发动机装箭设备及发动机装箭方法与流程

1.本发明涉及火箭装配技术领域，尤其涉及一种发动机装箭设备及发动机装箭方法。


背景技术：

2.火箭发动机尺寸和重量较大，为满足液体火箭大运载能力要求，通常一枚液体火箭会安装几台发动机。多台发动机装箭时，发动机安装面高度不一致，中心发动机垂直安装，不摆动；外周发动机垂直安装，且具有一定的姿态调整要求。安装时先垂直安装中心发动机，然后安装外周其它几台发动机，安装外周发动机时，需要人工将发动机摆动指定的角度，然后再与箭体安装面上的定位销孔连接并安装定位销，最后安装连接螺栓。这一过程对操作人员的经验和熟练程度要求较高，人工推动发动机摆角极易造成较大偏差，会造成定位销无法安装，整个装配过程耗时耗力，装配效率低。


技术实现要素：

3.本发明提供一种发动机装箭设备及发动机装箭方法，用以解决现有技术中发动机装箭过程费时费力，效率低的缺陷。
4.本发明提供一种发动机装箭设备，包括：组装架及移动托举装置，组装架包括支架、第一支撑座及第二支撑座，所述第一支撑座和所述第二支撑座分别可升降地安装在所述支架上，所述第一支撑座位于所述第二支撑座的上方，所述第一支撑座上设有锁紧机构，所述锁紧机构用于锁紧连接法兰，所述移动托举装置包括移动平台、举升架及托板，所述举升架和所述托板分别可升降安装于所述移动平台，所述举升架用于托举过渡段以使所述过渡段与所述连接法兰相接并在发动机安装到位后托举尾段与过渡段相接，所述托板用于托举中心发动机和侧发动机以与过渡段对接，所述第二支撑座用于承托组装成的尾段组合体。
5.根据本发明提供的一种发动机装箭设备，所述托板可拆卸安装于所述移动平台，所述托板的第一侧为水平面，所述托板的第二侧设有倾斜面，所述倾斜面与所述水平面之间的夹角为第一夹角，所述第一夹角与所述侧发动机在所述过渡段上的安装角度适配；或者，所述托板包括第一托板和第二托板，所述第一托板和所述第二托板均可拆卸安装于所述移动平台，所述第一托板和所述第二托板中的一个具有沿水平方向的托举平面，另一个具有倾斜托举面，所述倾斜托举面的倾斜角度与所述侧发动机在所述过渡段上的安装角度适配。
6.根据本发明提供的一种发动机装箭设备，所述移动托举装置还包括第一驱动单元及第二驱动单元，所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均安装于所述移动平台，所述第一驱动单元的驱动端与所述举升架相连，所述第二驱动单元的驱动端与所述托板相连。
7.根据本发明提供的一种发动机装箭设备，所述移动平台包括车轮、底座及安装架，所述车轮安装于所述底座的底部，所述安装架设置在所述底座的顶部，所述举升架和所述
托板可升降地相对设置在所述安装架的相对两侧。
8.根据本发明提供的一种发动机装箭设备，还包括第一升降驱动单元，所述支架的相对两侧分别设有第一传动丝杠组件，所述第一支撑座的相对两侧分别固定于所述第一传动丝杠组件的丝杆螺母合，所述第一升降驱动单元与所述第一传动丝杠组件的丝杆传动连接以驱动所述丝杆转动。
9.根据本发明提供的一种发动机装箭设备，所述支架的一侧设有第一导向轨道，所述支架的另一侧设有第二导向轨道，所述第一支撑座的一侧与所述第一导向轨道滑动配合，另一侧和所述第二导向轨道滑动配合。
10.根据本发明提供的一种发动机装箭设备，还包括第二升降驱动单元，所述支架上设有第二传动丝杠组件，所述第二升降驱动单元用于驱动所述第二传动丝杠组件的丝杆转动，所述第二支撑座的相对两侧分别安装于一所述第二传动丝杠组件的丝杆螺母，所述第二支撑座可滑动安装于第一导向轨道和第二导向轨道。
11.本发明还提供一种发动机装箭方法，使用如上所述的发动机装箭设备，所述方法包括：锁紧机构将连接法兰固定在第一支撑座上，移动托举装置中的举升架将过渡段移动至支架旁以便与所述连接法兰对接；托板将中心发动机托举至所述过渡段的中心安装面以进行固定，调整所述托板，所述托板将侧发动机托举至所述过渡段的侧发动机安装位以进行固定；所述举升架托举尾段与所述过渡段对接形成尾段组合体；第二支撑座向上移动以承托尾段组合体，所述锁紧机构释放所述连接法兰，所述第一支撑座向下移动。
12.根据本发明提供的一种发动机装箭方法，所述调整所述托板具体为：更换托板或调整托板的安装方向。
