专利名称：板状结构六自由度精密安装装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及实施板状结构的准确方位、位置安装的安装设备，具体是一种针 对星体舱板安装的板状结构六自由度精密安装装置。
背景技术：
在实施星体舱板安装时，舱板与星体的准确对接极为重要，舱板的实际安装方位 往往与星体上的舱板安装面在X、Y、Z三方向存在一定的夹角，必须经过调整，消除夹角，方 能进行舱板与星体对接。而目前国内外最常用的调节方式主要有两种1、用地脚支撑调节； 2、撬杠撬动；但这两种办法都存在人工劳动强度大、对接效率低、可靠性低的问题，不易实 现舱板与星体的准确、平稳对接。
发明内容本实用新型为了解决目前舱板与星体对接所用调节方式不易实现舱板与星体准 确、平稳对接的问题，提供了一种板状结构六自由度精密安装装置。本实用新型是采用如下技术方案实现的板状结构六自由度精密安装装置，包括 安装位置调整机构、设置于安装位置调整机构上的安装角度调整机构、以及用于固定板状 结构且设置于安装角度调整机构上的安装框架；其中，安装框架上用于固定板状结构的安 装面与安装位置调整机构垂直；所述安装位置调整机构为三层架台结构，包含底部架台、中间架台、顶部架台，底 部架台与中间架台间设有X向水平调节机构，中间架台与顶部架台之间设有Y向水平调节 机构；所述水平调节机构包含分别设置于相邻两架台相对面上的如下部件按水平调节 方向设置的导轨、与导轨配合并能相对于导轨移动的滑块，以及通过导轨与滑块间配合结 构驱动上方架台相对于下方架台移动的驱动机构；底部架台的四角部位分别设有垂直升降机构(即Z向调节机构)，垂直升降机构底 端设有支脚，且底部架台下还设有用于实现安装装置自由移动的行走轮；所述安装角度调整机构包含通过辅助支架支撑而平行设置于顶部架台上方的水 平架台、顶端与安装框架固定且垂直设置于水平架台一角位置处的转轴组件、设置于水平 架台与安装框架之间的X向转动调节机构和Y向转动调节机构、设置于水平架台与顶部架 台之间的Z向转动调节机构；所述转轴组件包括两端分别通过轴承与水平架台、顶部架台固定的转动驱动轴、 上部呈U形的第一转接关节和第二转接关节、以及顶端与安装框架固定的对接框，第一转 接关节的下部与转动驱动轴顶端固定，第二转接关节的下部与第一转接关节的上部铰接， 形成第二转接关节相对于第一转接关节能Y向转动的铰接结构，对接框底端与第二转接关 节的上部铰接，形成对接框相对于第二转接关节能X向转动的铰接结构，第一转接关节、第 二转接关节及对接框位于水平架台上方；[0010]所述Y向转动调节机构包含下部配有脚轮的承力小车、垂直固定于承力小车上的 导向柱，导向柱上设有能沿导向柱上下移动的水平承力架，且水平承力架上配设有用于控 制水平承力架沿导向柱上下移动的升降操控机构，承力小车经连接架与第一转接关节的下 部固定，安装框架经X向转动调节机构与水平承力架两侧固定；所述X向转动调节机构包含顶端与安装框架固定、且底端分别与水平承力架两端 正对的对接长框和对接短框，对接长框和对接短框所在平面与安装框架的安装面垂直，对 接长框底端与水平承力架对应侧端部铰接，形成对接长框相对于水平承力架能X向转动的 铰接结构，对接短框底端、水平承力架与对接短框底端对应的端部分别铰接有铜套，两铜套 间设有两端分别与两铜套螺纹配合的丝杠，丝杠中央设有摇臂，且丝杠两端的螺纹方向为 反向设置(即通过摇臂转动丝杠时，丝杠两端的铜套同时相向移动或同时反向移动)；所述Z向转动调节机构包含与转动驱动轴侧壁垂直固定的摆动杆、用于通过控制 摆动杆的动作而带动转动驱动轴转动的推拉操控机构，推拉操控机构的牵引杆端部与摆动 杆自由端铰接。