一種三自由度的衛(wèi)星高精度部件裝調(diào)機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種三自由度的衛(wèi)星高精度部件裝調(diào)機構(gòu)，三自由度位移調(diào)節(jié)裝置通過基座安裝在待安裝衛(wèi)星部件的安裝基準面上，并保證三自由度位移調(diào)節(jié)裝置的三個調(diào)整方向與裝配坐標系方向平行；裝卡機構(gòu)包括圓形底座、連接桿Ⅰ、連接桿Ⅱ、轉(zhuǎn)接桿和裝卡夾板；圓形底座安裝在三自由度位移調(diào)節(jié)裝置上，圓形底座與連接桿Ⅰ一端形成轉(zhuǎn)動副，連接桿Ⅰ的另一端與連接桿Ⅱ的一端形成轉(zhuǎn)動副，連接桿Ⅱ的另一端與轉(zhuǎn)接桿固定連接，裝卡夾板的一端為夾持端，用于夾持待安裝衛(wèi)星部件，另一端設(shè)置兩個圓弧調(diào)節(jié)槽，轉(zhuǎn)接桿插入連接桿Ⅱ中并固定使其與連接桿Ⅱ形成一個整體，轉(zhuǎn)接桿的另一端設(shè)計有兩處圓柱桿，它們分別插入裝卡夾板的兩處圓弧調(diào)節(jié)槽內(nèi)，并可實現(xiàn)兩者的相對轉(zhuǎn)動。
【專利說明】一種三自由度的衛(wèi)星高精度部件裝調(diào)機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高精度部件三自由度平移調(diào)整的一種裝調(diào)機構(gòu)，應(yīng)用于航天器上的高精度部件裝調(diào)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外航天器上的多數(shù)結(jié)構(gòu)部件在最后的精細裝調(diào)過程中缺乏專用的裝調(diào)機構(gòu)，通常使用人工輕拍產(chǎn)品使其微量位移的方法，這種方法的優(yōu)點是裝調(diào)方向相對自由靈活可根據(jù)現(xiàn)場需要進行多個方向的調(diào)姿，缺點是對于每次調(diào)整的位移量和方向不易控制，無法實現(xiàn)平穩(wěn)可靠的三自由度方向的平移調(diào)整，且由于依靠人工裝調(diào)，因此只能對產(chǎn)品重量不大的情況下進行調(diào)姿。
[0003]對于重量較大的航天產(chǎn)品裝調(diào)，國內(nèi)科研機構(gòu)已具備通過研制并聯(lián)機構(gòu)進行高精度部件6自由度狀態(tài)下的調(diào)姿，而國外航空航天企業(yè)也有通過重載型的6自由度工業(yè)機器人對大部件產(chǎn)品進行高精度調(diào)姿的應(yīng)用實例。這些高精度部件裝調(diào)機構(gòu)的優(yōu)點是裝調(diào)姿態(tài)控制精確，可實現(xiàn)6自由度下的位姿變換，但缺點是裝調(diào)機構(gòu)非常復(fù)雜，占地面積大，通常采用地角螺栓固定，對于體積小、重量輕的部件裝調(diào)反而顯得過于笨重，不易實現(xiàn)產(chǎn)品的裝卡，容易發(fā)生裝調(diào)機構(gòu)與產(chǎn)品的碰撞干涉。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種三自由度的衛(wèi)星高精度部件裝調(diào)機構(gòu)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種三自由度的衛(wèi)星高精度部件裝調(diào)機構(gòu)，包括三自由度位移調(diào)節(jié)裝置、裝卡機構(gòu)和基座；
