二艙體配重塊調整軸向質心位置，以便於第二艙段的支撐。
[0036] 進一步地，在底部支撐框架的底部裝配腳輪，便於短距離移動底部支撐框架及裝 配成一體的其他部件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037] 圖1為本發明的主視圖
[0038] 測量調節裝置裝配在矢量艙上的主視圖；
[0039] 圖2為圖1的俯視圖；
[0040] 圖3為本發明的底部框架水平導軌等組件裝配結構示意圖；
[0041] 圖4為本發明的三角框架結構示意圖；
[0042] 圖5為本發明的滾珠絲槓套件結構示意圖；
[0043] 圖6為本發明艙段支撐模塊I結構示意圖；
[0044] 圖7為圖6的局部放大圖；
[0045] 圖8為本發明的嵌入式艙段對接至軸向旋轉前的過程示意圖；
[0046] 圖9為本發明的嵌入式艙段對接至反向旋轉的過程示意圖；
[0047] 圖10為本發明的第二艙段對接前的過程示意圖；
[0048] 圖11為本發明的三個艙段對接完成後的示意圖。

【具體實施方式】
[0049] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特徵只要 彼此之間未構成衝突就可以相互組合。
[0050] 本發明裝置實施例對接的艙體包括第一艙段1、第二艙段2和嵌入式艙體3。所述 第一艙段1、第二艙段2均是由兩個直徑不同的迴轉體組成，較大直徑的尺寸a為1400mm， 較小直徑的尺寸b為1300mm。第一艙段1上直徑1300mm的迴轉體軸向長度Q為1500mm， 直徑為1400mm的迴轉體軸向長度L 3為300mm ;第二艙段2上直徑為1300mm的迴轉體軸向 長度L2為500mm，直徑為1400mm的迴轉體軸向長度L 4為300mm。在裝配關係上，第一艙段 1、第二艙段2上直徑為1300mm的迴轉體為軸向對接。所述嵌入式艙段3為薄壁圓筒結構， 外徑為1400臟，長度為L Q = Q+k = 2000mm。在裝配關係上，嵌入式艙段將第一艙段1、第 二艙段2上直徑1300mm的部分包容在其中，與第一艙段1、第二艙段2直徑1400mm的迴轉 體端框連接。
[0051] 所述第一艙段1、第二艙段2、嵌入式艙段3的結構關係決定了其裝配順序。首先 進行嵌入式艙段與第一艙段1進行軸向對接，然後第二艙段2與第一艙段1、嵌入式艙段3 同時進行軸向對接，與第一個艙段1連接時需要通過位於嵌入式艙段3上的操作口才能完 成。由於測試需要，還存在著分解操作的工況，即三個艙段裝配在一起的狀態分解至單個艙 段的流程，
[0052] 分解操作的順序與裝配操作的順序相反。
[0053] 所述第一艙段1在前端面固定時，艙段自重帶來的後端面部位變形量w為1. 5_。 所述嵌入式艙段內壁與第一艙段1直徑為1300mm迴轉體表面之間的距離為艙段之間的最 小徑向間隙ra為5mm，滿足r a彡3+w(mm)的要求。
[0054] 複雜的嵌入式艙段3對接工況有多種，但均是類似工況，現選取一個典型工況論 述。嵌入式艙段3在軸向對接過程中，嵌入式艙段3與第一艙段1的軸向重合長度達到L a 時，嵌入式艙段3需要旋轉角度Θ ;嵌入式艙段3繼續軸向運動，至兩艙段軸向重合長度達 到Lb，然後反向旋轉Θ角度至初始狀態；嵌入式艙段3繼續軸向對接，直至完成艙段之間的 裝配。本嵌入式艙段3在軸向對接過程中，嵌入式艙段3與第一艙段1的軸向重合長度1^ 達到1100mm時，嵌入式艙段需要旋轉角度5° ;嵌入式艙段繼續軸向運動，至兩艙段軸向重 合長度U達到HOOmm、，然後反向旋轉5°至初始狀態；嵌入式艙段繼續軸向對接，直至完 成艙段之間的裝配。
