一种装配型架的通用型可调节定位装置的制作方法

1.本发明涉及火箭装配型架的技术领域，尤其涉及一种装配型架的通用型可调节定位装置。


背景技术：

2.现有的运载火箭在设计制造完成后，需要对火箭进行装配，即把火箭各系统的设备、仪器、附件、电缆以及直接参与总装的零组件分别装入有关部件构成部段，再把各个部段和发动机对接成为火箭。装配型架作为一种向零件、装配件提供准确定位和夹紧的装置，在火箭的装配过程中的作用至关重要。一般来说，火箭贮箱、气瓶和导管等有严格耐压和密封要求的部、组件都采用焊接固定，而火箭箭体上的非密封舱体一般采用铆接，对应的装配型架为铆接型架。
3.铆接型架作为运载火箭各部段总装的基础工装，其结构直接影响运载火箭各部段的产品质量。且在运载火箭部段内部中也有需要在型架上独立设计定位工装的重要结构零件。所以，铆接型架及其内部的定位工装的易用性、可靠性、准确性等就变得尤为重要。
4.而传统的铆接型架在火箭的装配工作中通常采用一段一架，即一台完整的铆接型架专用于一段火箭部段的装配。且由于铆接型架及其内部的定位工装在设计制造时的一体性，使得运载火箭部段内部中的零部件的定位也是采用一物一工装的形式，即一个定位工装专用于一个零部件的定位。这种形式的定位工装适应性较差，火箭部段的结构稍作修改，其工装也必须做出相应调整，甚至重新设计制造。而且，绝大多数工装完成对应零件安装后，基本是拆卸闲置。其使用频率低、操作工作量大，造成时间成本、场地成本、经济成本等相对较高，故有待改进。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种装配型架的通用型可调节定位装置，使得运载火箭部段内部中的零部件的定位装置的设计和制造独立于铆接型架的设计制造，大大提高定位装置的通用性和利用率，且该定位装置具有准确限制零部件在空间的六个自由度的优点，定位精度高，适用范围广。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案为：
7.一种装配型架的通用型可调节定位装置，包括定位模块、周向位移组件、轴向位移组件和径向位移组件，所述定位模块定位零部件，所述径向位移组件包括模块安装平台、摇臂、接口环板、齿条和滚动齿轮，所述定位模块安装于模块安装平台上，所述模块安装平台与摇臂固定连接，所述齿条与摇臂固定连接，所述滚动齿轮转动连接于接口环板，所述滚动齿轮与齿条啮合配合且滚动齿轮驱动齿条在水平方向上产生位移；
8.所述轴向位移组件包括移动托座、丝杠、立柱、滑块和下轴承固定板，所述移动托座与滑块固定连接，所述滑块与接口环板可拆卸连接，所述丝杠竖直设置且转动连接于立柱内部，所述下轴承固定板固定连接于立柱底端，所述丝杠与移动托座螺纹配合且丝杠驱
动移动托座在竖直方向上产生位移；
9.所述周向位移组件包括支撑块、蜗杆、传动齿轮和旋转齿轮，所述支撑块与下轴承固定板固定连接，所述蜗杆与传动齿轮啮合配合，所述传动齿轮与旋转齿轮啮合，所述旋转齿轮与支撑块固定连接且旋转齿轮带动支撑块绕竖直方向产生周向位移。
10.通过采用上述技术方案，在设计制造火箭在装配工作中用的装配型架时无需再针对每一个需要定位的零部件单独设计制造其定位件，可由本装配型架的通用型可调节定位装置配合定位模块来对所有需要定位的零部件进行精确定位。以此提高了本定位装置的使用频率和工作效率，极大的降低了整体铆接型架的设计制造成本、时间周期成本和场地使用成本等，同时使得本通用型定位装置可满足多种不同的型架，提高了本定位装置的实用性。同时，径向位移组件可完成零部件在水平方向上的定位，轴向位移组件可完成零部件在竖直方向上的定位，周向位移组件可完成零部件在周向上的定位，采用分段式独立调节的方式准确定位三个坐标轴向，有利于提高零部件的定位精度，进而提高火箭的装配质量。