[0006]三自由度位移調(diào)節(jié)裝置通過基座安裝在待安裝衛(wèi)星部件的安裝基準面上，并保證三自由度位移調(diào)節(jié)裝置的三個調(diào)整方向與裝配坐標系方向平行；所述的裝卡機構(gòu)包括圓形底座、連接桿1、連接桿I1、轉(zhuǎn)接桿和裝卡夾板；圓形底座安裝在三自由度位移調(diào)節(jié)裝置上，圓形底座與連接桿I 一端形成轉(zhuǎn)動副，連接桿I的另一端與連接桿II的一端形成轉(zhuǎn)動副，連接桿II的另一端與轉(zhuǎn)接桿固定連接，裝卡夾板的一端為夾持端，用于夾持待安裝衛(wèi)星部件，另一端設(shè)置兩個圓弧調(diào)節(jié)槽，轉(zhuǎn)接桿插入連接桿II中并固定使其與連接桿II形成一個整體，轉(zhuǎn)接桿的另一端設(shè)計有兩處圓柱桿，它們分別插入裝卡夾板的兩處圓弧調(diào)節(jié)槽內(nèi)，并可實現(xiàn)兩者的相對轉(zhuǎn)動，從而使得裝卡夾板可相對連接桿II轉(zhuǎn)動并且轉(zhuǎn)動的圓點可根據(jù)轉(zhuǎn)接桿插入連接桿II中的位置任意調(diào)節(jié)。
[0007]所述的三自由度位移調(diào)節(jié)裝置包括X向調(diào)節(jié)板、Y向調(diào)節(jié)板、Z向調(diào)節(jié)板、Y向位移調(diào)節(jié)螺釘、位移調(diào)節(jié)螺釘安裝座、位移止動擋板、X向位移調(diào)節(jié)螺釘、軸承導(dǎo)桿、軸承導(dǎo)桿安裝座、Z向位移調(diào)節(jié)螺釘和軸承滑塊；
[0008]Z向調(diào)節(jié)板作為整個裝置的最底層，其四周垂直安裝Z向位移調(diào)節(jié)螺釘，實現(xiàn)整個裝置的調(diào)平以及Z方向的上下移動；Z向調(diào)節(jié)板上表面四周安裝軸承導(dǎo)桿安裝座，位于Y方向的兩個軸承導(dǎo)桿安裝座之間安裝軸承導(dǎo)桿，軸承導(dǎo)桿上安裝軸承滑塊，Y向調(diào)節(jié)板安裝在軸承滑塊上；Y向調(diào)節(jié)板上表面四周安裝軸承導(dǎo)桿安裝座，位于X方向的兩個軸承導(dǎo)桿安裝座之間安裝軸承導(dǎo)桿，軸承導(dǎo)桿上安裝軸承滑塊，X向調(diào)節(jié)板安裝在軸承滑塊上；Υ向調(diào)節(jié)板、X向調(diào)節(jié)板的下方旋轉(zhuǎn)位移方向上分別安裝Y向位移調(diào)節(jié)螺釘和X向位移調(diào)節(jié)螺釘，兩個方向位移調(diào)節(jié)螺釘上分別按安裝推動止動擋板，通過推動止動擋板帶動相應(yīng)的調(diào)節(jié)板沿著軸承導(dǎo)桿移動，從而實現(xiàn)機構(gòu)的Y向和X向移動。
[0009]所述的基座上設(shè)置多組不同的接口，每組接口用于調(diào)整三自由度位移調(diào)節(jié)裝置的不同安裝位置。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為:
[0011]本裝調(diào)機構(gòu)可實現(xiàn)對產(chǎn)品的三自由度微量調(diào)節(jié)，且位移量和方向均能得到很好保證，并已成功應(yīng)用于我國某型號衛(wèi)星天線塔部裝過程中對反射器組件的裝調(diào)。該產(chǎn)品的裝配精度要求高，裝配過程中需對反射器進行微量位移裝調(diào)，對操作者技能水平提出了很高要求。本三自由度裝調(diào)機構(gòu)可以輔助操作人員對反射器進行平行于裝配坐標系的χ、γ、ζ三個方向的位移調(diào)節(jié)并固定，同時針對該型號天線塔具有多幅反射器的特點，設(shè)計了專用基座，將三自由度位移調(diào)節(jié)裝置安放于基座的多組不同接口即可實現(xiàn)裝調(diào)多幅反射器的位移方向均與各自的裝配坐標系平行，實現(xiàn)了一機多用的功能。