[0055] 如圖1、圖2所示，本發明的嵌入式艙段軸向水平對接裝置實施例，包括底部支撐 框架4、第一艙段安裝框架5、腳撐6、水平導軌9、滾珠絲槓機構10、嵌入艙段第一支撐模塊 11、嵌入艙段第二支撐模塊12、第二艙段支撐模塊14。
[0056] 如圖3所示，所述底部支撐框架4為剛性、長方形的框架，採用100X100X5mm的 鋼管焊接，位於導軌部位採用l〇mm鋼板焊接後機加。底部支撐框架4的長度L a為5000mm。 底部支撐框架4的上表面位於導軌位置具有位於一個平面的兩個條形凸臺，凸臺的平面度 為0. 4mm，為精度較高的基準平面，與垂直安裝面之間為垂直關係。
[0057] 如圖5所示，水平導軌9軸向安裝於底部支撐框架4的上表面；所述水平導軌9 包含兩根高精度導軌，採用可直接購買的貨架產品，單段為1000mm，每4段拼接成為一根導 軌。導軌的寬度為45mm，基本額定靜負載136kN，基本額定動負載95kN，滿足承載需要、摩擦 係數小且較為穩定。水平導軌9裝配在底部支撐框架4的凸臺上，兩根導軌上的配合面形 成一個高精度的基準平面。水平導軌9的長度短於底部支撐框架4的長度L a，具體長度根 據對接所需的行程來確定。
[0058] 角撐6,裝配在底部支撐框架4的下表面，具有高度可調功能，用於調整底部支撐 框架4至水平狀態。單個可調式角撐6的承載能力為4t，可調整範圍為100_。與地面接 觸的部分為平面，且為橡膠材料，以避免打滑及應力分布均勻。在底部支撐框架4位置確定 後，升起角撐6可以將底部支撐框架4抬高使得腳輪7不接觸地面，同時具備調整底部支撐 框架4水平度的功能。
[0059] 如圖4所示，第一艙段安裝框架5安裝於底部支撐框架4上，為三角形加強的剛性 框架，採用100X 100X5mm的鋼管焊接，三角框架5具有與底部支撐框架4連接的接口、垂 直安裝面。在三角框架5與底部支撐框架4連接後，三角框架5的垂直安裝面與底部支撐 框架4的基準平面垂直。垂直安裝面上裝有轉接環8,用於連接第一艙段。本實例轉接環8 採用15mm鋼板焊接後機加成型，直徑1600mm。轉接環8用來將第一艙段1固定到底座上， 在底座水平放置時，轉接環8上用來安裝第一艙段1的安裝面與水平面垂直，該安裝面的平 面度為0. 3mm，是精基準平面。
[0060] 嵌入艙段第一支撐模塊11和嵌入艙段第二支撐模塊12,通過第一支撐滑塊安放 於水平導軌9上，能夠對嵌入式艙段進行高度和轉動角度調整以保證嵌入式艙段的接口對 準第一艙段的接口；所述鋼梁13為100 X 100 X 5mm鋼管焊接而成，端面為10mm厚度的法蘭 面，用來將嵌入艙段第一支撐模塊11、嵌入艙段第二支撐模塊12連接成為一個整體。本實 例中，兩支撐模塊結構相同，包含支撐環11a、限位塊lib、固定包帶11c、升降組件lid、旋轉 組件lie、底座Ilf。支撐環11a的支撐內徑為1400mm，與嵌入式艙段外徑相同，可用於支撐 艙段，中心高為1400mm。定包帶11c採用寬度為50mm的帆布帶，端部具有張緊機構，纏繞於 支撐環11a外周，用來將艙段約束在支撐環上，確保艙段在對接過程中固定牢靠、不發生位 移。升降組件lid可以實現支撐環±30_內的升降，並具有刻度盤指示升降的位移數值。 旋轉組件lie可以實現支撐在±6°角度內的旋轉，並具有刻度盤指示旋轉的角度數值。底 座Ilf用於支撐所述支撐模塊的其它部件，裝配有與水平導軌9配合的支撐滑塊。
