一种多自由度拉杆姿态测调与定位方法技术

一种多自由度拉杆姿态测调与定位方法，通过定位装置和钻套保证了拉杆接头与法兰配打孔的位置精度，避免了连接处多自由度方向的位移和转动带来的打孔偏差，提高了装调效率，通过适当延长钻套导向部分的长度，确保拉杆接头上下孔位和法兰上孔三者的同轴度及配合精度，使后续螺钉紧固件可以顺畅地进行安装，有效地解决了拉杆与法兰安装精度问题，保证了拉杆与法兰的可靠连接，为卫星推进系统正确安装提供了保障，对推进系统后续可靠正常工作意义重大。

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度拉杆姿态测调与定位方法
本专利技术涉及一种多自由度拉杆姿态测调与定位方法，属于空间结构精密装配

技术介绍
卫星发射过程中会承受来自运载火箭传来的巨大过载荷，因此必须要保证卫星结构及星上搭载的仪器安全可靠，具有正常的工作精度。卫星推进系统是卫星的一个重要组成部分，用于引导卫星与火箭脱离后的变轨以及在太空轨道工作时调整和控制卫星的姿态。卫星推进系统是由贮箱、发动机和各类管阀件经不同直径的管材按一定的顺序、走向经安装及焊接而成的。卫星推进系统的安装质量好坏直接关系卫星的成败。贮箱是推进系统十分重要的设备，贮箱一般预先安装在贮箱支架上或者对接环上，上端通过转接法兰组件和贮箱顶部拉杆与星体连接固定。贮箱在安装到承力筒或肼瓶支架前，都必须对其表面进行加热片的粘贴和热控多层的实施，然后进行贮箱拉杆与转接法兰组件安装工作。随着卫星体量越来越大，加上部装支架及转台的高度卫星推进舱高度能达到2m～3m，升降车高空作业时无法接近拉杆接头连接处，只能探身进行操作，会有工具、标准件掉落的风险。另外，当贮箱做好热控工作后，在星上直接实施拉杆与法兰的孔配打工作，会给多余物的控制带来很大困难，会有细屑掉进星体内部。卫星的装配过程中对多余物的控制十分严格，特别是推进系统对多余物更为敏感，若多余物进入，会导致推进系统无法正常工作，从而关系到发射任务的成败。贮箱拉杆与转接法兰连接的孔为基孔制间隙配合，最大间隙一般不到0.05mm，配合精度较高，打孔时得保证良好的尺寸精度。转接法兰上配打的孔位置精度要求较高，它取决于贮箱在星上的安装位置，贮箱安装好后，将拉杆接头的中心线与转接法兰的中心线对齐，以拉杆的通孔为基准配打转接法兰上的贮箱拉杆安装孔，且法兰上的孔的垂直度得保证在0.02mm以内，否则后续螺栓无法顺利地通过拉杆接头的上层孔、法兰上的孔与拉杆接头的下层孔，拉杆内的应力也随之产生。如果拆下拉杆与法兰，脱离贮箱进行配打孔，法兰会有六个自由度，则无法保证孔的形位公差，也就无法复装回去。面对这种问题，传统技术中通常采用直接在星上配打拉杆与法兰孔的方法解决，通过人眼目视瞄准的方法将拉杆刻度线与法兰刻度线对齐，然后直接在星上打孔，该方法实际应用中存在以下缺点：操作不便、效率低。打孔的时候，操作人员需要乘坐升降车的方式实施操作，一只手将拉杆与法兰进行固定，一只手进行打孔操作。法兰上一般需要打孔的位置不止一处，操作人员每次只能完成一处的打孔操作再进行下一处的打孔操作，效率非常低。并且操作人员长时间从升降车探出身体进行上述操作，人员不但易于疲劳，还存在安全隐患；操作精度有限，影响贮箱安装。采用人工瞄准固定的方式，非常不准确，主观性强、风险大，无法保证打孔的位置精度和尺寸精度，严重依赖操作人员的技能和经验；多余物会进入星体。在星上直接完成打孔操作，会产生很多细屑，会给多余物的控制带来很大困难；当法兰上多处与拉杆的连接销孔打孔精度无法保证时，容易导致贮箱无法安装到位，拉杆会牵引贮箱产生倾斜，影响贮箱的安装精度。