一种面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备制造技术

本发明专利技术提供了一种面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备，该设备包括车架、悬挂模块、全向移动模块、行走控制系统、电池组模块、升降模块、液压泵站模块、液压升降控制系统、前调姿模块、后调姿模块、调姿控制系统。本发明专利技术通过车架、全向移动模块、悬挂模块的配合，实现了多载覆盖与减震的高度集成，弥补了传统装备的单一功能缺陷；设置升降模块、液压泵站模块和液压升降控制系统，具备了快速、慢速两种动作状态，解决了大型舱体的大展开比平稳举升问题；设计前调姿模块、后调姿模块和调姿控制系统，实现了狭小空间内的舱体升降、俯仰、滚转的一体化姿态调整功能复合，适用于柔性自适应的高精度大型舱体转运及柔性对接。

A six degree of freedom high precision transfer and flexible docking equipment for large cabin

【技术实现步骤摘要】
一种面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备
本专利技术属于航空航天、武器挂载设备以及通用机械
，涉及一种组件转运、对接装备，特别涉及一种基于六自由度调节的高精度航空航天部组件转运、对接装备，该装备能够实现对大型舱体进行快速转运及高精度姿态调整。
技术介绍
在大型航天器的总装和测试过程中，舱体尺寸、重量不断增大，装配复杂程度日益提高，为了将各个舱段进行高精度对接、分系统仪器设备可靠地固定到指定位置并将其有效连接，在装配大厅内各分体舱段的姿态需进行高精度调整，并能够在不同的工位进行长期停放和快速精确转运。现有技术中，传统的舱体转运对接装备存在如下问题：第一、舱体的尺寸、重量在总装过程中发生变化，传统的单一设备扩展性不足、通用性不高，无法适应航天器的总装过程中的工况多变性。第二、仪器设备的种类多、接口复杂，在安装空间狭小的情况下，采取多次尝试的易引发磕碰，存在损伤设备的风险。第三、薄壁舱体自身为弱刚性结构，由于地面不平，舱体重量不一、高度不一，使得搬运、调整、对接都需要手工完成，装配难度大、耗费时间长。第四、流程管理数据数字化程度不高，迫切需要对当前的舱体挂载过程进行参数化改造。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术人进行了锐意研究，提供了一种面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备，采用模块化、标准化、数字化的设计方法，具备一定的柔性灵活配置，适用于多型号舱体的转运、舱体部组件的柔性对接，实现转运对接过程的自动化、工艺的可视化、操作的规范化、数据记录的数字化，提高了航天器总装、测试过程中的操作效率，保证舱体对接质量的稳定性，从而完成本专利技术。本专利技术的目的在于提供以下技术方案：本专利技术提供了一种面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备，其中，该设备包括车架、悬挂模块、全向移动模块、行走控制系统、电池组模块、升降模块、液压泵站模块、液压升降控制系统、前调姿模块、后调姿模块、调姿控制系统；其中，车架采用立体桁架结构，用于承载该设备的其他结构单元；悬挂模块固定于车架两端外侧面，对全向移动模块和车架进行双面连接，并对全向移动模块实施定位；全向移动模块连接至车架上，在行走控制系统的调控下调节装备的行进状态；电池组模块用于向所述装备的用电设备供电；升降模块固定于车架中部上方，在液压泵站模块的驱动下对运转和对接的舱体进行高度调节；调控液压泵站模块通过液压升降控制系统调控快慢状态；前调姿模块和后调姿模块固定在升降模块长度方向上的两端，用于承载运转和对接的舱体，并在调姿控制系统的调控下对舱体实施俯仰、滚转操作。本专利技术提供的一种面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备，带来了有益的技术效果：(1)本专利技术在实现舱体的空间姿态高精度调整的同时，有效降低了装备的整体高度，从而大大减小了舱体的最小操作高度，便于在舱体上部或舱体内部的低姿态载荷对接，极大地提高了装备对不同尺寸、高度的外部载荷通用性；(2)本专利技术有利于将舱体的调整、对接过程进行参数化，有效改善了传统人工操作、反复尝试的对接过程存在操作风险的问题，提高了舱体对接的安全性和可靠性；(3)本专利技术整体结构紧凑，适用于狭小空间的高精度对接环境，良好的柔性自适应性能保证装备在复杂工况下能良好运转，市场应用前景非常广阔。附图说明图1示出本专利技术一种优选实施方式中面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备的结构示意图；图2示出本专利技术一种优选实施方式中车架的结构示意图；图3示出本专利技术一种优选实施方式中悬挂模块的结构示意图；图4示出本专利技术一种优选实施方式中全向移动模块的结构示意图；图5示出本专利技术一种优选实施方式中升降模块的结构示意图；图6示出本专利技术一种优选实施方式中前调姿模块的结构示意图；图7示出本专利技术一种优选实施方式中螺旋升降机和导向杆与横向肩板连接示意图；图8示出本专利技术一种优选实施方式中中托架内部结构示意图；图9示出本专利技术一种优选实施方式中内托架底部结构示意图。