11.本发明进一步设置为：所述定位模块与模块安装平台可拆卸连接。
12.通过采用上述技术方案，在使用本定位装置时，可根据不同的待定位零部件选择与之相匹配的定位模块，提高了本定位装置的实用性。同时，由于本定位装置的周向位移组件、轴向位移组件和径向位移组件均为通用调节结构，只有定位模块需要单独设计制造，故大大降低了定位装置的生产设计成本和时间周期，间接提高了火箭装配的效率且降低了成本。
13.本发明进一步设置为：还包括基座，所述基座包括旋转机构安装平台，所述周向位移组件包括基座安装接口平台，所述旋转机构安装平台与基座安装接口平台螺栓连接，所述下轴承固定板与支撑块螺栓连接，所述滑块与接口环板螺栓连接。
14.通过采用上述技术方案，基座与周向位移组件之间、周向位移组件与轴向位移组件之间、轴向位移组件与径向位移组件之间均为螺栓连接，具有快速拆装的优点。当一台整体的定位装置因某个部分故障后而导致整体无法使用时，可将故障部分快速拆除并换装新的组件，方便操作人员快速排除故障，避免了因某个部分故障而导致整个定位装置无法使用，提高了本定位装置的实用性，且由于定位装置可随时拆装，闲置时可根据仓库的场地需要进行拆解，从而提高了仓库的空间利用率。
15.本发明进一步设置为：所述周向位移组件、轴向位移组件和径向位移组件均由标准件组合构成。
16.通过采用上述技术方案，大大降低了本装配型架的通用型可调节定位装置的制造成本和时间，同时由于标准件的质量可靠且相对稳定，提高了本定位装置的实用性和经济性。
17.本发明进一步设置为：所述径向位移组件还包括指针，所述摇臂上设置有径向标尺，所述指针尖角指向径向标尺，所述立柱上设置有轴向标尺，所述摇臂上下边缘垂直于轴向标尺的长度方向。
18.通过采用上述技术方案，操作人员通过观察摇臂上下边缘相对于轴向标尺的位置可定量了解径向位移组件在竖直方向上的移动距离，同时，操作人员通过观察指针相对于径向标尺的位置可定量了解摇臂在水平方向上的移动距离，轴向标尺和径向标尺的设置不仅方便了操作人员的操作和使用，同时提高了本定位装置对零部件的定位精度。
19.本发明进一步设置为：所述轴向位移组件还包括安装接口平台，所述安装接口平台与其他定位件可拆卸连接。
20.通过采用上述技术方案，安装接口平台可与其他夹具、工装等定位件或工作平台对接配合，可拆卸连接设计使得安装接口平台的使用更加灵活方便，有效扩大了本装配型架的通用型可调节定位装置的应用范围。
21.本发明进一步设置为：所述径向位移组件还包括肋板，两条所述摇臂平行且对称设置，所述肋板同时与两摇臂固定连接，所述模块安装平台同时与两摇臂固定连接。
22.通过采用上述技术方案，模块安装平台由两条摇臂共同支撑，大大提高了摇臂对模块安装平台的支撑效果和稳定性，且肋板进一步加强了两摇臂之间的结构强度，进而提高了摇臂支撑模块安装平台的稳定性，有利于提高本定位装置对零部件的定位精度。
23.本发明进一步设置为：两条所述齿条分别且对称固定于两摇臂上，两个所述滚动齿轮分别与一条齿条啮合，两个所述滚动齿轮同步转动。
24.通过采用上述技术方案，两摇臂由两滚动齿轮和两齿条同时且同步驱动，避免了单个滚动齿轮与一条齿条驱动两摇臂发生受力不均的情况，同时进一步提高了模块安装平台在水平方向上位移时的稳定性，有利于提高本定位装置对零部件的定位精度。
25.本发明进一步设置为：所述周向位移组件还包括基座安装接口平台，所述基座安装接口平台上开设有限位孔，所述限位孔限位支撑块。
26.通过采用上述技术方案，支撑块在绕竖直方向产生周向位移的过程中，支撑块始终处于限位孔的约束限位下，限位孔有效防止支撑块偏离预定运动轨迹，从而提高了本装配型架的通用型可调节定位装置对待定位零部件的定位精度。
