【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空间在轨构建，具体涉及一种桁架结构在轨构建系统及构建方法。
技术介绍
1、桁架结构是航天器应用中最为普遍的结构构型，高刚度空间桁架结构是高性能航天器超大型载荷必须的基本结构，未来在空间站运营、深空探测以及航天器在轨服务与维护等领域均对高刚度空间桁架结构提出了需求。
2、随着航天技术的飞速发展，航天器上搭载的空间桁架结构载荷正向大型化、多功能化、高性能等方向发展，目前，几乎所有的航天器均是在地面完成制造和试验验证后，再通过运载火箭送入轨道，为了将整个航天器放入运载火箭的整流罩内，高刚度空间桁架结构载荷的尺寸受到严重制约。
3、在轨构建技术包括在轨制造技术和在轨组装技术，为大型高刚度空间桁架结构提供了一种工程可实现的技术路径，具有巨大的应用潜力。在空间站进行在轨构建等，可以大幅拓展空间站功能，未来在超大型天线(百米级)、超长探测基线(公里级)、在轨服务平台、一体化卫星平台、深空探测“帆船”的主框架、月球基地大型构件的建设方面必须通过在轨构建的方式实现。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种桁架结构在轨构建系统，能够突破火箭运载包络和能力的限制，实现大型高刚度空间桁架结构的在轨自主构建，具有发射时占用体积小、成型速度快、设备功耗小、结构刚度高的特点。
2、本专利技术是通过下述技术方案实现的：
3、一种桁架在轨构建系统，包括：杆件供给装置、杆件焊接平台和桁架组装平台；
4、杆件供给装置、杆件焊接平台和桁架
5、杆件供给装置用于向杆件焊接平台提供可加工的杆件；
6、杆件焊接平台用于将杆件加工焊接成桁架单元，并提供给桁架组装平台；
7、桁架组装平台用于对桁架单元进行组装，实现桁架结构的在轨构建。
8、进一步的，所述杆件供给装置包括金属带材存储平台和杆件成型平台；
9、金属带材存储平台用于存储金属带材，杆件成型平台用于将金属带材加工成杆件，并将杆件传输至杆件焊接平台。
10、进一步的，金属带材存储平台包括金属带材和带材存储轮；
11、金属带材为可冷弯成型的金属材料；金属带材为长条状，并绕装在带材存储轮上，形成盘状结构进行存储；且金属带材与带材存储轮可拆卸连接；
12、带材存储轮设置在杆件成型平台上。
13、进一步的，所述杆件焊接平台包括杆件切割装置、杆件转移装置、接头存储装置和杆件接头焊接装置；
14、杆件切割装置用于将杆件切割成设定长度，杆件转移装置用于将完成切割的杆件移动至杆件接头焊接装置处，接头存储装置用于存储接头，杆件接头焊接装置用于夹持接头存储装置中的接头，并对杆件和接头进行焊接，从而形成桁架单元。
15、进一步的，所述接头存储装置包括接头库和回转驱动机构；接头库用于存储接头；回转驱动机构用于驱动接头库转动，以便于接头的夹持；接头库为模块化结构，可重复拆装更换。
16、进一步的，桁架组装平台包括桁架单元夹持装置、机械臂移动装置、桁架结构装配装置和桁架单元焊接装置；
17、桁架结构装配装置用于为桁架单元焊接成桁架结构提供焊接平台并将焊接完成的桁架结构输出；桁架单元夹持装置设置在机械臂移动装置的端部，桁架单元夹持装置用于夹持桁架单元；机械臂移动装置用于移动桁架单元夹持装置，并调整桁架单元夹持装置与桁架结构装配装置之间的相对位置，以便于焊接；桁架单元焊接装置设置在机械臂移动装置的端部，且位于架单元夹持装置的两侧，用于在桁架结构装配装置中焊接桁架单元，完成桁架单元之间的固定，形成桁架结构。
18、进一步的，桁架结构装配装置包括桁架结构接头定位机构、桁架结构旋转机构和桁架结构提升机构；桁架结构接头定位机构用于对桁架单元的接头进行固定和定位；桁架结构旋转机构用于旋转完成焊接后的桁架单元，为出下一根桁架单元避让出焊接位置；桁架结构提升机构用于提升焊接组装完成的桁架结构，从而实现桁架结构的输出以及为下一个桁架结构的组成焊接留出空间。
19、进一步的，杆件成型平台包括带材转运装置、带材折弯装置和带材咬合装置；金属带材存储平台设置在带材转运装置上，带材转运装置用于将金属带材传输至带材折弯装置处；带材折弯装置用于对金属带材的两个长侧边进行咬合边的加工，并传输至带材咬合装置处，带材咬合装置用于将金属带材的两个长侧边的咬合边进行咬合形成空心圆筒状的杆件。
20、进一步的，带材咬合装置包括底座支撑板、传送张紧杆、芯轴、螺旋模套、侧向压合轮和侧向压实轮；
21、底座支撑板在使用时与航天器相对固定，用于确定咬合边的金属带材带材与咬合装置的角度；芯轴、螺旋模套、侧向压合轮和侧向压实轮设置在底座支撑板上，其中，芯轴的一端与底座支撑板旋转连接，使得芯轴可旋转；另一端用于螺旋缠绕金属带材，控制成型杆件的直径；传送张紧杆设置在芯轴与带材折弯装置之间，用于调整进入芯轴的金属带材的张紧力；螺旋模套孔轴配合设置在芯轴的中部，螺旋模套用来控制带材的螺旋成型角，并对咬合边起到定位导向作用，使金属带材在芯轴上螺旋缠绕，金属带材的两个长侧边的咬合边重合；侧向压合轮和侧向压实轮分别设置在芯轴的两侧，与金属带材缠绕的部分相对，侧向压合轮用于实现咬合边的初步扣合；侧向压实轮用于实现咬合边的压合和压实；以实现金属带材到杆件的加工成型。
22、一种桁架在轨构建方法，一种桁架在轨构建系统，包括以下步骤：
23、步骤一：金属带材存储平台、杆件成型平台、杆件焊接平台、桁架组装平台等模块在地面调试完成后，搭载运载火箭发射至太空，对接停泊在特殊或专用航天器的接口上，实现与航天器电液接口的连接；
24、步骤二：根据所构建的桁架结构形式和刚度要求，选择合适规格的盘状金属带材，将金属带材安装在金属带材存储平台的带材存储轮上；