同時為了平衡反射器不同裝卡位置與調(diào)整位移量的關(guān)系，更好地實現(xiàn)一機多用的功能，在裝卡方式上采用了更為靈活多變的多桿連接、弧形卡槽等設(shè)計方式，使得該裝調(diào)設(shè)備的適用范圍大幅提高。該裝調(diào)機構(gòu)在某型號衛(wèi)星正樣天線塔產(chǎn)品的裝調(diào)過程中使用效果良好。并且由于機構(gòu)本身均有一定的通用性，對于其它不同類型的裝調(diào)產(chǎn)品，僅通過改變基板的安裝形式和機構(gòu)裝卡產(chǎn)品的范圍，即可實現(xiàn)更為廣闊的裝調(diào)運用。
[0012]本發(fā)明旨在對于體積小、重量輕的衛(wèi)星高精度部件設(shè)計3自由度方向上的裝調(diào)機構(gòu)，彌補現(xiàn)有的人工裝調(diào)小部件方式不易控制位移量的缺點也免去了投入大型自動化裝調(diào)機構(gòu)進行小部件裝調(diào)的需要。最終實現(xiàn)產(chǎn)品的調(diào)姿到位。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1a為本發(fā)明所要裝調(diào)的天線反射器安裝示意圖，圖lb、lc分別為E反射器背板、A反射器背板示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的三自由度位移調(diào)節(jié)裝置示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明的裝卡機構(gòu)部分示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明的雙板裝卡機構(gòu)部分示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明基座不意圖；
[0018]圖6為本發(fā)明對單板結(jié)構(gòu)板示意裝調(diào)時的示意圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做詳細說明。
[0020]如圖6所示，本發(fā)明一種三自由度的衛(wèi)星高精度部件裝調(diào)機構(gòu)，采用分體式原理設(shè)計，包括三自由度位移調(diào)節(jié)裝置1、裝卡機構(gòu)2和基座3 ;下面以在天線塔體多個面上不同位置裝調(diào)反射器為例進行說明。
[0021]三自由度位移調(diào)節(jié)裝置I實現(xiàn)X、Y、Z軸位移調(diào)整，與基座3—同使用時實現(xiàn)位置變換從而對多處不同位置的反射器進行裝調(diào)，并且確保位移方向與各自的裝配坐標系平行，即三自由度位移調(diào)節(jié)裝置I通過基座3安裝在如圖1所示的天線塔頂板Ia上；同時，在對裝調(diào)機構(gòu)部分進行設(shè)計時，需要平衡多幅反射器不同裝卡位置與調(diào)整位移量的相互關(guān)系，避免出現(xiàn)某處反射器無法裝卡或者位移調(diào)整量不夠的問題，更好地實現(xiàn)一機多用的功能，在裝卡機構(gòu)上采用了更為靈活多變的多桿連接、弧形卡槽等設(shè)計方式滿足不同種類反射器的裝卡。在材料選擇上，考慮到整套設(shè)備需安裝在天線塔頂部。因此，在保證剛度的前提下盡量選擇鋁合金材料，減輕設(shè)備重量。
