航天器位姿的精确调整装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种航天器位姿精确调整装置，包括可调支撑、脚轮、静平台、电动缸、动平台、圆适配器，静平台下方布置有四个脚轮，可调支撑位于静平台四角位置下方的脚轮外侧，适配器固定连接在圆形的动平台上，电动缸两两一组安装在动平台和静平台之间，每组电动缸上方通过两个相连的球铰固定在动平台下方，每组电动缸下方通过两个相连的胡克铰固定在静平台上方。本发明的装置，实现了航天器六个自由度的高精度调整，且调整过程可实现6个自由度的完全解耦，满足航天器绝大部分工况的高精度对接要求。
【专利说明】航天器位姿的精确调整装置
【技术领域】
[0001]本发明属于航天器姿态调整类的工装【技术领域】，具体来说，本发明涉及一种使用基于并联机构原理的装置实现航天器姿态的精确调整。
【背景技术】
[0002]航天器总装过程中，存在诸如太阳翼安装、相机安装、天线安装等关键部件的高精度对接过程。太阳翼的安装过程中要保证太阳翼和帆板驱动机构在六个自由度上的精度要求，目前主要采用将航天器落于两轴转台上，通过人工调整两轴转台六个自由度的姿态来实现太阳翼的安装过程。整个过程操作复杂、耗时巨大，严重影响了航天器总装的可靠性和进度。
[0003]此外，相机的安装过程中要严格保证相机安装面和对接面的水平度，目前依靠操作者对吊具的人工调整及目视观察实现对相机水平度的调节过程，整个过程效率低下且精度无法量化，极大地降低了相机的安装效率。同时，人工装配高精度天线的手段在一定程度上制约了天线研制水平的提高，出现了由于装配技术不高而被迫降低天线设计精度的情况。
[0004]针对上述问题，提出了基于并联机构原理的调整装置，用于替代传统的两轴。该调整装置可实现星体的自动化高精度调整，满足航天器总装过程高精度的装配要求，较大地提高了航天器总装过程中的便捷性、可靠性及安全性。
【发明内容】
[0005]本发明目的是提供一种可用于航天器高精度对接的自动化装调设备，旨在解决航天器关键部件的高精度对接难题。本发明基于并联结构原理，实现了航天器六个自由度的高精度调整，且调整过程可实现6个自由度的完全解耦，满足航天器绝大部分工况的高精度对接要求。
[0006]本发明的另一目的是提供一种利用上述装置进行航天器位姿精确调整的方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案:
[0008]航天器位姿精确调整装置，主要包括可调支撑、脚轮、静平台、电动缸、动平台、圆形的航天器适配器，静平台下方布置有四个脚轮，用于调节静平台高度的可调支撑位于静平台四角位置下方的脚轮外侧，航天器适配器固定连接在圆形的动平台上，六个电动缸两两一组安装在动平台和静平台之间，每组电动缸上方通过两个相连的球铰固定在动平台下方，每组电动缸下方通过两个相连的胡克铰固定在静平台上方，两个相连球铰的中间位置分别对应航天器适配器圆周的三等分位置，在位姿调整的初始状态下，六个电动缸的长度相同，三组胡克铰的中间位置构成的圆与圆形动平台同轴。
[0009]其中，六组电动缸分别与控制装置电连接以根据设定参数调节电动缸的长度来对航天器的位姿进行调整。
[0010]其中，适配器具有与航天器对接的连接接口，其与动平台的连接方式为螺接。[0011]一种利用上述装置进行航天器位姿精确调整的方法，包括如下步骤:
[0012]第一步，将航天器位姿精确调整装置移动至合适位置，旋转可调支撑，实现调整装置的静态锁定；
[0013]第二步，连接适配器与动平台的连接紧固件，适配器应满足航天器的接口要求；
[0014]第三步，调整装置进行自调平后，完成与航天器的对接过程；
[0015]第四步，通过测量系统测量航天器与目标物的位姿差，并输入到软件分系统中，控制分系统依据软件分系统的输入，驱动机械装置实现航天器位姿的调整过程，即完成航天器的位置精度调整过程。
[0016]本发明的装置，实现了航天器六个自由度的高精度调整，且调整过程可实现6个自由度的完全解耦，满足航天器绝大部分工况的高精度对接要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的航天器位姿精确调整装置的结构示意图；
[0018]其中:1:可调支撑；2:脚轮；3:静平台；4:电动缸；5:动平台；6:适配器。
【具体实施方式】
[0019]以下介绍的是作为本发明所述内容的【具体实施方式】，下面通过【具体实施方式】对本发明的所述内容作进一步的阐明。当然，描述下列【具体实施方式】只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。
