大型推力器設置到太空飛行器底部的調姿裝配工藝的製作方法
2023-12-02 20:16:31 3
大型推力器設置到太空飛行器底部的調姿裝配工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種大型推力器設置到太空飛行器底部的調姿裝配工藝，通過兩個太空飛行器支架車的配合使用，五次吊裝太空飛行器及支架車，實現了太空飛行器與大型推力器的裝配，其中使用的調姿裝備包括螺旋提升裝置、二維水平調節裝置、地腳支撐傾斜調節裝置，控制螺旋提升裝置實現大型推力器的提升和下降，控制二維水平調節裝置實現大型推力器水平方向的移動，同時控制地腳支撐調節裝置實現大型推力器的傾斜角度，最終實現大型推力器與太空飛行器的有效對中。與現有的太空飛行器產品吊裝裝配工藝方法相比，本發明解決了太空飛行器大型推力器底部複雜布局無法裝配的難題，同時通過有效地五自由度調姿工藝裝備和實時監測方式，解決了位於太空飛行器底部的高精度部件裝配的技術難題。
【專利說明】大型推力器設置到太空飛行器底部的調姿裝配工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬於太空飛行器總裝工藝【技術領域】，具體來說，涉及一種太空飛行器與大型推力器的調姿裝配的方法。
【背景技術】
[0002]通常，太空飛行器大型部件的安裝需要採用吊裝方式來實現，具體是將大型部件吊裝到太空飛行器的對接位置並進行連接固定，從而滿足安裝狀態。常見的太空飛行器大型部件的安裝示意圖如圖1所示，其中，太空飛行器I停放在支架車2上，大型部件3 (如貯箱等)經吊裝設備懸吊到太空飛行器上方的對接位置，然後緩慢下降進入太空飛行器主結構上部的容納空間，並與太空飛行器對接固定。對於太空飛行器主結構上部需要安裝大型部件的情況下，此裝配方法較為成熟，使用廣泛。
[0003]然而，太空飛行器總裝過程中，一些太空飛行器部件需要設置在太空飛行器的底部，如果這些太空飛行器部件的安裝精度沒有嚴格的精度要求，且這些部件體積較小、重量較輕的情況下，可採用人工抬扶方式進行安裝，不需要藉助裝配工具來進行實施。但如果太空飛行器主結構底部需要安裝體積和重量大到難以進行人工安裝且需要高精度裝配的情況下，上述裝配方法不再適用。例如嫦娥三號太空飛行器，由於其所需的大型推力器體積大、質量大，並且具有高精度的要求，無法採用上述常規裝配方式進行安裝，因此需要提出一種新型安裝方法以滿足嫦娥三號大型推力器的安裝和調整。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，本發明的發明目的在於提供一種大型推力器設置到太空飛行器底部的調姿裝配工藝，旨在解決大型太空飛行器部件產品布局在太空飛行器底部無法裝配的技術難題。
[0005]為了實現上述目的，本發明採用了如下的技術方案:
[0006]一種大型推力器設置到太空飛行器底部的調姿裝配工藝，包括以下步驟:
[0007]I)將大型推力器放置在停放調姿工裝上，停放調姿工裝包括可二維水平移動的平臺，平臺上部設置的螺旋升降裝置以及平臺底部四角設置的供調節平臺傾斜度的可升降地腳；將主結構下方設置有大型推力器容納空間的太空飛行器放置在支架車一上，準備吊裝使用；
[0008]2)起吊支架車二到大型推力器上方並緩慢下降以不觸碰大型推力器的方式套裝到停放調姿工裝的上，移動支架車二，使停放調姿工裝位於支架車二的中間部分，使支架車二水平兩個方向的邊緣均距離停放調姿工裝的邊緣距離為400mm±50mm ；