附图标号说明：1-车架、2-悬挂模块、21-轮组支架、22-第一铰轴、23-液压缸、24-第二铰轴、25-立筋支架、26-纵梁支架、27-硬管、28-单向充气阀、29-三通接头、3-全向移动模块、4-行走控制系统、5-电池组模块、6-升降模块、61-下底架、62-支架、63-上平台、64-连杆、65-液压缸、7-液压泵站模块、8-液压升降控制系统、9-前调姿模块、91-外托架、911-前立板、912-后立板、913-左立板、914-右立板、915-横向肩板、916-压紧螺杆、92-导向杆、93-螺旋升降机、94-第一驱动组件、95-中托架、951-滑块、96-万向球、97-内托架、971-滑轨、98-齿轮组件、981-大齿轮、982-小齿轮、99-第二驱动组件、10-后调姿模块、11-调姿控制系统。具体实施方式下面通过附图和实施例对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。如图1所示，本专利技术提供了一种面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备，该设备包括车架1、悬挂模块2、全向移动模块3、行走控制系统4、电池组模块5、升降模块6、液压泵站模块7、液压升降控制系统8、前调姿模块9、后调姿模块10、调姿控制系统11；其中，车架1采用立体桁架结构，用于承载该设备的其他结构单元；悬挂模块2固定于车架1两端外侧面，对全向移动模块3和车架1进行双面连接，并对全向移动模块3实施定位；全向移动模块3连接至车架1上，在行走控制系统4的调控下调节装备的行进状态；电池组模块5用于向所述装备的用电设备供电；升降模块6固定于车架1中部上方，在液压泵站模块7的驱动下对舱体进行高度调节；调控液压泵站模块7通过液压升降控制系统8调控快慢状态；前调姿模块9和后调姿模块10固定在升降模块6长度方向上的两端，承载舱体，并在调姿控制系统11的调控下对舱体实施俯仰、滚转操作。如图2所示，车架1为立体桁架结构，车架1采用H型钢焊接。优选地，车架1为双层桁架结构，包括位于底层的沿车架长度方向上的纵向桁架和位于上层垂直于车架长度方向上的横向桁架，双层桁架结构利于提高车架1的强度，适用于大承载任务。在车架1两侧长度方向的前后两端部位各设置容纳全向移动模块3和悬挂模块2的空间和接口，该接口为用于定位和固定上述模块的孔道；在车架1两侧的长度方向中间部位设置容纳电池组模块5的空间和接口，该接口为用于定位和固定上述模块的孔道；在车架1的上方中间部位设置容纳升降模块6的空间和接口，该接口为用于定位和固定上述模块的孔道；在车架长度方向的一端设置容纳液压泵站模块7的空间和接口，该接口为用于定位和固定上述模块的孔道。如图3所示，悬挂模块2包括多个由轮组支架21、第一铰轴22、液压缸23、第二铰轴24、立筋支架25组成的单元，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备，其特征在于，该设备包括车架(1)、悬挂模块(2)、全向移动模块(3)、行走控制系统(4)、电池组模块(5)、升降模块(6)、液压泵站模块(7)、液压升降控制系统(8)、前调姿模块(9)、后调姿模块(10)、调姿控制系统(11)；其中，车架(1)采用立体桁架结构，用于承载该设备的其他结构单元；/n悬挂模块(2)固定于车架(1)两端外侧面，对全向移动模块(3)和车架(1)进行双面连接，并对全向移动模块(3)实施定位；/n全向移动模块(3)连接至车架(1)上，在行走控制系统(4)的调控下调节装备的行进状态；/n电池组模块(5)用于向所述装备的用电设备供电；/n升降模块(6)固定于车架(1)中部上方，在液压泵站模块(7)的驱动下对运转和对接的舱体进行高度调节；调控液压泵站模块(7)通过液压升降控制系统(8)调控快慢状态；/n前调姿模块(9)和后调姿模块(10)固定在升降模块(6)长度方向上的两端，用于承载运转和对接的舱体，并在调姿控制系统(11)的调控下对舱体实施俯仰、滚转操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备，其特征在于，该设备包括车架(1)、悬挂模块(2)、全向移动模块(3)、行走控制系统(4)、电池组模块(5)、升降模块(6)、液压泵站模块(7)、液压升降控制系统(8)、前调姿模块(9)、后调姿模块(10)、调姿控制系统(11)；其中，车架(1)采用立体桁架结构，用于承载该设备的其他结构单元；
悬挂模块(2)固定于车架(1)两端外侧面，对全向移动模块(3)和车架(1)进行双面连接，并对全向移动模块(3)实施定位；
全向移动模块(3)连接至车架(1)上，在行走控制系统(4)的调控下调节装备的行进状态；
电池组模块(5)用于向所述装备的用电设备供电；
升降模块(6)固定于车架(1)中部上方，在液压泵站模块(7)的驱动下对运转和对接的舱体进行高度调节；调控液压泵站模块(7)通过液压升降控制系统(8)调控快慢状态；
前调姿模块(9)和后调姿模块(10)固定在升降模块(6)长度方向上的两端，用于承载运转和对接的舱体，并在调姿控制系统(11)的调控下对舱体实施俯仰、滚转操作。


