一种在轨分块镜用组装装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在轨分块镜用组装装置，属于精密机械工程技术领域，涉及一种可应用于遥感器在轨组装分块镜用高精度、高可靠性快装接口，可应用于遥感器在轨组装，亦可用于其他产品的高精度、高可靠性的在轨组装。在该安装方式下，可实现产品六自由度完全约束，不会产生静不定或超静定现象。本发明专利技术能够解决在轨组装的接口问题，相比传统遥感器连接方式，结构新颖，装配方式简单高效，具有高精度和高稳定性的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种在轨分块镜用组装装置
本专利技术涉及一种在轨分块镜用组装装置，属于精密机械工程
，涉及一种可应用于遥感器在轨组装分块镜用高精度、高可靠性快装接口，可应用于遥感器在轨组装，亦可用于其他产品的高精度、高可靠性的在轨组装。
技术介绍
当前，提高空间光学遥感器空间分辨率的手段主要为增长焦距和加大通光口径，但焦距和口径的增加也意味着遥感器体积增大，零部件制造、产品装调和遥感器发射成本的相应增加。因此，将遥感器分成零部件发射入轨，利用机械臂进行在轨装配是未来发展的一个方向。传统的装配、装调模式因为在地面进行，需要克服地球重力的影响，遥感器所有零部件的安装接口基本为螺孔与光孔依靠贯穿螺钉等紧固件的连接方式，安装前需要对安装面进行平面度的修配，耗费大量时间成本和人力成本，安装后不可避免的产生过约束和装配应力。随着遥感器口径的逐渐增大，光学镜头对装配应力的敏感性也逐渐增加，过多的装配应力会直接影响到镜面的面形，从而影响遥感器成像质量。因此，现有的传统装配模式已难以适应超大口径光学遥感器的装配要求，在轨装配成为未来超大口径遥感器发展的一个必然方向，而适应在轨环境下自动装配的快装接口，成为在轨装配必须突破的一项关键技术。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有传统装配接口的不足，提出一种用于分块镜在轨组装装置，该组装装置可供利用空间机械臂在轨装配分块镜，采用导向定位，磁铁提供初始预紧力，采用两个锁紧机构完成最终预紧力的确定，结构紧凑，易于安装，有效解决了光学遥感器机械臂在轨安装的对接接口问题。本专利技术的技术解决方案是：一种分块镜用在轨组装装置，该组装装置包括八个连接件和两个锁紧机构；八个连接件分别为第一连接件、第二连接件、第三连接件、第四连接件、第五连接件、第六连接件、第七连接件、第八连接件；所述的第一连接件包括球头和第一圆柱，球头和第一圆柱为一体成型结构，球头连接在第一圆柱的一端；第一圆柱带有外螺纹；所述的第二连接件为一凸台，标记为第一凸台，第一凸台顶端为点而非面；所述的第三连接件为一圆台；所述的第四连接件为一凸台，标记为第二凸台，第二凸台顶端为点而非面；所述的第五连接件包括两个外径不同的圆柱，分别为第二圆柱和第三圆柱，第二圆柱和第三圆柱为一体成型结构，第二圆柱的外径大于第三圆柱的外径，第二圆柱带有空腔，第二圆柱连接在第三圆柱的一端，该空腔与第一连接件的球头相匹配，第三圆柱带有外螺纹；所述的第六连接件为一平板；所述的第七连接件为两个方板，两个方板相对的面均为楔面，两个楔面形成V型槽，该V型槽与第三连接件的圆台的侧面相匹配；(即该两个方板均为梯形板，两个梯形板的斜边相对放置形成V型槽，该V型槽与第三连接件的圆台的侧面相匹配)；所述的第八连接件为一平板；待组装的两个分块镜分别标记为分块镜A和分块镜B；分块镜A的安装面的四个顶点分别标记为第一顶点、第二顶点、第三顶点和第四顶点，分块镜B的安装面的四个顶点分别标记为第五顶点、第六顶点、第七顶点和第八顶点；第一连接件通过第一圆柱固定连接在第一顶点，第一连接件的球头与第五连接件的第二圆柱上的空腔相匹配；第二连接件固定连接在第二顶点；第三连接件固定连接在第三顶点；第四连接件固定连接在第四顶点；第五连接件通过第三圆柱固定连接在第五顶点；第六连接件固定连接在第六顶点；第七连接件固定连接在第七顶点；第八连接件固定连接在第八顶点；V型槽的中心线的延长线过第一连接件的中心轴；所述的锁紧机构用于提供分块镜A的安装面和分块镜B的安装面在法线方向的预紧力，锁紧机构包括两个支撑板和连接螺栓，其中一个支撑板固定连接在分块镜A的安装面上，另一个支撑板固定连接在分块镜B的安装面上，连接螺栓用于将两个支撑板进行固定连接。预紧力范围为20kg～30kg。所述的八个连接件可作为导向定位模块。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术的装置对分块镜组件的静定约束，具有较好的自适应性，装配简单易操作，对安装面平面度无太高要求。(2)本专利技术的装置由锁紧机构提供最终的单方向预紧力，形成静定系统。锁紧机构的锁紧过程仅需机械臂旋进，无多余紧固件，操作简单。(3)一种在轨组装分块镜用的组装装置，可实现遥感器分块镜组件的高精度在轨导向定位、安装和锁紧。