27.本发明进一步设置为：所述基座还包括支撑板和支撑柱，所述支撑板和支撑柱螺栓连接。
28.通过采用上述技术方案，支撑柱可随时根据实际使用需求与不同大小或形状的支撑板配合固定，提高了本装配型架的通用型可调节定位装置对不同工况下的适应性，同时也提高了基座的稳定性。
29.综上所述，本发明实现的有益效果如下：
30.(1)本定位装置的设计和制造独立于铆接型架的设计制造，提高了本定位装置的使用频率和工作效率，极大的降低了整体铆接型架的设计制造成本、时间周期成本和场地使用成本等，同时使得本通用型定位装置可满足多种不同的型架，提高了本定位装置的实用性；
31.(2)本定位装置采用分段式独立调节的方式准确定位三个坐标轴向，有利于提高零部件的定位精度，进而提高火箭的装配质量；
32.(3)基座与周向位移组件之间、周向位移组件与轴向位移组件之间、轴向位移组件与径向位移组件之间均为螺栓连接，具有快速拆装的优点，避免了因某个部分故障而导致整个定位装置无法使用，提高了本定位装置的实用性；
33.(4)本定位装置中的周向位移组件、轴向位移组件和径向位移组件均由标准件组合构成，大大降低了本定位装置的制造成本和时间，同时由于标准件的质量可靠且相对稳定，提高了本定位装置的实用性和经济性。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本装配型架的通用型可调节定位装置的整体结构示意图；
36.图2为基座的结构示意图；
37.图3为周向位移机构的结构示意图；
38.图4为轴向位移机构的结构示意图；
39.图5为径向位移机构的结构示意图。
40.附图标记
41.1、基座；11、支撑板；12、支撑柱；13、旋转机构安装平台；2、周向位移组件；21、基座安装接口平台；22、蜗杆；23、周向手轮；24、传动齿轮；25、旋转齿轮；26、支撑块；27、限位孔；3、轴向位移组件；31、立柱；311、轴向标尺；32、下轴承固定板；33、上轴承固定板；34、丝杠；35、移动托座；36、滑块；37、导轨；38、轴向手轮；39、安装接口平台；4、径向位移组件；41、接口环板；42、滚动齿轮；43、径向手轮；44、齿条；45、摇臂；451、滑轨；452、径向标尺；46、肋板；47、模块安装平台；48、指针。
具体实施方式
42.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.如附图1所示，一种装配型架的通用型可调节定位装置，包括基座1、周向位移组件2、轴向位移组件3和径向位移组件4。
44.如附图1和附图2所示，基座1包括支撑板11、支撑柱12和旋转机构安装平台13。
45.支撑板11为方形板状，数量为一，水平放置于工作平台上，对整个定位置装置具有支撑作用，在其他实施例中，支撑板11也可为圆形板状。
46.支撑柱12为长方体柱状，数量为一，竖直设置于支撑板11的正上方。支撑板11上表面的面积大于支撑柱12下表面的面积，且支撑柱12的中心线与支撑板11在竖直方向上的中心线重合。
47.支撑柱12的底面与支撑板11的上表面可拆卸连接，在本实施例中支撑柱12与支撑板11之间采用螺栓连接，便于支撑柱12根据实际使用需求与不同大小或形状的支撑板11配合固定。
48.支撑柱12的上表面即为旋转机构安装平台13，用于对接周向位移组件2。
49.如附图1和附图3所示，周向位移组件2使得本定位装置基座1以上的部件可同时绕竖直方向产生周向位移，具体地，周向位移组件2包括基座安装接口平台21、蜗杆22、周向手轮23和传动齿轮24。
50.基座安装接口平台21为长方体型箱体状，数量为一，水平设置于旋转机构安装平台13上并与旋转机构安装平台13可拆卸连接，在本实施例中旋转机构安装平台13与基座安