[0061] 所述滾珠絲槓機構10採用貨架產品改制而成，絲槓10a直徑32mm，長度為 4500mm，導程為5mm，珠徑3. 175mm。滾珠絲槓機構10包含絲槓10a、滾珠螺母10b、固定支 座10c、滑動塊10d、手柄10e。絲槓10a和滾珠螺母10b形成配合，在絲槓10a軸向限位時 旋轉絲槓l〇a則滾珠螺母10b作軸向運動。固定支座10c具有軸承結構，用來將絲槓10a約 束，保留絲槓l〇a旋轉自由度。滾珠螺母10b上具有限位環結構，滑動塊10d中具有槽口， 槽口與滾珠螺母l〇b上的限位環結構配合。當滾珠螺母10b作軸向運動時，帶動滑動塊10d 進行軸向直線運動，滑動塊l〇d又連接艙段支撐模塊的底座llf，從而帶動嵌入艙段第一支 撐模塊11進行軸向運動。手柄l〇e與絲槓10a為固連，轉動手柄10e驅動絲槓10a旋轉。
[0062] 第二艙段支撐模塊14用於支撐第二艙段，並對第二艙段進行高度調整以保證第 二艙段的接口對準第一艙段和嵌入式艙段的接口。在嵌入式艙段與第一艙段完成對接後卸 除嵌入艙段第二支撐模塊12,將安裝於底部支撐框架4上的第二支撐滑塊實現在水平導軌 9上的支撐及滑動。將滾珠絲槓機構10的滑動塊10d與第二艙段支撐模塊14連接，滾珠絲 槓機構10驅動滑動塊l〇d及與其裝配在一起的第二艙段支撐模塊14沿著水平導軌9軸向 移動，從而使得位於第二艙段支撐模塊14上的第二艙段2靠近第一艙段1和嵌入式艙段3， 完成軸向對接。第二艙段支撐模塊14包含支撐環、固定包帶、升降組件、旋轉組件、限位槽 口和底座，各部分的結構形式、功能與第一艙段支撐模塊11的對應部分相同。第二艙艙段 支撐模塊14的功能是實現第二艙段的包帶約束固定、升降、旋轉，以及在滾珠絲槓套件10 的帶動下沿著水平導軌9軸向移動。根據第二艙段的軸向長度、第二艙艙段支撐模塊14的 結構設計需要等來確定第二艙艙段支撐模塊14的軸向支撐長度，可以將第二艙艙段支撐 模塊14分解為兩個艙段支撐模塊。
[0063] 按照本發明的較佳實施例，可在上述結構上增設安裝於嵌入式艙段第一支撐模塊 11的第一軸向限位杆16和第二軸向限位杆17,以及與支撐環11a固連的限位塊11b，限位 塊lib上的基準面與艙段的端面貼合，使得嵌入式艙段放置在支撐環上時，可以獲得相對 支撐環的軸向定位。第一軸向限位杆16用於確認嵌入式艙段3與第一艙段1的軸向重合 長度達到中間預定重合度，第二軸向限位杆17用於確認嵌入式艙段3與第一艙段1的軸向 重合長度達到最終預定重合度。第一軸向限位杆16和第二軸向限位杆17的軸向長度均是 參照第一支撐模塊11上的限位塊lib的基準面進行設計，即相當於參照嵌入式艙段3的端 面。在本實例中個，中間預定重合度為1100mm，最終預定重合度為1400mm。確認達到1100_ 後，拆卸軸向限位杆116,然後通過操作嵌入艙段第一支撐模塊11、嵌入艙段第二支撐模塊 12的旋轉組件，將嵌入式艙段3旋轉5° ;確認達到1400mm後，拆卸軸向限位杆1117,然 後通過操作艙段支撐模塊111、艙段支撐模塊1112的旋轉組件，將嵌入式艙段3反向旋轉 5° 〇
[0064] 按照本發明的較佳實施例，可在上述結構上增設第二艙體配重塊調整軸向質心位 置，以便於第二艙段的支撐。第二艙段上用來支撐的部位直徑為1400mm區域長度為300mm， 第二艙段的軸向質心位於距離前端面450mm的位置，即位於直徑1300mm上，採用配重可方 便的實現第二艙段的支撐，配重的質量為50kg。