13.根据本发明提供的一种发动机装箭方法，所述侧发动机有六个，六个所述侧发动机沿过渡段的周向均布，所述托板将侧发动机托举至所述过渡段的侧发动机安装位以进行固定具体包括：托板托举第一个侧发动机并安装完成后，对称安装第二个侧发动机，然后解开所述锁紧机构，将所述过渡段旋转60
°
，然后再次锁紧所述锁紧机构，对称安装第三个和第四个侧发动机后，再次解开所述锁紧机构并将所述过渡段旋转60
°
，然后锁紧所述锁紧机构，安装最后两个侧发动机。
14.本发明提供的发动机装箭设备，借助移动托举装置中的举升架托举过渡段和尾段，通过托板托举中心发动机和侧发动机，从而借助可移动的移动托举装置与组装架配合，完成尾段组合体的组装，第二支撑座用于托举尾段组合体等待吊装，从而减少人工操作，提高安装效率。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
16.图1是本发明提供的发动机装箭设备的结构示意图；图2是本发明提供的移动托举装置的立体图；图3是本发明提供的组装架的部分结构示意图；图4是本发明提供的组装架的俯视图；图5是本发明提供的锁紧机构的安装示意图；图6是本发明提供的发动机装箭设备安装过渡段的示意图；图7是本发明提供的发动机装箭设备安装中心发动机的示意图；图8是本发明提供的发动机装箭设备安装侧发动机的示意图；图9是本发明提供的发动机装箭设备安装尾段的示意图；图10是本发明提供的发动机装箭设备操作完成后的示意图。
17.附图标记：100、组装架；110、支架；111、第一导向轨道；112、第二导向轨道；120、第一支撑座；121、第一升降驱动单元；122、第一传动丝杠组件；130、第二支撑座；131、第二升降驱动单元；132、第二传动丝杠组件；140、锁紧机构；141、固定座；142、压杆；200、移动托举装置；210、移动平台；211、车轮；212、底座；213、安装架；220、举升架；221、第一丝杠组件；222、第一导轨；230、托板；231、第二丝杠组件；232、第二导轨；233、托举槽；300、连接法兰；310、过渡段；320、中心发动机；330、侧发动机；340、尾段。
具体实施方式
18.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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，本领域普通技术人员在没有作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。
19.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.下面结合图1-图10描述本发明的发动机装箭设备的结构。
23.本发明提供一种发动机装箭设备，如图1所示，其包括组装架100及移动托举装置200。组装架100包括支架110、第一支撑座120及第二支撑座130，第一支撑座120和第二支撑座130分别可升降地安装在支架110上，第一支撑座120位于第二支撑座130的上方，第一支撑座120上设有锁紧机构140，锁紧机构140用于锁紧连接法兰300。如图2所示，移动托举装置200包括移动平台210、举升架220及托板230，移动平台210可以移动。举升架220和托板230分别可升降安装于移动平台210，举升架220用于托举过渡段310以使过渡段310与连接法兰300相接并用于在发动机安装到位后托举尾段340与过渡段310相接，托板230用于托举中心发动机320和侧发动机330以与过渡段310对接，第二支撑座130用于承托组装成的尾段组合体。
24.如图1和图3所示，第一支撑座120和第二支撑座130可升降安装在支架110上，连接法兰300安装在第一支撑座120上。随第一支撑座120移动至支架110的第一位置，在第一位置，通过移动托举装置200的举升架220将过渡段310与连接法兰300对接。通过移动托举装置200的托板230将中心发动机320和侧发动机330与过渡段310对接，在中心发动机320和侧发动机330安装完成后，举升架220将尾段340与过渡段310对接形成尾段组合体，第二支撑座130从尾段组合体的下端承托，等待吊装。
25.具体地，沿第一支撑座120的周向设有多个锁紧机构140，比如，如图4所示，沿第一支撑座120的周向等间隔布设置四个锁紧机构140，从不同方向锁紧连接法兰300。其中，如图5所示，锁紧机构140包括固定座141及压杆142，压杆142可转动安装于固定座141，固定座141固定于第一支撑座120，压杆142与固定座141的连接处设有扭簧。当压杆142下压时，在扭簧的作用下，压杆142保持下压状态，将连接法兰300固定在第一支撑座120上。