装接口平台21螺栓连接。
51.蜗杆22水平设置，其长度与基座安装接口平台21的宽度相同，蜗杆22转动连接于基座安装接口平台21远离旋转机构安装平台13的一端。
52.周向手轮23与蜗杆22的一端固定连接，且周向手轮23的轴线与蜗杆22的轴线重合。
53.传动齿轮24数量为一，水平设置且转动连接于基座安装接口平台21上。传动齿轮24与蜗杆22啮合，蜗杆22沿自身轴线的转动驱动传动齿轮24在水平方向上沿自身轴线转动。
54.周向位移组件2还包括旋转齿轮25和支撑块26。
55.旋转齿轮25水平设置于基座安装接口平台21内远离蜗杆22的一端，旋转齿轮25的底端转动连接于基座安装接口平台21，旋转齿轮25的顶端与支撑块26固定连接。旋转齿轮25与传动齿轮24啮合，传动齿轮24转动时可带动旋转齿轮25沿自身轴线水平转动。
56.支撑块26为圆柱体块状，数量为一，水平固定于旋转齿轮25上表面。
57.基座安装接口平台21的上表面开设有一个形状大小均与支撑块26相适配的限位孔27，用于限位支撑块26，使得支撑块26仅能在限位孔27内在旋转齿轮25的带动下绕自身轴线旋转。
58.如附图1和附图4所示，轴向位移组件3使得本定位装置的径向位移组件4整体可在竖直方向上产生位移，具体地，轴向位移组件3包括立柱31、下轴承固定板32、上轴承固定板33、丝杠34和轴向手轮38。
59.立柱31为长方体筒状，数量为一，竖直设置。立柱31上刻设有轴向标尺311，轴向标尺311的长度方向与立柱31的长度方向相同。
60.下轴承固定板32固定连接于立柱31的底端，上轴承固定板33固定连接于立柱31的顶端。
61.下轴承固定板32与支撑块26可拆卸连接，在本实施例中，下轴承固定板32与支撑块26之间采用螺栓连接。且立柱31在竖直方向的中心线与支撑柱12在竖直方向的中心线重合。
62.立柱31内部中空，使得丝杠34可转动连接于立柱31内部，丝杠34的长度方向与立柱31的长度方向相同，且丝杠34的轴线与立柱31在竖直方向上的中心线重合。丝杠34的两端均套设有轴承，轴承通过上轴承固定板33和下轴承固定板32固定在立柱31的两端。
63.丝杠34的一端穿过上轴承固定板33并与轴向手轮38固定连接，使得轴向手轮38的转动将驱动丝杠34沿自身轴线转动。
64.轴向位移组件3还包括移动托座35、滑块36和导轨37。
65.移动托座35为长方体块状，数量为一，其水平方向的横截面与立柱31内部形状相适配，且丝杠34穿过移动托座35并与移动托座35螺纹配合，使得丝杠34的转动可驱动移动托座35在立柱31内部沿着竖直方向上下移动。
66.滑块36为长方体块状，数量为二，对称设置在立柱31的两侧。立柱31设置有滑块36的两侧对称开设有两条通孔，滑块36穿过通孔与立柱31内部的移动托座35固定连接，使得移动托座35可带动两个滑块36沿着竖直方向上下移动。
67.导轨37固定于立柱31上设置有滑块36的两侧，两条导轨37对称分布，用于限位滑
块36，使得滑块36仅能沿着导轨37的长度方向移动。
68.轴向位移组件3还包括一个安装接口平台39。安装接口平台39为板状接口，凸出于立柱31并固定在立柱31未设置滑块36的一侧。安装接口平台39用于与其他夹具、工装等工作平台对接配合，可拆卸连接设计使得安装接口平台39的使用更加灵活方便，有效的扩大了本装配型架的通用型可调节定位装置的应用范围。
69.如附图1和附图5所示，径向位移组件4使得本定位装置的工作部分可在水平方向上产生位移，具体地，径向位移组件4包括接口环板41、肋板46、模块安装平台47和摇臂45。