2.根据权利要求1所述的面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备，其特征在于，车架(1)为双层桁架结构，包括位于底层的沿车架长度方向上的纵向桁架和位于上层垂直于车架长度方向上的横向桁架。


3.根据权利要求1所述的面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备，其特征在于，悬挂模块(2)包括多个由轮组支架(21)、第一铰轴(22)、液压缸(23)、第二铰轴(24)、立筋支架(25)组成的单元，其中，轮组支架(21)为带有圆形定位孔的L形转接架，轮组支架(21)的架体起到双向连接和承载的作用，定位孔对全向移动模块(3)起到定位作用；液压缸(23)位于轮组支架(21)的一侧，其一端通过第一铰轴(22)与轮组支架(21)的一端铰接，另一端通过第二铰轴(24)与其上方的立筋支架(25)铰接，立筋支架(25)固定在车架(1)上；
各单元中的液压缸(23)可以通过硬管(27)、单向充气阀(28)和三通接头(29)进行连通，纵梁支架(26)将硬管(27)固定在车架(1)上。


4.根据权利要求1所述的面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备，其特征在于，全向移动模块(3)采用麦克纳姆轮；
全向移动模块(3)的数量与轮组支架(21)的数量相同。


5.根据权利要求1所述的面向大型舱体六自由度高精度转运及柔性对接装备，其特征在于，升降模块(6)包括下底架(61)、两组支架(62)、上平台(63)和液压缸(65)；其中，下底架(61)安装在车架(1)的中间位置，下底架(61)包括沿车架(1)长度方向固定的两根平行的支撑架，且两支撑架相对的内侧为U型槽结构；
上平台(63)为H形板面，H形板面的下方设有与下底架(61)相对应的U型槽；
两组支架(62)沿下底架(61)长度方向排列，均安装在下底架(61)与上平台(63)之间；每组支架(62)均包括对称安装于下底架(61)的两根支撑架上的X形架；支架(62)与下底架(61)之间一端为铰...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣，董礼港，张仰成，秦俊杰，张加波，于海滨，李强，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11