[0022]如圖3所示，裝卡機構(gòu)2包括圓形底座21、連接桿I 22、連接桿II 23、轉(zhuǎn)接桿24和裝卡夾板25 ;圓形底座21安裝在三自由度位移調(diào)節(jié)裝置I上，圓形底座21與連接桿I 22一端形成轉(zhuǎn)動副，連接桿I 22的另一端與連接桿II 23的一端形成轉(zhuǎn)動副，連接桿II 23的另一端與轉(zhuǎn)接桿24固定連接，裝卡夾板25的一端為夾持端，用于夾持待安裝衛(wèi)星部件，另一端設(shè)置兩個圓弧調(diào)節(jié)槽，轉(zhuǎn)接桿24插入連接桿II 23中并通過螺釘固定使其與連接桿II形成一個整體，而轉(zhuǎn)接桿24的另一端設(shè)計有兩處圓柱桿，它們插入裝卡夾板25的兩處圓弧調(diào)節(jié)槽內(nèi)，并可實現(xiàn)兩者的相對轉(zhuǎn)動，從而使得裝卡夾板25可相對連接桿II 23轉(zhuǎn)動并且轉(zhuǎn)動的圓點可根據(jù)轉(zhuǎn)接桿24插入連接桿II 23中的位置任意調(diào)節(jié)。
[0023]考慮到該型號衛(wèi)星天線塔上的反射器2a分A反射器和E反射器，E反射器只有一塊結(jié)構(gòu)板可以用于裝卡(如圖1c所示，其反射器背板5a)，A反射器則有兩塊結(jié)構(gòu)板可以用于裝卡(如圖1b所示，其反射器背板4a)，如圖1a所示，圖中標號3a為塔體支撐板。因此，三自由度裝調(diào)機構(gòu)的裝卡夾板25需設(shè)計兩種形式。其中，裝卡I塊結(jié)構(gòu)板時的結(jié)構(gòu)形式如附圖3所示。當裝卡的反射器為雙結(jié)構(gòu)板式時，則將單板裝卡夾板換成雙板裝卡夾板(如圖附4所示)即可，十分方便。
[0024]三自由度裝調(diào)機構(gòu)移動方式選擇:平面內(nèi)的X、Y向移動選擇為軸承滑塊加導(dǎo)軌的方式；Z向的移動選擇為螺釘調(diào)節(jié)的方式。如圖2所示，三自由度位移調(diào)節(jié)裝置I包括X向調(diào)節(jié)板11、Y向調(diào)節(jié)板12、Z向調(diào)節(jié)板13、Y向位移調(diào)節(jié)螺釘14、位移調(diào)節(jié)螺釘安裝座15、位移止動擋板16、X向位移調(diào)節(jié)螺釘17、軸承導(dǎo)桿18、軸承導(dǎo)桿安裝座19、Z向位移調(diào)節(jié)螺釘110和軸承滑塊111 ；Z向調(diào)節(jié)板13作為整個裝置的最底層，其四周垂直安裝Z向位移調(diào)節(jié)螺釘110，實現(xiàn)整個裝置的調(diào)平以及Z方向的上下移動2向調(diào)節(jié)板13上表面四周安裝軸承導(dǎo)桿安裝座9，位于Y方向的兩個軸承導(dǎo)桿安裝座9之間安裝軸承導(dǎo)桿18，軸承導(dǎo)桿18上安裝軸承滑塊111，Y向調(diào)節(jié)板12安裝在軸承滑塊111上；Y向調(diào)節(jié)板12上表面四周安裝軸承導(dǎo)桿安裝座9，位于X方向的兩個軸承導(dǎo)桿安裝座9之間安裝軸承導(dǎo)桿18，軸承導(dǎo)桿18上安裝軸承滑塊111，X向調(diào)節(jié)板11安裝在軸承滑塊111上；Υ向調(diào)節(jié)板12、Χ向調(diào)節(jié)板11的下方旋轉(zhuǎn)位移方向上分別通過位移調(diào)節(jié)螺釘安裝座15安裝Y向位移調(diào)節(jié)螺釘14和X向位移調(diào)節(jié)螺釘17，兩個方向位移調(diào)節(jié)螺釘上分別按安裝推動止動擋板16，當需要對產(chǎn)品進行X向或Y向的微量調(diào)節(jié)時，可以旋轉(zhuǎn)相應(yīng)位移方向上的調(diào)節(jié)螺釘使其通過推動止動擋板帶動調(diào)節(jié)板沿著軸承導(dǎo)桿移動，從而實現(xiàn)機構(gòu)的X向和Y向移動。當機構(gòu)移動到所需要的位置時，將位移調(diào)節(jié)螺釘安裝座上的長螺釘擰緊從而在兩頭頂住位移止動擋板，實現(xiàn)產(chǎn)品位置的固定。