[0065] 按照本發明的較佳實施例，可在上述結構上在底部支撐框架4的底部裝配腳輪7， 其功能是便於短距離移動底部支撐框架4及裝配成一體的其他部件。單個腳輪7的承載能 力為2t，輪子的直徑150mm。
[0066] 按照本發明的較佳實施例，可在上述結構上增設由磁性基座和高度尺組成的高度 基準組件15,磁性基座安裝在水平導軌9上，磁性基座上具有可以通斷磁力的旋鈕開關，以 實現磁性基座在導軌上的安裝或移除；高度尺裝配在磁性基座上，用於利用第一艙段1、第 二艙段2和嵌入式艙段3各端面的定位銷孔作為基準來測量艙段的中心高度。磁力基座選 用MB-1 2T，即磁力為l2〇kg。
[0067] 按照本發明的較佳實施例，可在上述結構上增設水平儀。所述水平儀19為通用量 具框式水平儀，規格300mm，精度為0. 02mm/1000mm，可以實現測量物體水平的功能。在使用 可調式角撐6來調整底部支撐框架4時，採用水平儀19來測量底部支撐框架4水平度，確 保將其調整到水平。
[0068] 利用本發明實施例嵌入式艙段軸向水平對接裝置進行艙段對接的過程為：
[0069] 1)對接前的準備：將底座移動至在廠房較為平整的位置，將水平導軌9、滾珠絲槓 套件10、轉接環8、可調式角撐6、腳輪7裝配到底部支撐框架4上，調節可調式角撐6,並採 用水平儀配合測量，將底座上的水平導軌9基準平面調整至水平，轉接環8與第一艙段1配 合面為鉛垂面；旋轉手柄l〇e，將滾珠絲槓套件10的滾珠螺母10b移動至合適位置，使得滾 珠螺母10b的可用行程滿足裝配要求。
[0070] 2)將第一艙段1裝配到轉接環8上，用高度基準組件15測量第一艙段1與嵌入式 艙段3對接的端框高度，滿足要求後繼續進行對接。
[0071 ] 3)將嵌入艙段第一支撐模塊11、嵌入艙段第二支撐模塊12安裝在導軌上，將軸向 限位杆116安裝在嵌入艙段第一支撐模塊11上。
[0072] 4)將嵌入式艙段放置在嵌入艙段第一支撐模塊11、嵌入艙段第二支撐模塊12的 支撐環上，採用限位塊lib來確定艙段在支撐環上的軸向位置，核對第一軸向限位杆16頂 部距離嵌入式艙段前端面的距離是否滿足設計要求。
[0073] 5)轉動手柄10e，絲槓10a旋轉，滾珠螺母10b帶動嵌入艙段第一支撐模塊11、嵌 入艙段第二支撐模塊12及嵌入式艙段3作軸向運動，當第一軸向限位杆16頂部與第一艙 段1接觸時，停止軸向移動。
[0074] 6)旋轉嵌入艙段第一支撐模塊11、嵌入艙段第二支撐模塊12上的旋轉模塊，使得 艙段旋轉Θ角，更換第二軸向限位杆17。
[0075] 7)繼續旋轉手柄10e使得嵌入式艙段軸向運動，當軸向限位杆1117頂部與第一艙 段1接觸時，停止軸向移動。
[0076] 8)旋轉嵌入艙段第一支撐模塊11、嵌入艙段第二支撐模塊12上的旋轉模塊，使得 艙段反向旋轉Θ角，繼續旋轉手柄l〇 e完成嵌入式艙段與第一艙段1的對接裝配。
[0077] 9)取出嵌入艙段第二支撐模塊12、將嵌入艙段第一支撐模塊11移動至合適位置 以改善裝配在一起的第一艙段1、嵌入式艙段3的受力情況，在水平軌道上裝配第二艙段支 撐模塊14 ;
[0078] 10)分解滾珠螺母10b與嵌入艙段第二支撐模塊12的連接，將其與第二支撐模塊 14連接，然後將裝配在一起的第二艙段+配重塊放置到第二支撐模塊14的支撐環上。繼續 旋轉手柄l〇e使得第二艙段軸向運動，直至完成對接。
[0079] 本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以 限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含