本实用新型在应用时，对舱板的对接调节主要分为三步1、通过安装位置调整机 构底部架台下的行走轮，将安装装置移动至星体待安装舱板的大概位置处；2、通过安装位 置调整机构对固定于安装框架上的舱板的位置实施X、Y、Z三方向(三个自由度)上的直线向 位置调节a、通过底部架台四角部位的垂直升降机构实现安装装置的固定，并对舱板的位 置进行Z向调整，b、分别通过X向水平调节机构和Y向水平调节机构，对舱板的位置进行X 向和Y向水平调整；其中，X向水平调节机构和Y向水平调节机构中的驱动机构对于本领 域的技术人员来说，能够以多种结构实现，例如手轮驱动机构；3、通过安装角度调整机构 对固定于安装框架上的舱板的方位实施X、Y、Z三方向(三个自由度)上的转动调节c、X向 转动调节，通过摇臂转动丝杠，使丝杠两端的铜套同时相向移动或同时反向移动，与安装框 架固定的对接长框相对于水平承力架X向转动，与安装框架固定的对接框相对于第二转接 关节X向转动，安装框架整体实现X向转动，对舱板的方位完成X向转动调整；d、Y向转动 调节，通过升降操控机构控制水平承力架沿导向柱上下移动，水平承力架经X向转动调节 机构的连接，牵引安装框架该侧实现升降，进而使与安装框架另一侧固定的对接框通过第 二转接关节的连接相对于第一转接关节Y向转动，安装框架整体实现Y向转动，对舱板的方 位完成Y向转动调整；e、Z向转动调节，通过推拉操控机构控制摆动杆的动作，由摆动杆带 动转动驱动轴转动，通过与转动驱动轴顶端固定的第一转接关节、第一转接关节与承力小 车间的连接架、承力小车带动安装框架整体Z向转动，对舱板的方位完成Z向转动调整。其 中，所述升降操控机构、推拉操控机构对于本领域的技术人员来说，能够以多种结构实现。本实用新型结构合理、紧凑，能精确、快速调节舱板方位和位置，消除舱板与星体 间的安装夹角，实现舱板与星体的平稳对接，能有效减轻人工操作强度，提高对接效率及对 接可靠性。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为图1的侧视图；CN 201913453 U
说明书
3/4页图4为本实用新型水平架台上方的结构示意图；图5为图4的左视图；图6为图4的B-B剖面图；图7为图4的C-C剖面图；图8为图5的F-F剖面图；图9为本实用新型水平架台上方的立体结构示意图；图10为图1的A-A剖面图；图中1-安装框架；2-底部架台；3-中间架台；4-顶部架台；5-导轨；6-滑块； 7-驱动机构；8-垂直升降机构；9-支脚；10-行走轮；11-辅助支架；12-水平架台；13-转 动驱动轴；14-第一转接关节；15-第二转接关节；16-对接框；17-脚轮；18-承力小车； 19-导向柱；20-水平承力架；21-升降操控机构；22-对接长框；23-对接短框；M、25_铜 套；26-丝杠；27-摇臂；28-摆动杆；29-推拉操控机构；30-挡块；31-连接架；32-牵引杆。
具体实施方式
如图1-3所示，板状结构六自由度精密安装装置，包括安装位置调整机构、设置于 安装位置调整机构上的安装角度调整机构、以及用于固定板状结构且设置于安装角度调整 机构上的安装框架1 ；其中，安装框架1上用于固定板状结构的安装面与安装位置调整机构
垂直；所述安装位置调整机构为三层架台结构，包含底部架台2、中间架台3、顶部架台 4，底部架台2与中间架台3间设有X向水平调节机构，中间架台3与顶部架台4之间设有 Y向水平调节机构；所述水平调节机构包含分别设置于相邻两架台相对面上的如下部件按水平调节 方向设置的导轨5、与导轨5配合并能相对于导轨5移动的滑块6，以及通过导轨5与滑块 6间配合结构驱动上方架台相对于下方架台移动的驱动机构7 ；底部架台2的四角部位分别设有垂直升降机构8 (即Z向调节机构)，垂直升降机 