25、步骤三：将带材存储轮转移至杆件成型平台的带材转运装置上，并将金属带材从带材转运装置上拉出；
26、步骤四：将拉出的金属带材接入带材折弯装置，形成具有咬合边的带材；
27、步骤五，将拉出的具有咬合边的带材接入螺旋模套上，通过螺旋模套完成折弯带材在芯轴上的螺旋缠绕，再上下调节传送张紧杆的高度，调整进入芯轴的带材张紧力，同时侧向压合轮和侧向压实轮配合芯轴进行同步转动，完成杆件的连续生产；
28、步骤六：连续生产的杆件进入杆件焊接平台内部，杆件切割装置检测到杆件成型至指定长度后切割杆件；
29、步骤七：杆件转移装置夹取切割后的杆件转移至杆件接头存储装置处，杆件接头焊接装置夹取杆件接头库中的接头安装至杆件两端；
30、步骤八：杆件接头焊接装置焊接定位后的接头与杆件，组成一个桁架单元，再实现桁架单元的连续生产；
31、步骤九：桁架组装平台中桁架单元夹持装置开始工作，桁架单元夹持装置夹取完成接头焊接后的桁架单元，利用机械臂移动装置移动桁架单元夹持装置，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种桁架在轨构建系统，其特征在于，包括：杆件供给装置、杆件焊接平台和桁架组装平台；
2.如权利要求1所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，所述杆件供给装置包括金属带材存储平台和杆件成型平台；
3.如权利要求2所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，金属带材存储平台包括金属带材和带材存储轮；
4.如权利要求1-3任意一项所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，所述杆件焊接平台包括杆件切割装置、杆件转移装置、接头存储装置和杆件接头焊接装置；
5.如权利要求4所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，所述接头存储装置包括接头库和回转驱动机构；接头库用于存储接头；回转驱动机构用于驱动接头库转动，以便于接头的夹持；接头库为模块化结构，可重复拆装更换。
6.如权利要求1-3任意一项所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，桁架组装平台包括桁架单元夹持装置、机械臂移动装置、桁架结构装配装置和桁架单元焊接装置；
7.如权利要求6所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，桁架结构装配装置包括桁架结构接头定位机构、桁架结构旋转机构和桁架结构
8.如权利要求2或3所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，杆件成型平台包括带材转运装置、带材折弯装置和带材咬合装置；金属带材存储平台设置在带材转运装置上，带材转运装置用于将金属带材传输至带材折弯装置处；带材折弯装置用于对金属带材的两个长侧边进行咬合边的加工，并传输至带材咬合装置处，带材咬合装置用于将金属带材的两个长侧边的咬合边进行咬合形成空心圆筒状的杆件。
9.如权利要求8所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，带材咬合装置包括底座支撑板、传送张紧杆、芯轴、螺旋模套、侧向压合轮和侧向压实轮；
10.一种桁架在轨构建方法，基于权利要求2-9任意一项所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种桁架在轨构建系统，其特征在于，包括：杆件供给装置、杆件焊接平台和桁架组装平台；
2.如权利要求1所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，所述杆件供给装置包括金属带材存储平台和杆件成型平台；
3.如权利要求2所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，金属带材存储平台包括金属带材和带材存储轮；
4.如权利要求1-3任意一项所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，所述杆件焊接平台包括杆件切割装置、杆件转移装置、接头存储装置和杆件接头焊接装置；
5.如权利要求4所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，所述接头存储装置包括接头库和回转驱动机构；接头库用于存储接头；回转驱动机构用于驱动接头库转动，以便于接头的夹持；接头库为模块化结构，可重复拆装更换。
6.如权利要求1-3任意一项所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，桁架组装平台包括桁架单元夹持装置、机械臂移动装置、桁架结构装配装置和桁架单元焊接装置；
7.如权利要求6所述一种桁架在轨构建系统，其特征在于，桁架结构装配装置包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：张从发，郭庆磊，李林，张书洋，刘金童，李潇，丁锋，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：
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