【權利要求】
1. 嵌入式艙段軸向水平對接裝置，其特徵在於，包括： 底部支撐框架（4)，其上表面具有用作基準平面的條形凸臺面； 水平導軌（9)，安裝於底部支撐框架（4)的條形凸檯面上； 角撐￠)，裝配在底部支撐框架（4)的下表面，具有高度可調功能，用於調整底部支撐 框架（4)至水平狀態； 第一艙段安裝框架（5)，安裝於底部支撐框架（4)上，為三角形加強剛性框架，其垂直 安裝面與底部支撐框架（4)的基準平面垂直，垂直安裝面用於安裝第一艙段； 嵌入艙段第一支撐模塊（11)和嵌入艙段第二支撐模塊（12)，通過第一支撐滑塊安裝 於底部支撐框架（4)上的水平導軌（9)上，用於協作支撐嵌入式艙段，並對嵌入式艙段進行 高度調整以保證嵌入式艙段的接口對準第一艙段的接口；嵌入艙段第一支撐模塊（11)與 嵌入艙段第二支撐模塊（12)之間通過鋼梁（13)連接為一體； 滾珠絲槓機構（10)，安裝於底部支撐框架（4)上且連接嵌入艙段第一支撐模塊（11)， 用於帶動嵌入艙段第一支撐模塊（11)和嵌入艙段第二支撐模塊（12)共同支撐著嵌入式艙 段靠近第一艙段移動完成軸向水平對接； 第二艙段支撐模塊（14)，在嵌入式艙段與第一艙段完成對接後卸除嵌入艙段第二支撐 模塊（12)，此時第二艙段支撐模塊（14)通過第二支撐滑塊裝配於水平軌道（9)上，用於支 撐第二艙段並對第二艙段進行高度調整以保證第二艙段的接口對準第一艙段和嵌入式艙 段的接口；滾珠絲槓機構（10)連接第二艙段支撐模塊（14)，滾珠絲槓機構（10)用於驅動 第二艙段支撐模塊（14)沿著水平導軌（9)軸向移動，從而使得位於第二艙段支撐模塊（14) 上的第二艙段靠近第一艙段和嵌入式艙段移動完成軸向水平對接。
2. 根據權利要求1所述的嵌入式艙段軸向水平對接裝置，其特徵在於，所述嵌入艙段 第一支撐模塊（11)或嵌入艙段第二支撐模塊（12)或第二艙段支撐模塊（14)包括：支撐環 (11a)、限位塊（11b)、固定包帶（11c)、升降組件（lid)、旋轉組件（lie)、底座（Ilf); 支撐環（11a)，其內徑與其支撐的艙段外徑相同，用於支撐艙段； 固定包帶（11c)，纏繞於支撐環（11a)外周，用於將艙段約束在支撐環（11a)上以確保 艙段在對接過程中不發生位移； 升降組件（lid)，安裝於底座（Ilf)上，用於調節支撐環（11a)的高度； 旋轉組件（lie)，安裝於升降組件（lid)上，用於調節支撐環（11a)的旋轉角度； 底座（1 If)，用於支撐所述支撐模塊的其它部件，並連接與水平導軌配合的第一支撐滑 塊和第二支撐滑塊。
3. 根據權利要求2所述的嵌入式艙段軸向水平對接裝置，其特徵在於，還包括： 限位塊（11b)，連接支撐環（11a)，用於確定艙段在支撐環上的軸向位置； 第一軸向限位杆（16)，安裝於第一支撐模塊（11)上，用於確認嵌入式艙段與第一艙段 的軸向重合長度達到中間預定重合度； 第二軸向限位杆（17)，安裝於第一支撐模塊（11)上，用於確認嵌入式艙段與第一艙段 的軸向重合長度達到最終預定重合度。
4. 根據權利要求1或2或3所述的嵌入式艙段軸向水平對接裝置，其特徵在於，還包括 安放在第二艙段上的配重塊。
5. 根據權利要求1或2或3所述的嵌入式艙段軸向水平對接裝置，其特徵在於，還包括 由磁性基座和高度尺組成的高度基準組件（15)，磁性基座安裝在水平導軌（9)上，磁性基 座上具有可以通斷磁力的旋鈕開關，以實現磁性基座在導軌上的安裝或移除；高度尺裝配 在磁性基座上，用於利用第一艙段、第二艙段和嵌入式艙段各端面的定位銷孔作為基準來 測量艙段的中心高度。