构8底端设有支脚9，且底部架台2下还设有用于实现安装装置自由移动的行走轮10 ；所述安装角度调整机构包含通过辅助支架11支撑而平行设置于顶部架台4上方 的水平架台12、顶端与安装框架1固定且垂直设置于水平架台12—角位置处的转轴组件、 设置于水平架台12与安装框架1之间的X向转动调节机构和Y向转动调节机构(如图4、5、 9所示)、设置于水平架台12与顶部架台4之间的Z向转动调节机构(如图10所示)；所述转轴组件包括两端分别通过轴承与水平架台12、顶部架台4固定的转动驱动 轴13、上部呈U形的第一转接关节14和第二转接关节15、以及顶端与安装框架1固定的对 接框16，第一转接关节14的下部与转动驱动轴13顶端固定，如图6所示，第二转接关节15 的下部与第一转接关节14的上部铰接，如图7所示，形成第二转接关节15相对于第一转接 关节14能Y向转动的铰接结构，对接框16底端与第二转接关节15的上部铰接，形成对接 框16相对于第二转接关节15能X向转动的铰接结构，第一转接关节14、第二转接关节15 及对接框16位于水平架台12上方；所述Y向转动调节机构包含下部配有脚轮17的承力小车18、垂直固定于承力小车 18上的导向柱19，导向柱19上设有能沿导向柱19上下移动的水平承力架20，且水平承力架20上配设有用于控制水平承力架20沿导向柱19上下移动的升降操控机构21，承力小车 18经连接架31与第一转接关节14的下部固定，安装框架1经X向转动调节机构与水平承 力架20两侧固定；所述X向转动调节机构包含顶端与安装框架1固定、且底端分别与水平承力架20 两端正对的对接长框22和对接短框23，对接长框22和对接短框23所在平面与安装框架1 的安装面垂直，对接长框22底端与水平承力架20对应侧端部铰接，如图8所示，形成对接 长框22相对于水平承力架20能X向转动的铰接结构，对接短框23底端、水平承力架20与 对接短框23底端对应的端部分别铰接有铜套对、25，两铜套M、25间设有两端分别与两铜 套M、25螺纹配合的丝杠沈，丝杠沈中央设有摇臂27，且丝杠沈两端的螺纹方向为反向 设置(即通过摇臂27转动丝杠沈时，丝杠沈两端的铜套M、25同时相向移动或同时反向 移动)；所述Z向转动调节机构包含与转动驱动轴13侧壁垂直固定的摆动杆观、用于通过 控制摆动杆观的动作而带动转动驱动轴13转动的推拉操控机构四，推拉操控机构四的牵 引杆32端部与摆动杆观自由端铰接。具体实施时，水平架台12上承力小车18运行轨迹的两终点位置处分别设有避免 承力小车18驶出水平架台12的挡块30 ；行走轮10与底部架台2间设置有垂直升降机构， 这样，在无需移动安装装置时，能将行走轮10通过垂直升降机构实现提起。
权利要求1.一种板状结构六自由度精密安装装置，其特征在于包括安装位置调整机构、设置 于安装位置调整机构上的安装角度调整机构、以及用于固定板状结构且设置于安装角度调 整机构上的安装框架(1);其中，安装框架(1)上用于固定板状结构的安装面与安装位置调 整机构垂直；所述安装位置调整机构为三层架台结构，包含底部架台(2)、中间架台(3)、顶部架台 (4)，底部架台(2)与中间架台(3)间设有X向水平调节机构，中间架台(3)与顶部架台(4) 之间设有Y向水平调节机构；所述水平调节机构包含分别设置于相邻两架台相对面上的如下部件按水平调节方向 设置的导轨(5)、与导轨(5)配合并能相对于导轨(5)移动的滑块(6)，以及通过导轨(5)与 滑块(6)间配合结构驱动上方架台相对于下方架台移动的驱动机构(7)；底部架台(2)的四角部位分别设有垂直升降机构(8)，垂直升降机构(8)底端设有支脚 (9 )，且底部架台(2 )下还设有用于实现安装装置自由移动的行走轮(10 )；所述安装角度调整机构包含通过辅助支架(11)支撑而平行设置于顶部架台(4)上方 