26.具体地，地面或工作台面设有凹槽，第二支撑座130容置在凹槽内使第二支撑座130的上表面与地面或工作台面平齐，以便移动平台210跨过第二支撑座130驶入支架110内。
27.本发明提供的发动机装箭设备，借助移动托举装置200中的举升架220托举过渡段310和尾段340，通过托板230托举中心发动机320和侧发动机330，从而借助可移动的移动托举装置200与组装架100配合，完成尾段组合体的组装，提高安装效率。
28.在本发明一可选的实施例中，托板230可拆卸安装于移动平台210，托板230的第一侧为沿水平方向的平面，托板230的第二侧为倾斜面，倾斜面与水平面之间形成第一夹角，第一夹角与侧发动机330在过渡段310上的安装角度适配。托板230的相对两侧一个为水平面，另一个为倾斜面，水平面用于托举中心发动机320，倾斜面用于托举侧发动机330。具体地，倾斜面与水平面之间的夹角为2.5
°
。在中心发动机320安装完成后，拆下托板230，反向安装托板230，以便借助倾斜面安装侧发动机330。
29.在本发明又一可选的实施例中，托板230包括第一托板230和第二托板230，第一托板230和第二托板230均可拆卸安装于移动平台210。第一托板230和第二托板230中的一个具有托举平面，另一个具有倾斜托举面。托举平面沿水平方向，倾斜托举面的倾斜角度与侧发动机330在过渡段310上的安装角度适配。
30.在本发明再一可选的实施例中，托板230可转动安装于移动平台210，在托举中心发动机320时，托板230的托举面处于水平状态；当中心发动机320安装到位后，调整托板230的角度以托举侧发动机330。在托举侧发动机330时，托板230的托举面处于倾斜状态。具体
地，托板230的托举面倾斜2.5
°
，以适配侧发动机330在过渡段310上的安装角度。
31.本发明实施例提供的发动机装箭设备，托板230可拆卸以便更换合适的托板230或者调整托板230的托举面，从而方便安装侧发动机330。
32.在上述实施例基础上，移动托举装置200还包括第一驱动单元及第二驱动单元，第一驱动单元和第二驱动单元均安装于移动平台210，第一驱动单元的驱动端与举升架220相连，第二驱动单元的驱动端与托板230相连。
33.具体地，如图2所示，第一驱动单元包括第一驱动件及第一丝杠组件221，第一驱动件固定于移动平台210，第一驱动件的驱动端与第一丝杠组件221的丝杆传动连接，举升架220固定于第一丝杠组件221中的滑块。第二驱动单元包括第二驱动件及第二丝杠组件231，第二驱动件固定于移动平台210，第二驱动件的驱动端与第二丝杠组件231的丝杆传动连接，第二丝杠组件231的滑块可滑动安装于第二导轨232，托板230固定于第二丝杠组件231的滑块。第一丝杠组件221的丝杆和第二丝杠组件231的丝杆均沿移动托举装置200的高度方向延伸。
34.当然，第一驱动单元和第二驱动单元可以为均为电推杆等直线驱动装置，直线驱动装置的驱动端与托板230或举升架220相连以实现托板230和举升架220沿移动平台210的升降。
35.可选的，第一驱动件和第二驱动件为旋转电机或者其他旋转驱动结构。
36.为了使举升架220和托板230的升降移动更加平顺，移动平台210上设有第一导轨222和第二导轨232，如图2所示，第一丝杠组件221中的滑块可滑动安装于第一导轨222，如图6所示，第二丝杠组件231的滑块可滑动安装于第二导轨232。第一导轨222平行于第一丝杠组件221中的丝杆，第二导轨232平行于第二丝杠组件231中的丝杆。
37.可选的，第一导轨222和第二导轨232均为导向杆。优选的，第一导轨222设有两个，两个第一导轨222设置在第一丝杠组件221中的丝杆相对两侧。第二导轨232设有两个，两个第二导轨232设置在第二丝杠组件231中的丝杆相对两侧。
38.在本发明一具体实施例中，举升架220呈弧形。
39.如图2所示，举升架220为半圆形的弧形结构，其上设有限位槽，用于与过渡段310和尾段340的端面配合，弧形结构的开口方便沿过渡段310和尾段340的径向进入举升架220，也方便在过渡段310和尾段340安装到位后沿径向退出。可选的，举升架220的弧形结构小于半圆形，只要能承托过渡段310和尾段340即可。