6. 根據權利要求1或2或3所述的嵌入式艙段軸向水平對接裝置，其特徵在於，還包括 水平儀，用於測量底部支撐框架（4)的水平度。
7. 根據權利要求1或2或3所述的嵌入式艙段軸向水平對接裝置，其特徵在於，所述 滾珠絲槓機構（10)包括絲槓（l〇a)、滾珠螺母（10b)、固定支座（10c)、滑動塊（10d)、手柄 (10e);絲槓（10a)和滾珠螺母（10b)形成配合，在絲槓（10a)旋轉時滾珠螺母（10b)作軸向 直線運動；固定支座（l〇c)具有軸承結構，用於支撐將絲槓（10a)的一端並保留絲槓（10a) 的旋轉自由度；滾珠螺母（l〇b)上具有限位環結構，所述第一支撐滑動塊（10d)具有槽口， 槽口與滾珠螺母（l〇b)上的限位環結構配合，當滾珠螺母（10b)作軸向直線運動時，其帶動 滑動塊（l〇d)進行軸向直線運動；手柄（10e)與絲槓（10a)的另一端為固連，用於驅動絲槓 (10a)旋轉。
8. 根據權利要求1或2或3所述的嵌入式艙段軸向水平對接裝置，其特徵在於，還包括 設置在底部支撐框架（4)底部的腳輪。
9. 一種利用權利要求1?8任意一種所述嵌入式艙段軸向水平對接裝置進行艙段對接 的方法，其特徵在於，包括以下步驟： (1) 使用角撐（6)調整水平導軌（9)基準平面至水平，第一艙段安裝框架（5)與第一艙 段（1)配合面為鉛垂面； (2) 將第一艙段裝配到第一艙段安裝框架（5)的安裝面上； (3) 將嵌入式艙段放置在嵌入艙段第一支撐模塊（11)和嵌入艙段第二支撐模塊（12) 上，利用兩嵌入艙段支撐模塊對嵌入式艙段進行高度調整以保證嵌入式艙段的接口對準第 一艙段的接口； (4) 操作滾珠絲槓機構（10)驅使嵌入式艙段跟隨兩嵌入艙段支撐模塊靠近第一艙段 軸向運動，完成嵌入式艙段與第一艙段的軸向水平對接； (5) 卸除嵌入艙段第二支撐模塊（12)，將第二艙段支撐模塊（14)通過第二支撐滑塊裝 配於水平軌道（9)上，將第二艙段安放於第二艙段支撐模塊（14)上，對第二艙段進行高度 調整以保證第二艙段的接口對準第一艙段和嵌入式艙段的接口；滾珠絲槓機構（10)連接 第二艙段支撐模塊（14); (6) 操作滾珠絲槓機構（10)驅使第二艙段跟隨第二艙段支撐模塊（14)靠近第一艙段 和嵌入式艙段軸向運動，完成三艙段的軸向水平對接。
10. 根據權利要求9所述的艙段對接方法，其特徵在於：所述步驟（4)具體為： 操作滾珠絲槓機構（10)驅使嵌入式艙段跟隨兩嵌入艙段支撐模塊靠近第一艙段軸向 運動，當嵌入式艙段與第一艙段間的重合度到達中間預定重合度時，停止軸向移動；操作嵌 入艙段第一支撐模塊（11)和嵌入艙段第二支撐模塊（12)使得嵌入艙體旋轉預定角度； 繼續操作滾珠絲槓機構（10)驅使嵌入式艙段跟隨兩嵌入艙段支撐模塊繼續靠近第一 艙段軸向運動，當嵌入式艙段與第一艙段間的重合度到達最終預定重合度時，停止軸向移 動，反方向操作嵌入艙段第一支撐模塊（11)和嵌入艙段第二支撐模塊（12)使得嵌入艙體 反方向旋轉預定角度，繼續操作滾珠絲槓機構（10)完成嵌入式艙段與第一艙段的對接。
【文檔編號】B64F5/00GK104097789SQ201410292446
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】胡善剛, 肖任勤, 林守雁, 呂建剛, 鮑永定, 範開春 申請人:湖北航天技術研究院總體設計所