[0020]参见图1，本发明的航天器位姿精确调整装置，包括可调支撑1、脚轮2、静平台3、电动缸4 (能够电动伸缩支撑杆长度的电动机构，由刚体、伸缩杆、伺服电机、减速器、同步带、限位开关和零位开关组成，例如购自上海冀望厂家的SEA804-166型号电动缸)、动平台5和适配器6，可调支撑I能够实现位姿精确调整装置的静态锁定，其与静平台3的连接方式为螺接；脚轮能够实现位姿精确调整装置的灵活转运，与静平台3的连接方式为螺接；静平台是整个机构的主架，提供可调支撑1、脚轮2和电动缸4的连接接口 ；电动缸是整个机构的动力能源，通过虎克铰形式实现与静平台3的连接，通过球铰形式实现与动平台5的连接；动平台5能够提供电动缸4和适配器6的连接接口，与适配器6的连接方式为螺接；适配器6是与航天器的直接相连部件，提供与航天器的连接接口，连接方式为螺接；其中，静平台3下方布置有四个脚轮2，用于调节静平台3高度的可调支撑I位于静平台3四角位置下方的脚轮2外侧，航天器适配器6固定连接在圆形的动平台5上，六个电动缸4两两一组安装在动平台5和静平台3之间，每组电动缸4上方通过两个相连的球铰固定在动平台5下方，每组电动缸4下方通过两个相连的胡克铰固定在静平台3上方，两个相连球铰的中间位置分别对应航天器适配器6的圆周的三等分位置，在位姿调整的初始状态下，六个电动缸4的长度相同，三组胡克铰的中间位置构成的圆与圆形动平台5同轴。
[0021 ] 在一实施方式中，六组电动缸分别与控制装置电连接以根据设定参数调节电动缸的长度来对航天器的位姿进行调整。
[0022]在一【具体实施方式】中，静平台下方布置4个脚轮，其中包括两个万向脚轮，方便装置灵活转向；可调支撑位于四个脚轮外侧，能够实现装置的静态锁定，并可调节装置的垂向高度。[0023]本发明的航天器位姿精确调整装置的使用方法如下:
[0024]第一步，将航天器位姿精确调整装置移动至合适位置，旋转可调支撑，实现调整装置的静态锁定；
[0025]第二步，连接适配器与动平台的连接紧固件，适配器应满足航天器的接口要求；
[0026]第三步，调整装置进行自调平后，完成与航天器的对接过程；
[0027]第四步，通过测量系统测量航天器与目标物的位姿差，并输入到控制系统中，控制系统依据输入，驱动机械装置实现航天器位姿的调整过程，即完成航天器的位置精度调整过程。
[0028]尽管上文对本发明的【具体实施方式】进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。
【权利要求】
1.航天器位姿精确调整装置，主要包括可调支撑、脚轮、静平台、电动缸、动平台、圆形的航天器适配器，静平台下方布置有四个脚轮，用于调节静平台高度的可调支撑位于静平台四角位置下方的脚轮外侧，航天器适配器固定连接在圆形的动平台上，六个电动缸两两一组安装在动平台和静平台之间，每组电动缸上方通过两个相连的球铰固定在动平台下方，每组电动缸下方通过两个相连的胡克铰固定在静平台上方，两个相连球铰的中间位置分别对应航天器适配器圆周的三等分位置，在位姿调整的初始状态下，六个电动缸的长度相同，三组胡克铰的中间位置构成的圆与圆形动平台同轴。
2.如权利要求1所述的调整装置，其中，六组电动缸分别与控制装置电连接以根据设定参数调节电动缸的长度来对航天器的位姿进行调整。
3.如权利要求1所述的调整装置，其中静平台下方布置4个脚轮，其中包括两个万向脚轮。
4.如权利要求1所述的调整装置，其中，适配器具有与航天器对接的连接接口，其与动平台的连接方式为螺接。
5.如权利要求1所述的调整装置，其中，可调支撑位于四个脚轮外侧，能够实现装置的静态锁定，并可调节装置的垂向高度。
6.一种利用权利要求1-5任一项装置进行航天器位姿精确调整的方法，包括如下步骤: 第一步，将航天器位姿精确调整装置移动至合适位置，旋转可调支撑，实现调整装置的静态锁定； 第二步，连接适配器与动平台的连接紧固件，适配器应满足航天器的接口要求； 第三步，调整装置进行自调平后，完成与航天器的对接过程； 第四步，通过测量系统测量航天器与目标物的位姿差，并输入到控制系统中，控制系统依据输入，驱动机械装置实现航天器位姿的调整过程，即完成航天器的位置精度调整过程。
【文档编号】B23P19/10GK103624535SQ201310556639
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】刘广通, 郑圣余, 唐赖颖, 易旺民, 傅浩, 郭涛, 高峰, 赵培容, 熊涛, 尹大勇 申请人:北京卫星环境工程研究所