[0009]3)調節停放調姿工裝的平臺至最低位置，起吊備用太空飛行器到停放調姿工裝上方並將其放置在支架車二上，螺旋上升大型推力器直到大型推力器靠近備用太空飛行器，並使大型推力器安裝法蘭面與備用太空飛行器安裝法蘭面之間的垂直距離不小於50mm ；
[0010]4)布置兩臺經緯儀分別位於太空飛行器的周圍，調整高度，滿足可視大型推力器和太空飛行器的測試精度，達到測試大型推力器與太空飛行器安裝的位置關係、角度關係；
[0011 ] 5)調節停放調姿工裝，將大型推力器與太空飛行器安裝孔位對中，安裝緊固件，安裝緊固件的同時，採用經緯儀監測確認無變化，避免了大型推力器安裝緊固件過程受力致使大型推力器變形，影響產品安裝精度，之後，緊固件擰緊測力矩；
[0012]6)降低停放調姿工裝中的螺旋升降裝置，將停放調姿工裝與大型推力器脫開，採用經緯儀進行精度測試，若精度不滿足要求執行第7)步，若精度滿足要求執行第8)步；
[0013]7)再次提升支撐調姿裝置與大型推力器進行對接；之後拆除大型推力器與太空飛行器之間的連接，並稍稍下降調姿裝置，安裝所需的調整墊片；然後重複第5)步和第6)步，重新安裝緊固件，並開展精度測試，直至精度滿足要求為止，執行第8)步；
[0014]8)精測結果滿足要求後，起吊太空飛行器至支架車一上；
[0015]9)最後，將支架車二吊裝出停放調姿工裝。
[0016]其中，平臺上部設置的螺旋升降裝置通過操作垂直調節絲槓實現大型推力器的提升和下降功能。
[0017]其中，通過絲槓手輪方式調節二維水平移動的平臺的水平位置，實現Y方向和Z方向的平移。
[0018]其中，停放調姿工裝具有四個支撐，實現俯仰(±5度)、側擺俯仰(±5度)的調節功能。
[0019]與現有的太空飛行器產品吊裝裝配工藝方法相比，本發明解決了太空飛行器大型推力器底部複雜布局的無法裝配的技術難題。採用吊裝太空飛行器與支架車後，再將大型推力器與太空飛行器安裝，解決了太空飛行器與儀器對接可能產生的風險。同時，吊裝支架車套裝在調姿裝置內，解決了調姿裝置無法吊裝的難題。同時通過有效的五自由度調姿工藝裝備和實時監測的精測手段，解決了高精度設備裝配的技術難題。該工藝方法安全可靠，取得了良好的使用效果O
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為現有技術中將大型部件安裝到太空飛行器上部的安裝狀態圖；
[0021]圖2是本發明的大型推力器的裝配工藝過程示意圖；
[0022]圖2-1是第一次吊裝，將大型推力器吊裝放置到停放調姿平臺上；
[0023]圖2-2是第二次吊裝，低架車套裝大型推力器及停放調姿裝置；
[0024]其中I為太空飛行器；其中2為太空飛行器支架車一 ；3為太空飛行器支架車二 ；4為大型推力器；5為停放調整裝置；
[0025]圖2-3是第三次吊裝，太空飛行器返低架車安裝大型推力器；
[0026]圖2-4是第四次吊裝，太空飛行器及大型推力器吊裝至支架車二
[0027]圖2-5是第五次吊裝，支架車一吊出大型推力器停放調姿裝置
[0028]圖3是本發明的具有大型推力器停放調姿裝置的示意圖；
[0029]其中:1為螺旋升降裝置；2為二維水平調節的平臺；3為可升降地腳支撐。
【具體實施方式】
[0030]以下介紹的是作為本發明所述內容的【具體實施方式】，下面通過【具體實施方式】對本發明的所述內容作進一步的闡明。當然，描述下列【具體實施方式】只為示例本發明的不同方面的內容，而不應理解為限制本發明的範圍。