因此，贮箱拉杆与转接法兰组件的安装工作成为了贮箱可靠安装的关键，是卫星装配过程中的最重要的环节之一，保证贮箱拉杆与转接法兰组件安装的尺寸精度和形位公差对保证推进系统正确安装、可靠工作意义重大。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统技术中存在的操作效率低、打孔精度差的问题，提出了一种多自由度拉杆姿态测调与定位方法。本专利技术解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：一种多自由度拉杆姿态测调与定位方法，步骤如下：(1)建立卫星贮箱安装基准平面，将贮箱上安装的转接法兰均调整至与卫星贮箱安装基准平面平行，并确定推进舱上安装的各拉杆接头与对应转接法兰的安装关系；(2)测调转接法兰、各转接法兰对应拉杆接头、卫星贮箱安装基准平面至相互平行，将转接法兰刻度的角度中心线、拉杆接头刻度的中心线对齐，于拉杆接头上安装定位装置，令定位装置侧边缘与转接法兰刻度线、拉杆接头刻度线重合；(3)利用固定卡兰将定位装置、拉杆接头、转接法兰固定连接；(4)于拉杆接头的连接孔上安装钻套，根据贮箱连接需求确定所有中心孔位置，利用钻头通过钻套于转接法兰一侧表面上划出指定深度的所有中心孔；(5)将固定后的转接法兰、拉杆接头拆下，利用钻套将转接法兰一侧表面的中心孔打通至转接法兰另一侧表面，将钻套取下后对中心孔进行扩孔，直至中心孔孔径小于贮箱连接需求的孔径0.2mm，清理切屑并留出铰孔余量；(6)将步骤(5)所得扩孔后转接法兰与拉杆接头重新安装于贮箱、推进舱间，用黄纸铺覆后进行再次扩孔与铰孔，直至转接法兰中心孔加工至贮箱连接需求的最终孔径尺寸，并于拉杆接头、转接法兰连接中心孔处安装螺钉紧固件。所述转接法兰对应拉杆接头的数量根据贮箱连接需求确定，转接法兰安装于贮箱上，拉杆接头安装于推进舱上，通过转接法兰、拉杆接头相连保证贮箱与推进舱连接。所述步骤(2)中，转接法兰与拉杆接头采用无应力装配，装配过程中转接法兰刻度的角度中心线、拉杆接头刻度的中心线对齐于同一条直线上。所述钻套外径与所述连接孔直径相同，所述钻套内径范围为2～3mm，长度大于拉杆接头单侧壁厚。所述步骤(4)中，中心孔的指定深度范围为1～1.5mm，所述钻头直径与钻套内径一致。所述拉杆接头单侧壁厚为5mm，所述钻套长度范围为拉杆接头单侧壁厚的5～6倍。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术提供的一种多自由度拉杆姿态测调与定位方法，有效地解决了拉杆与法兰安装精度问题，保证了贮箱拉杆与转接法兰组件连接销孔的尺寸精度和形位公差，通过定位装置和钻套保证了拉杆接头与法兰配打孔的位置精度，避免了连接处多自由度方向的位移和转动带来的打孔偏差，提高了装调效率，降低了连接件间的装配应力，保证了拉杆与法兰的可靠连接，为卫星推进系统正确安装提供了保障，对推进系统后续可靠正常工作意义重大。(2)本专利技术采用的拉杆接头单层壁厚一般仅为5mm，通过适当延长钻套导向部分的长度，增加至拉杆接头单层壁厚的5倍至6倍长，可以保证孔位的垂直度，确保拉杆接头上下孔位和法兰上孔三者的同轴度及配合精度，使后续螺钉紧固件可以顺畅地进行安装，同时通过舱外配打孔和舱上配铰孔降低了大型卫星星上打孔的难度，减小了高空作业的风险，同时保证了打孔的尺寸精度和位置精度，最为关键的是该种方法可以避免打孔时大量的切屑进入推进舱，对舱内已经做好的热控和管路造成影响。