40.具体地，托板230上设有托举槽233。
41.如图2所示，托板230上设有托举槽233，以定位中心发动机320和侧发动机330，避免移动平台210移动过程中发动机晃动。托板230一侧的托举槽233的槽底所在的平面处于水平面，托板230另一侧的托举槽233的槽底所在的平面为倾斜面，其与水平面之间的夹角为第一夹角，第一夹角的大小与侧发动机330和过渡段310的安装面形成夹角一致。
42.可以理解的，托板230的相对两侧可以均为平行于水平方向的平面，仅在托板230的一侧托举槽233槽底设置倾斜面。或者，托板230的一侧为平行于水平方向的平面，另一侧为倾斜于水平方向的倾斜面。
43.在本发明一具体实施例中，移动平台210包括车轮211、底座213及安装架213。车轮211安装于底座213的底部，安装架213设置在底座213的顶部，举升架220和托板230可升降
地相对设置在安装架213的相对两侧。
44.移动平台210还设有行走驱动，行走驱动与车轮211传动连接，以带动底座213前后移动。如图2所示，举升架220和托板230分别设置在安装架213的相对两侧，第一导轨222和第二导轨232均设置在安装架213上，其中，第一导轨222和与举升架220设置在安装架213的同一侧，第二导轨232和托板230设置在安装架213的同一侧。
45.第一导轨222和第二导轨232均沿安装架213的高度方向延伸。第一驱动件和第二驱动件均设置在底座213上。
46.在上述任一实施例基础上，如图3所示，发动机装箭设备还包括第一升降驱动单元121，支架110的相对两侧分别设有第一传动丝杠组件122，第一支撑座120的相对两侧分别固定于第一传动丝杠组件122的丝杆螺母，第一升降驱动单元121与第一丝杠组件221的丝杆传动连接以驱动丝杆转动。
47.具体地，支架110用于固定在地面上，为整个组装架100提供支撑。第一支撑座120呈环形，连接法兰300通过锁紧机构140固定在第一支撑座120上。第一升降驱动单元121为旋转电机或者是其他旋转驱动组件。在第一升降驱动单元121的作用下，第一传动丝杠组件122中的丝杆转动，进而使第一支撑座120随第一传动丝杠组件122中的滑块一起上下移动。
48.在一可选的实施例中，如图3所示，第一升降驱动单元121包括双轴电机，双轴电机的输出轴分别与一换向机构相连，换向机构的输出端与第一传动丝杠组件122的丝杆相连以驱动丝杆转动。在又一可选的实施例中，第一升降驱动单元121包括驱动电机，每一第一传动丝杠组件122中的丝杆都与一驱动电机相连。
49.如图1和图3所示，两个第一传动丝杠组件122的滑块位于第一支撑座120沿同一直径的相对两端。两个第二传动丝杠组件132中的滑块位于第二支撑座130沿同一直径的相对两端。
50.在上述实施例基础上，如图3和图6所示，支架110的一侧设有第一导向轨道111，支架110的另一侧设有第二导向轨道112。第一支撑座120的一侧与第一导向轨道111滑动配合，另一侧和第二导向轨道112滑动配合。
51.具体地，第一导向轨道111有两条，两条第一导向轨道111并行设置并间隔设置在第一传动丝杠组件122的丝杠的相对两侧；第二导向轨道112设有两条，两条第二导向轨道112并行设置并间隔设置在另一侧的第一传动丝杠组件122的丝杠的相对两侧。
52.在上述实施例基础上，发动机装箭设备还包括第二升降驱动单元131，支架110上设有第二传动丝杠组件132。第二升降驱动单元131用于驱动第二传动丝杠组件132中的丝杆转动，第二支撑座130的相对两侧分别安装于一第二传动丝杠组件132的丝杆螺母，第二支撑座130可滑动安装于第一导向轨道111和第二导向轨道112。
53.其中，第二支撑座130呈环形，设置在第一支撑座120的下方。第二传动丝杠组件132的丝杆和第一传动丝杠组件122的丝杆平行设置，两条第一导向轨道111设置在第二传动丝杠组件132的丝杆和第一传动丝杠组件122的丝杆外侧。可以理解的，第一传动丝杠组件122中的滑块套设在第二传动丝杠组件132中的丝杆，或者，第一传动丝杠组件122中的滑块设有凹槽，第二传动丝杠组件132中的丝杆容置在凹槽内。第二传动丝杠组件132中的滑块设置与此类似。
54.第一支撑座120和第二支撑座130共用第一导向轨道111和第二导向轨道112，精简