该装置利用动力学原理，通过导向定位模块机动安装与定位，通过锁紧机构对装配分块镜组件之间施加最终预紧力，该专利技术可以使得产品装配后形成无过约束的静定系统，实现产品的精确装配。该快装装置由导向定位模块和锁紧机构两部分功能模块组成，其中导向定位模块由球头球窝锁紧接口、V形定位槽、球头平面接口组成，锁紧激光由两套锁紧器组成，该锁紧器采用自旋锁紧，不需额外紧固件，组装方式简单可靠；在该安装方式下，可实现产品六自由度完全约束，不会产生静不定或超静定现象。本专利技术能够解决在轨组装的接口问题，相比传统遥感器连接方式，结构新颖，装配方式简单高效，具有高精度和高稳定性的特点。附图说明图1为第一连接件的结构示意图；图2为第二连接件的结构示意图；图3为第三连接件的结构示意图；图4为第四连接件的结构示意图；图5为第五连接件的结构示意图；图6为第七连接件的结构示意图；图7为分块镜组件利用该组装装置进行连接的示意图；图8为本专利技术的组装装置在分块镜安装面上的示意图；图9为导向定位模块的安装示意图。具体实施方式如图7-图9所示，本专利技术的组装装置由导向定位模块2和锁紧机构4组成。导向定位模块2由第一连接件球头204、第二连接件球窝202、第三连接件球头板206、V形槽203、球头杆205、平板201组成。锁紧机构4由定位孔401与锁紧旋钮402组成。在不考虑结构自身的变形的情况下，每个物体都有六个自由度，即沿着三个正交轴的平移和旋转，如果使其成为静定系统，需对其正好约束六个自由度，否则该物体会呈静不定的失稳状态或超静定的过约束状态，而这两种状态对遥感器的装配都是不可接受的。本专利技术采用球头204、球窝202形成一个万向铰链，约束3个方向平移的自由度，球头板206、V形槽203以及锁紧机构4约束垂直于V槽方向轴线方向的旋转的2个自由度，球头杆205平板201以及锁紧机构4提供对最后一个自由度的约束，最终实现分块镜之间的准确装配。本专利技术球头204、球窝202可采用钛合金零件加工，确保装配的精确性，球头板206V形槽203、球头杆205平板201为不锈钢，保证足够的刚度，锁紧机构为采购件改造，材料为不锈钢。本装置用2连接方式进行安装导向和定位，安装时，V形槽203延伸方向需与球头204球窝202中心点重合，锁紧机构4内部由弹簧、锁紧旋钮、对接接口组成，旋钮与弹簧配合，具有一定的柔性，可提供单方向的预紧力，表面进行防冷焊处理，可用于真空环境。本专利技术采用的布局为一处球头球窝组合，1处球头V槽组合，2处球头平板组合，能够满足静定系统且不产生多余装配应力均可应用于分块镜组件的机械臂在轨装配。实施例一种分块镜用在轨组装装置，该组装装置包括八个连接件和两个锁紧机构；八个连接件分别为第一连接件、第二连接件、第三连接件、第四连接件、第五连接件、第六连接件、第七连接件、第八连接件；如图1所示，所述的第一连接件包括球头和第一圆柱，球头和第一圆柱为一体成型结构，球头连接在第一圆柱的一端；第一圆柱带有外螺纹；如图2所示，所述的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分块镜用在轨组装装置，其特征在于：该组装装置包括八个连接件和两个锁紧机构；八个连接件分别为第一连接件、第二连接件、第三连接件、第四连接件、第五连接件、第六连接件、第七连接件、第八连接件。

【技术特征摘要】
1.一种分块镜用在轨组装装置，其特征在于：该组装装置包括八个连接件和两个锁紧机构；八个连接件分别为第一连接件、第二连接件、第三连接件、第四连接件、第五连接件、第六连接件、第七连接件、第八连接件。2.根据权利要求1所述的一种分块镜用在轨组装装置，其特征在于：第一连接件包括球头和第一圆柱，球头和第一圆柱为一体成型结构，球头连接在第一圆柱的一端；第一圆柱带有外螺纹。3.根据权利要求1所述的一种分块镜用在轨组装装置，其特征在于：第二连接件为一凸台，标记为第一凸台，第一凸台顶端为点而非面；第四连接件为一凸台，标记为第二凸台，第二凸台顶端为点而非面。4.根据权利要求1所述的一种分块镜用在轨组装装置，其特征在于：所述的第三连接件为一圆台。5.根据权利要求1所述的一种分块镜用在轨组装装置，其特征在于：所述的第五连接件包括两个外径不同的圆柱，分别为第二圆柱和第三圆柱，第二圆柱和第三圆柱为一体成型结构，第二圆柱的外径大于第三圆柱的外径，第二圆柱带有空腔，第二圆柱连接在第三圆柱的一端，该空腔与第一连接件的球头相匹配，第三圆柱带有外螺纹。6.根据权利要求1所述的一种分块镜用在轨组装装置，其特征在于：所述的第六连接件为一平板，第八连接件为一平板。7.根据权利要求1所述的一种分块镜用在轨组装装置，其特征在于：所述的第七连接件为两个方板，两...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宗，范龙飞，王东杰，王昀，董欣，刘君航，姚立强，李凌，王向东，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11