[0031]下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
[0032]參照圖2，圖2給出了本發明的大型推力器的裝配工藝過程示意圖；採用兩個支架車，五次吊裝的方法實現大型推力器發動機與太空飛行器對接裝配調姿。
[0033]I)圖2-1是第一次吊裝，將大型推力器吊裝放置到停放調姿平臺上，使停放調姿工裝的錐筒與大型推力器的內腔接觸；停放調姿工裝，參照圖3所示包括可二維水平移動的平臺，平臺上部設置的螺旋升降裝置以及平臺底部四角設置的供調節平臺傾斜度的可升降地腳；將主結構下方設置有大型推力器容納空間的太空飛行器放置在支架車一上，準備吊裝使用；
[0034]2)安裝支架車吊具，第二次吊裝，參見圖2-2，起吊支架車二到大型推力器上方並緩慢下降以不觸碰大型推力器的方式套裝到停放調姿工裝的上，移動支架車二，使停放調姿工裝位於支架車二的中間部分，使支架車二水平兩個方向的邊緣均距離停放調姿工裝的邊緣距離為400_±50_ ；
[0035]3)調節停放調姿工裝的平臺至最低位置，第三次吊裝，參見圖2-3，起吊太空飛行器到停放調姿工裝上方並將其放置在支架車二上，螺旋上升大型推力器直到大型推力器靠近備用太空飛行器，並使大型推力器安裝法蘭面與備用太空飛行器安裝法蘭面之間的垂直距離不小於50mm,保證安全距離安全調整停放調姿工裝，避免大型推力器的磕碰；
[0036]4)布置兩臺經緯儀分別位於太空飛行器的+Y和+Z象限，調整高度，滿足可視大型推力器和太空飛行器的測試精度，達到測試大型推力器與太空飛行器安裝的位置關係、角度關係；
[0037]5)參見圖3，調節停放調姿工裝，將大型推力器與太空飛行器安裝孔位對中，安裝緊固件，安裝緊固件的同時，採用經緯儀監測確認無變化，避免了大型推力器安裝緊固件過程受力致使大型推力器變形，影響產品安裝精度，之後，緊固件擰緊測力矩；
[0038]6)降低停放調姿工裝中的螺旋升降裝置，將停放調姿工裝與大型推力器脫開，採用經緯儀進行精度測試，若精度不滿足要求執行第7)步，若精度滿足要求執行第8)步；
[0039]7)再次提升支撐調姿裝置與大型推力器進行對接；之後拆除大型推力器與太空飛行器之間的連接，並稍稍下降調姿裝置，安裝所需的調整墊片；然後重複第5)步和第6)步，重新安裝緊固件，並開展精度測試，直至精度滿足要求為止，執行第8)步；
[0040]8)精測結果滿足要求後，安裝支架車吊具，第4次吊裝，見圖2-4，起吊太空飛行器至支架車一上，連接緊固件；
[0041]9)最後，見圖2-5，將支架車二吊裝出停放調姿工裝。
[0042]圖2-3的吊裝步驟是非常關鍵的步驟。調整大型推力器的停放調姿工裝至適當對接高度；吊裝中心艙與支架車二對接，利用停放調姿工裝調節對接孔位使大型推力器發動機與中心艙連接位置對正並連接。最後，安裝緊固件過程中，對大型推力器的安裝精度實時檢測，避免了大型推力器安裝緊固件過程受力致使大型推力器變形，影響產品安裝精度。
[0043]圖3是本發明的具有大型推力器停放調姿工裝的示意圖，該停放調姿工裝包括可二維水平移動的平臺2，平臺上部設置的螺旋升降裝置I以及平臺底部四角設置的供調節平臺傾斜度的可升降地腳3 ;將主結構下方設置有大型推力器容納空間的太空飛行器放置在支架車一內。[0044]可二維水平移動的平臺2上部設置的螺旋升降裝置1，通過平臺上設置的調節絲槓進行垂直操作，從而實現大型推力器的提升和下降功能，X方向為± 100mm。在一實施方式中，通過平臺上設置的調節絲槓，由手輪方式調節二維水平移動的平臺的水平位置，實現Y方向和Z方向的平移，Y方向為±100mm，Z方向為±100mm。