的水平架台(12)、顶端与安装框架(1)固定且垂直设置于水平架台(12) —角位置处的转轴 组件、设置于水平架台(12)与安装框架(1)之间的X向转动调节机构和Y向转动调节机构、 设置于水平架台(12)与顶部架台(4)之间的Z向转动调节机构；所述转轴组件包括两端分别通过轴承与水平架台(12)、顶部架台(4)固定的转动驱动 轴(13)、上部呈U形的第一转接关节(14)和第二转接关节(15)、以及顶端与安装框架(1) 固定的对接框(16)，第一转接关节(14)的下部与转动驱动轴(13)顶端固定，第二转接关节 (15)的下部与第一转接关节(14)的上部铰接，形成第二转接关节(15)相对于第一转接关 节(14)能Y向转动的铰接结构，对接框(16)底端与第二转接关节(15)的上部铰接，形成对 接框(16)相对于第二转接关节(15)能X向转动的铰接结构，第一转接关节(14)、第二转接 关节(15)及对接框(16)位于水平架台(12)上方；所述Y向转动调节机构包含下部配有脚轮(17)的承力小车(18)、垂直固定于承力小车 (18)上的导向柱(19)，导向柱(19)上设有能沿导向柱(19)上下移动的水平承力架(20)，且 水平承力架(20 )上配设有用于控制水平承力架(20 )沿导向柱(19 )上下移动的升降操控机 构(21)，承力小车(18)经连接架(31)与第一转接关节(14)的下部固定，安装框架(1)经X 向转动调节机构与水平承力架(20)两侧固定；所述X向转动调节机构包含顶端与安装框架(1)固定、且底端分别与水平承力架(20) 两端正对的对接长框(22 )和对接短框(23 )，对接长框(22 )和对接短框(23 )所在平面与安 装框架(1)的安装面垂直，对接长框(22)底端与水平承力架(20)对应侧端部铰接，形成对 接长框(22)相对于水平承力架(20)能X向转动的铰接结构，对接短框(23)底端、水平承 力架(20)与对接短框(23)底端对应的端部分别铰接有铜套(24、25)，两铜套(24、25)间设 有两端分别与两铜套(24、25 )螺纹配合的丝杠(26 )，丝杠(26 )中央设有摇臂(27 )，且丝杠 (26)两端的螺纹方向为反向设置；所述Z向转动调节机构包含与转动驱动轴(13)侧壁垂直固定的摆动杆(28)、用于通过 控制摆动杆(28)的动作而带动转动驱动轴(13)转动的推拉操控机构(29)，推拉操控机构 (29)的牵引杆(32)端部与摆动杆(28)自由端铰接。
2.根据权利要求1所述的板状结构六自由度精密安装装置，其特征在于水平架台(12)上承力小车(18)运行轨迹的两终点位置处分别设有避免承力小车(18)驶出水平架台 (12)的挡块(30)。
3.根据权利要求1所述的板状结构六自由度精密安装装置，其特征在于行走轮(10) 与底部架台(2)间设置有垂直升降机构。
专利摘要本实用新型涉及实施板状结构的准确方位、位置安装的安装设备，具体是一种针对星体舱板安装的板状结构六自由度精密安装装置。解决了目前舱板与星体对接所用调节方式不易实现舱板与星体准确、平稳对接的问题，包括安装位置调整机构、设置于安装位置调整机构上的安装角度调整机构、以及用于固定板状结构且设置于安装角度调整机构上的安装框架。本实用新型结构合理、紧凑，能精确、快速调节舱板方位和位置，消除舱板与星体间的安装夹角，实现舱板与星体的平稳对接，能有效减轻人工操作强度，提高对接效率及对接可靠性。
文档编号B23P19/10GK201913453SQ20102067220
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者张青芝, 李星太, 武二玉 申请人:中国航天科技集团公司第五研究院第五一八研究所