70.接口环板41为环形板状，其形状大小与立柱31的外形轮廓相适配，使得接口环板41可套设于立柱31外围。立柱31两侧的滑块36与接口环板41可拆卸连接，连接方式在本实施例中优选为螺栓连接。
71.摇臂45为长方形板状，数量为二，两摇臂45对称分布在接口环板41的两侧。两摇臂45水平设置，使得摇臂45的上下边缘垂直于立柱31上的轴向标尺311。
72.两摇臂45上朝向接口环板41的一侧上均水平设置有一条滑轨451。滑轨451凸出于摇臂45设置，且滑轨451上朝向接口环板41的一侧开设有凹槽，在本实施例中凹槽为燕尾槽。
73.接口环板41朝向两摇臂45的两侧对应位置处均设置有与滑轨451上凹槽相适配的滑动块，使得两摇臂45可在接口环板41两侧自由滑动。
74.肋板46为长方形板状，其在竖直方向上的高度与摇臂45的高度相同，肋板46的长度与两摇臂45之间的距离相同，肋板46长度方向上的两端分别与两摇臂45的一端固定连接。肋板46用于加强两摇臂45之间的结构强度，且使得两摇臂45相对于接口环板41同步滑动。
75.模块安装平台47为长方形板状，其在竖直方向上的高度与摇臂45的高度相同，肋板46的长度与两摇臂45之间的距离相同，模块安装平台47长度方向上的两端分别与两摇臂45远离肋板46的一端固定连接。模块安装平台47进一步加强了两摇臂45之间的结构强度。
76.同时，模块安装平台47上根据实际工况开设有不同的安装口，例如卡槽或螺纹孔，使得模块安装平台47背离肋板46的一侧可快速拆装不同的定位模块以满足不同的定位需求。定位模块，即用于对零部件进行精确定位并与待定位的零部件直接接触的部分。在本实施例中，模块安装平台47上开设有四个通孔，可与不同的定位模块完成螺栓连接。
77.径向位移组件4还包括滚动齿轮42、径向手轮43和齿条44。
78.齿条44数量为二，其长度与摇臂45的长度相同。两齿条44水平固定于两摇臂45相向的一侧且两齿条44位于滑轨451的上方。
79.滚动齿轮42数量为二，两滚动齿轮42转动连接于接口环板41上，两齿轮同步转动且分别与一齿条44啮合，使得齿轮的转动将驱动两摇臂45在水平方向上移动。
80.径向手轮43的圆心位于两滚动齿轮42的轴线上，方便操作人员调整摇臂45在水平方向上的位置。
81.摇臂45背离齿条44的一侧刻设有一条水平设置的径向标尺452，径向标尺452的长度与摇臂45的长度相同。
82.径向位移组件4还包括一个指针48，其底端固定在接口环板41上，指针48的尖角指向径向标尺452，便于操作人员量化摇臂45在水平方向上的位移。
83.上述实施例的实施原理为：
84.在使用本装配型架的通用型可调节定位装置来定位火箭的装配工作中的零部件时，将支撑板11水平放置于工作平台上后，首先根据实际工况将需要使用的定位模块固定安装于模块安装平台47。之后转动周向手轮23，带动蜗杆22转动，进而驱动旋转齿轮25转动，使得与支撑块26固定连接的轴向位移组件3和径向位移组件4均周向移动。调整周向手轮23使得定位模块对准待定位的零部件后，转动轴向手轮38，带动丝杠34转动，进而驱动与移动托座35固定连接的滑块36沿着导轨37在竖直方向上下移动，最终带动径向位移组件4在竖直方向上对准待定位的零部件。特别地，通过观察摇臂45的边缘在立柱31上的轴向标尺311的不同位置可帮助操作人员定量调节径向位移组件4在竖直方向上的位移量。且丝杠34与移动托座35之间的螺纹配合有效防止移动托座35在重力的作用下驱动丝杠34转动而给定位带来误差。最后，转动径向手轮43带动齿轮转动，进而驱动摇臂45在水平方向上移动，最终带动定位模块在水平方向上移动到位，使得定位模块完全对准待定位的零部件，完成对零部件的定位。
85.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。