结构，使连接更加方便。
55.本发明提供的发动机装箭设备，在使用时，连接法兰300通过锁紧机构140固定在第一支撑座120上。首先，如图6所示，举升架220托举过渡段310，随移动平台210的移动，将过渡段310移动至组装架100处并与连接法兰300对应。在第一驱动单元的作用下，举升架220上移，使过渡段310与连接法兰300对接。当过渡段310固定后，第一驱动单元驱动举升架220向下移动以复位。然后，如图7所示，移动平台210通过托板230托举中心发动机320，随着移动平台210的移动将中心发动机320移动至安装位，移动到位后，在第二驱动单元的作用下，托板230上移将中心发动机320安装至过渡段310的中心安装面，安装结束后，托板230在第二驱动单元的作用下下移，然后更换托板230或调整托板230的安装方向，托举侧发动机330。在移动平台210的作用下，将侧发动机330移动至安装位，如图8所示，第二驱动单元驱动托板230上移，将侧发动机330安装到位，当周侧的六个侧发动机330均安装到位后。如图9所示，举升架220托举尾段340，将其移动至安装位，然后在第一驱动单元的驱动下向上移动，待尾段340与过渡段310连接后，第一驱动单元驱动举升架220复位。
56.由此，借助发动机装箭设备将中心发动机320和六个侧发动机330均安装在过渡段310上，减少人工装配的工作量，提高装配效率。
57.除此之外，本发明还提供一种发动机装箭方法，其包括：如图6所示，锁紧机构140将连接法兰300固定在第一支撑座120上，移动托举装置200中举升架220将过渡段310移动至支架110旁以便与连接法兰300对接；如图7所示，移动托举装置200中的托板230将中心发动机320托举至过渡段310的中心安装面进行固定，调整托板230，如图8所示，托板230将侧发动机330托举至过渡段310的侧发动机330安装位进行固定。待侧发动机330安装完成后，如图9所示，举升架220托举尾段340与过渡段310归结形成尾段组合体。如图10所示，第二支撑座130上移托举尾段组合体，锁紧机构140释放连接法兰300，第一支撑座120向下移动。
58.其中，为减小移动平台210安装架213的设置高度，在安装连接法兰300和过渡段310时，第一支撑座120处于支架110的第一高度位。在安装完成后，第一支撑座120上移至第二高度位，待中心发动机320和侧发动机330安装完成后，第一支撑座120上移至第三高度位以安装尾段340。当然，连接法兰300、过渡段310、中心发动机320和侧发动机330的安装时，第一支撑座120可以处于同一高度，借助举升架220和托板230的不同行程解决高度差问题。
59.本发明实施例提供的发动机装箭方法，采用自动化设备辅助安装，无需人工搬运物料，也无需人工对准，有助于提高安装效率，减少操作者的工作量。
60.在上述实施例基础上，调整托板230具体为：更换托板230或调整托板230的安装方向，调整后托板230的发动机承托面与水平面之间形成第一夹角。第一夹角的大小与侧发动机330与过渡段310的安装角一致。
61.在上述实施例基础上，侧发动机330有六个，六个侧发动机330沿过渡段310的周向均布，托板230将侧发动机330托举至过渡段310的侧发动机330安装位以进行固定具体包括：托板230托举第一个侧发动机330并安装完成后，如图8所示，对称安装第二个侧发动机330，然后解开锁紧机构140，将过渡段310旋转60
°
，然后再次锁紧锁紧机构140，对称安装第三个和第四个侧发动机330后，再次解开锁紧机构140并将过渡段310旋转60
°
，然后锁
紧锁紧机构140，安装最后两个侧发动机330。
62.由此，六个侧发动机330两两为一对，每对侧发动机330沿过渡段310的同一直径方向排布，也即呈对称分布。托板230先安装其中一对侧发动机330，待安装完成后，旋转60
°
，安装另一对侧发动机330。待安装完成后，再次操作锁紧机构140将过渡段310旋转60
°
，然后安装最后一对侧发动机330。
63.本发明实施例提供的发动机装箭方法，在整个安装过程中，过渡段310中的受力大体均衡，避免单侧安装导致过渡段310偏移影响装配质量。
64.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。