[0025]如圖5所示，基座3上設(shè)置多組不同的接口，每組接口用于調(diào)整三自由度位移調(diào)節(jié)裝置I的不同安裝位置。基座3主要起三個作用:一是固定三自由度位移調(diào)節(jié)裝置I ;二是作為裝調(diào)機構(gòu)Z向調(diào)節(jié)的固定端；三是通過其上的多組不同接口，實現(xiàn)裝調(diào)機構(gòu)安裝在不同接口時對不同反射器的裝調(diào)，并保證調(diào)整方向與裝配坐標系方向平行。設(shè)計圖紙如附圖5所示。部裝開始前，將基座3安裝在天線塔頂板Ia上，它本身的位置固定不變，當需要調(diào)整不同位置的反射器時，只需要將三自由度位移調(diào)節(jié)裝置I安裝在基座3上的不同接口即可。附圖5中不同英文字母表示不同的接口，一組接口有四個連接點，用于安裝Z向調(diào)節(jié)板13上的4處Z向調(diào)節(jié)螺釘110。
[0026]最終的產(chǎn)品設(shè)計裝調(diào)示意圖如附圖6所示。基座3安裝在天線塔頂板Ia上，三自由度位移調(diào)節(jié)裝置I安裝于基座3上，以上兩個部件安裝到位后即可保證裝調(diào)的三個自由度方向與產(chǎn)品需要裝調(diào)的位移方向保持一致，之后通過裝卡機構(gòu)2 —端夾持產(chǎn)品另一端與三自由度位移調(diào)節(jié)裝置I連接，最終實現(xiàn)三自由度的產(chǎn)品調(diào)姿。
[0027]本發(fā)明在對某型號衛(wèi)星天線反射器的裝調(diào)過程中按照如下步驟實施位置調(diào)整。
[0028]步驟1:將附圖5中的基座按照裝配基準象限標識安裝于天線塔頂板上。
[0029]步驟2:根據(jù)所要安裝的反射器位置將附圖2中的三自由度位移調(diào)節(jié)裝置安裝于基座上，自此完成裝調(diào)的位移方向與裝配的象限方向重合，從而實現(xiàn)調(diào)姿方向的準確無誤。
[0030]步驟3:將附圖3中的裝卡機構(gòu)一端安裝于三自由度位移調(diào)節(jié)裝置上。
[0031]步驟4:使用裝卡機構(gòu)對要調(diào)姿的產(chǎn)品進行裝卡，并保證牢靠。
[0032]步驟5:使用三自由度位移調(diào)節(jié)裝置上的調(diào)節(jié)螺釘使得調(diào)姿平臺在X、Y、Z方向上實現(xiàn)微量平移，從而實現(xiàn)對產(chǎn)品的三自由度高精度調(diào)姿。
[0033]本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種三自由度的衛(wèi)星高精度部件裝調(diào)機構(gòu)，其特征在于:包括三自由度位移調(diào)節(jié)裝置(I)、裝卡機構(gòu)⑵和基座⑶； 三自由度位移調(diào)節(jié)裝置(I)通過基座(3)安裝在待安裝衛(wèi)星部件的安裝基準面上，并保證三自由度位移調(diào)節(jié)裝置(I)的三個調(diào)整方向與裝配坐標系方向平行；所述的裝卡機構(gòu)(2)包括圓形底座(21)、連接桿I (22)、連接桿II (23)、轉(zhuǎn)接桿(24)和裝卡夾板(25);圓形底座(21)安裝在三自由度位移調(diào)節(jié)裝置(I上，圓形底座(21)與連接桿I (22) —端形成轉(zhuǎn)動副，連接桿I (22)的另一端與連接桿II (23)的一端形成轉(zhuǎn)動副，連接桿II (23)的另一端與轉(zhuǎn)接桿(24)固定連接，裝卡夾板(25)的一端為夾持端，用于夾持待安裝衛(wèi)星部件，另一端設(shè)置兩個圓弧調(diào)節(jié)槽，轉(zhuǎn)接桿(24)插入連接桿II (23)中并固定使其與連接桿II (23)形成一個整體，轉(zhuǎn)接桿(24)的另一端設(shè)計有兩處圓柱桿，它們分別插入裝卡夾板(25)的兩處圓弧調(diào)節(jié)槽內(nèi)，并可實現(xiàn)兩者的相對轉(zhuǎn)動，從而使得裝卡夾板(25)可相對連接桿II (23)轉(zhuǎn)動并且轉(zhuǎn)動的圓點可根據(jù)轉(zhuǎn)接桿(24)插入連接桿II (23)中的位置任意調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三自由度的衛(wèi)星高精度部件裝調(diào)機構(gòu)，其特征在于:所述的三自由度位移調(diào)節(jié)裝置(I)包括X向調(diào)節(jié)板(11)、Y向調(diào)節(jié)板(12)、Ζ向調(diào)節(jié)板(13)、Y向位移調(diào)節(jié)螺釘(14)、位移調(diào)節(jié)螺釘安裝座(15)、位移止動擋板(16)、Χ向位移調(diào)節(jié)螺釘(17)、軸承導(dǎo)桿(18)、軸承導(dǎo)桿安裝座(19)、Z向位移調(diào)節(jié)螺釘(110)和軸承滑塊(111)； Z向調(diào)節(jié)板(13)作為整個裝置的最底層，其四周垂直安裝Z向位移調(diào)節(jié)螺釘(110)，實現(xiàn)整個裝置的調(diào)平以及Z方向的上下移動；Ζ向調(diào)節(jié)板(13)上表面四周安裝軸承導(dǎo)桿安裝座(9)，位于Y方向的兩個軸承導(dǎo)桿安裝座(9)之間安裝軸承導(dǎo)桿(18)，軸承導(dǎo)桿(18)上安裝軸承滑塊(111)，Υ向調(diào)節(jié)板(12)安裝在軸承滑塊(111)上；￥向調(diào)節(jié)板(12)上表面四周安裝軸承導(dǎo)桿安裝座(9)，位于X方向的兩個軸承導(dǎo)桿安裝座(9)之間安裝軸承導(dǎo)桿(18)，軸承導(dǎo)桿(18)上安裝軸承滑塊(111)，X向調(diào)節(jié)板(11)安裝在軸承滑塊(111)上；Υ向調(diào)節(jié)板(12)、X向調(diào)節(jié)板(11)的下方旋轉(zhuǎn)位移方向上分別安裝Y向位移調(diào)節(jié)螺釘(14)和X向位移調(diào)節(jié)螺釘(17)，兩個方向位移調(diào)節(jié)螺釘上分別按安裝推動止動擋板(16)，通過推動止動擋板(16)帶動相應(yīng)的調(diào)節(jié)板沿著軸承導(dǎo)桿移動，從而實現(xiàn)機構(gòu)的Y向和X向移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三自由度的衛(wèi)星高精度部件裝調(diào)機構(gòu)，其特征在于:所述的基座(3)上設(shè)置多組不同的接口，每組接口用于調(diào)整三自由度位移調(diào)節(jié)裝置(I)的不同安裝位置。
【文檔編號】H01Q3/00GK104269644SQ201410454302
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】喻懋林, 侯偉, 李傳輝, 戴璐, 馬寧, 胡溶溶, 孫英華 申請人:北京衛(wèi)星制造廠