附图说明图1为专利技术提供的定位装置结构示意图；图2为专利技术提供的拉杆接头与定位装置装配示意图；图3为专利技术提供的钻套结构示意图；图4为专利技术提供的定位方法流程示意；图5为专利技术提供的贮箱拉杆及转接法兰组件安装俯视图；具体实施方式一种多自由度拉杆姿态测调与定位方法，可以实现拉杆接头与转接法兰的精确安装，保证配打中心孔的尺寸精度与形位公差，如图4所示，通过建立卫星贮箱安装基准平面，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多自由度拉杆姿态测调与定位方法，其特征在于步骤如下：/n(1)建立卫星贮箱安装基准平面，将贮箱上安装的转接法兰均调整至与卫星贮箱安装基准平面平行，并确定推进舱上安装的各拉杆接头与对应转接法兰的安装关系；/n(2)测调转接法兰、各转接法兰对应拉杆接头、卫星贮箱安装基准平面至相互平行，将转接法兰刻度的角度中心线、拉杆接头刻度的中心线对齐，于拉杆接头上安装定位装置，令定位装置侧边缘与转接法兰刻度线、拉杆接头刻度线重合；/n(3)利用固定卡兰将定位装置、拉杆接头、转接法兰固定连接；/n(4)于拉杆接头的连接孔上安装钻套，根据贮箱连接需求确定所有中心孔位置，利用钻头通过钻套于转接法兰一侧表面上划出指定深度的所有中心孔；/n(5)将固定后的转接法兰、拉杆接头拆下，利用钻套将转接法兰一侧表面的中心孔打通至转接法兰另一侧表面，将钻套取下后对中心孔进行扩孔，直至中心孔孔径小于贮箱连接需求的孔径0.2mm，清理切屑并留出铰孔余量；/n(6)将步骤(5)所得扩孔后转接法兰与拉杆接头重新安装于贮箱、推进舱间，用黄纸铺覆后进行再次扩孔与铰孔，直至转接法兰中心孔加工至贮箱连接需求的最终孔径尺寸，并于拉杆接头、转接法兰连接中心孔处安装螺钉紧固件。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多自由度拉杆姿态测调与定位方法，其特征在于步骤如下：
(1)建立卫星贮箱安装基准平面，将贮箱上安装的转接法兰均调整至与卫星贮箱安装基准平面平行，并确定推进舱上安装的各拉杆接头与对应转接法兰的安装关系；
(2)测调转接法兰、各转接法兰对应拉杆接头、卫星贮箱安装基准平面至相互平行，将转接法兰刻度的角度中心线、拉杆接头刻度的中心线对齐，于拉杆接头上安装定位装置，令定位装置侧边缘与转接法兰刻度线、拉杆接头刻度线重合；
(3)利用固定卡兰将定位装置、拉杆接头、转接法兰固定连接；
(4)于拉杆接头的连接孔上安装钻套，根据贮箱连接需求确定所有中心孔位置，利用钻头通过钻套于转接法兰一侧表面上划出指定深度的所有中心孔；
(5)将固定后的转接法兰、拉杆接头拆下，利用钻套将转接法兰一侧表面的中心孔打通至转接法兰另一侧表面，将钻套取下后对中心孔进行扩孔，直至中心孔孔径小于贮箱连接需求的孔径0.2mm，清理切屑并留出铰孔余量；
(6)将步骤(5)所得扩孔后转接法兰与拉杆接头重新安装于贮箱、推进舱间，用黄纸铺覆后进行再次扩孔与铰孔，直至转接法兰中心孔加工至贮箱连接需求的最终孔径尺寸，并于拉杆接头、转接法兰连接中心孔处安装螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡朝阳，贾春雨，侯伟，杨璐，梁天，
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