[0045]通過旋轉螺旋升降盤，提升或者降低停放調姿工裝不同位置的四個地腳支撐，實現俯仰(±5° )、側擺俯仰(±5° )的調節功能。
[0046]儘管上文對本發明的【具體實施方式】進行了詳細的描述和說明，但應該指明的是，我們可以對上述實施方式進行各種改變和修改，但這些都不脫離本發明的精神和所附的權利要求所記載的範圍。
【權利要求】
1.一種大型推力器設置到太空飛行器底部的調姿裝配工藝，包括以下步驟: 1)將大型推力器放置在停放調姿工裝上，停放調姿工裝包括可二維水平移動的平臺，平臺上部設置的螺旋升降裝置以及平臺底部四角設置的供調節平臺傾斜度的可升降地腳；將主結構下方設置有大型推力器容納空間的太空飛行器放置在支架車一上，準備吊裝使用； 2)起吊支架車二到大型推力器上方並緩慢下降以不觸碰大型推力器的方式套裝到停放調姿工裝的上，移動支架車二，使停放調姿工裝位於支架車二的中間部分，使支架車二水平兩個方向的邊緣均距離停放調姿工裝的邊緣距離為400mm±50mm ； 3)調節停放調姿工裝的平臺至最低位置，起吊太空飛行器到停放調姿工裝上方並將其放置在支架車二上，螺旋上升大型推力器直到大型推力器靠近備用太空飛行器，並使大型推力器安裝法蘭面與太空飛行器安裝法蘭面之間的垂直距離不小於50mm ； 4)布置兩臺經緯儀分別位於太空飛行器的周圍，調整高度，滿足可視大型推力器和太空飛行器的測試精度，達到測試大型推力器與太空飛行器安裝的位置關係、角度關係； 5)調節停放調姿工裝，將大型推力器與太空飛行器安裝孔位對中，安裝緊固件，安裝緊固件的同時，採用經緯儀監測確認無變化，避免了大型推力器安裝緊固件過程受力致使大型推力器變形，影響產品安裝精度，之後，緊固件擰緊測力矩； 6)降低停放調姿工裝中的螺旋升降裝置，將停放調姿工裝與大型推力器脫開，採用經緯儀進行精度測試，若精度不滿足要求執行第7)步，若精度滿足要求執行第8)步； 7)再次提升支撐調姿裝置與大型推力器進行對接；之後拆除大型推力器與太空飛行器之間的連接，並稍稍下降調姿裝置，安裝所需的調整墊片；然後重複第5)步和第6)步，重新安裝緊固件，並開展精度測試，直至精度滿足要求為止，執行第8)步； 8)精測結果滿足要求後，起吊太空飛行器至支架車一上； 9)最後，將支架車二吊裝出停放調姿工裝。
2.如權利要求1所述的方法，其中，平臺上部設置的螺旋升降裝置通過操作垂直調節絲槓實現大型推力器的提升和下降功能。
3.如權利要求1所述的方法，其中，通過絲槓手輪方式調節二維水平移動的平臺的水平位置，實現Y方向和Z方向的平移。
4.如權利要求1所述的方法，其中，停放調姿工裝具有四個支撐，通過升降不同位置的四個支撐，實現俯仰(±5度)、側擺俯仰(±5度)的調節功能。
【文檔編號】B64F5/00GK104029824SQ201410247108
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月5日 優先權日:2014年6月5日
【發明者】馮偉, 易旺民, 張延磊, 楊再華, 阮國偉, 傅子敬, 鄭聖餘, 郭大寶, 陳啟威, 唐賴穎 申請人:北京衛星環境工程研究所