航天器调姿用悬臂式多轴转台的制作方法

本发明属于航天器总装技术领域，具体涉及一种具有大跨度悬臂式三轴调姿转台，该转台能够实现航天器嵌入式产品的可开敞性，满足产品的装配和测试需求。

背景技术：

随着航天器产品大型化、布局紧凑化、个性化外型的发展趋势，航天器总装的姿态调整需求越为普遍，需要大型转台实现航天器姿态的调整，以满足航天器装配、测试和试验的需求。

目前，为了满足航天器装配、测试和试验需求，常规通过航天器的底部连接法兰与两轴转台固连，通过两轴转台的回转和俯仰功能实现航天器调姿需求。例如，中国专利cn201210477474.6公开了一种卫星姿态调整两轴转台，该两轴转台采用曲柄滑块机构和丝杠传动的方式实现，通过其自身上的法兰盘与航天器相连接，如图1所示。后续又出现了采用电推杆技术的两轴转台，例如参见中国专利cn201310144110.0，其公开了一种调姿转台，通过电推杆实现航天器的俯仰，具体见图2所示。两种方案均实现了航天器方位俯仰的调姿需求。

以上两轴转台方案满足了常规基于法兰连接航天器的装配、测试和试验等用途的需求，但是航天器构型越来越多样化，特别是桁架结构的航天器构型根据有效载荷的需求而变化，且无法兰接口；同时随着航天产品布局越来越紧凑，为了便于航天产品装配的便捷性，其开敞性要求也越来越高。传统航天器调姿方案无法满足非法兰连接方式的航天器调姿需求，且很难实现法兰底部产品的装配要求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于航天器大跨度悬臂式三轴调姿转台，该转台解决了大跨度大质量载荷悬臂状态下结构变形问题，有效提高了产品的装配的开敞性，实现了航天器大推力发动机等嵌入式产品在总装和测试过程中的不同姿态需求。

本发明是通过如下技术方案实现的：

大跨度悬臂式航天器三轴调姿转台，包括支撑平台、全向移动轮系、升降系统、翻转系统、回转机构，支撑平台底部设置全向运动轮系，以对支撑平台进行支撑和移动操作，同时设置辅助支撑，用于航天器长期停放用；升降系统包括升降支架、丝杠导轨副、升降台和升降电动控制系统，其中，带加强梁的升降支架设置在支撑平台的上部；升降支架上设置有丝杠导轨副和升降台，升降台在升降电动控制系统的作用下使升降支架调整至合适高度；翻转系统包括外齿式转盘轴承、含c型环的翻转架和翻转电机系统，外齿式转盘轴承和与升降台连接，并在外侧设置含c型环的翻转架，通过翻转电机系统，调整含c型环的翻转架至适当的翻滚角度；回转系统包括回转环和滚轮组合体，翻转架的c型环内侧与回转环的外侧通过滚轮组合体连接起来，c型环内侧环绕在回转环的外侧，调整回转环至适当的装配、测试或者试验状态，并通过回转环的锁死装置将航天器锁死，对航天器开展相关的工作项目。

其中，支撑平台为机械框架。

上述技术方案中，支撑平台是整个调姿转台的承力体，丝杠导轨副为滚珠丝杠和直线导轨，待转台移动到合适位置，升起地脚支撑辅助防护转台。

上述技术方案中，全向移动轮系设置在平台底座下方，为麦克纳姆轮，实现平台0°转弯半径，全向运动，自由移动。

上述技术方案中，升降系统实现调姿工装1200mm-2600mm间的升降功能。

进一步地，升降通过丝杠导轨副与设置在支撑平台上的升降支架连接。

上述技术方案中，升降台上布置了外齿式转盘轴承，其外圈通过翻转架与回转环连接，通过电机实现含c型环的翻转架的电动翻转-180ˉ+180°，从而实现航天器的翻转。

上述技术方案中，回转环和翻转架的c型环之间设置轴向滚轮组合体和径向滚动组合体，剩下轴线旋转自由度，通过手动调整回转环实现产品回转360°，同时设置限位装置，以保证航天器产品和回转环的可靠固定。

上述技术方案中，回转环上设置设计固定连接件和活动连接件。

进一步地，固定连接件通过孔安装和回转环内侧壁固定；活动连接件一端与航天器产品连接，一端与固定连接件，既作为支撑杆，又作为吊杆。

进一步地，两个连接件之间有一组为圆孔连接，作为径向基准，其余三组为长圆孔连接，径向调节。更改活动连接件设计，可以与不同类型的航天器连接，从而满足不同航天器的调姿需求。

与现有技术相比，本发明实现了实现航天器嵌入式产品的可开敞性，满足产品的装配和测试需求，本发明提出的用于航天器大跨度悬臂式三轴调姿转台达到了以下效果：

1)本转台悬臂式设计和三轴调姿功能，可实现航天器大推力发动机等嵌入式产品、狭小空间管路等产品的开敞性装配需求，达到了操作的可达性和便捷性；

2)本转台调姿功能，可实现航天器任何姿态的实现，可实现航天器上任何机构各类姿态测试和试验需求；

3)所述翻转c行环和回转圆环之间采用滑动轮组合体支撑的柔性连接，避免了大跨度大质量载荷悬臂状态下结构变形问题；

4)所述回转圆环与航天器之间的固定连接件和活动连接件设计，可通过更改活动连接件而实现其他航天器调姿功能需求；

5)所述回转圆环机构有效将航天器置于其中，有效的实现了航天器本体的安全防护。

附图说明

图1为现有技术中一卫星姿态调整两轴转台的结构示意图。

图2为现有技术中另一调姿转台的结构示意图。

图3a为本发明一具体实施方案的大跨度悬臂式航天器三轴调姿平台在翻转圆环机构处于垂直状态下的正视图。

图3b为本发明一具体实施方案的大跨度悬臂式航天器三轴调姿平台在翻转圆环机构处于垂直状态下的侧视图。

其中，1为支撑平台；2为运动轮系；3为辅助地脚支撑；4为升降支架；5为丝杠导轨副；6为升降台；7为升降伺服控制电机系统；8为翻转架(含c型环)；9为外齿式转盘轴承；10为翻转电机系统；11为连接回转环和翻转c型环之间的的滚轮组合体；12为回转圆环；13为航天器连接转接件；14为回转圆环的锁死装置；15为假定的航天器。

图4为本发明一具体实施方案的大跨度悬臂式航天器三轴调姿平台中连接回转环和翻转c型环之间的的滚轮组合体示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的大跨度悬臂式航天器三轴调姿平台作进一步详细说明，但这仅仅是示例性的，并不旨在对本发明的保护范围进行任何限制。

参见图3，图3a为本发明一具体实施方案的大跨度悬臂式航天器三轴调姿平台在翻转圆环机构处于垂直状态下的正视图；图3b为本发明一具体实施方案的大跨度悬臂式航天器三轴调姿平台在翻转圆环机构处于垂直状态下的侧视图，本发明的大跨度悬臂式航天器三轴调姿转台，包括支撑平台(机械框架)1、全向移动轮系2、升降系统、翻转系统、回转机构，支撑平台1底部设置全向运动轮系2，以对支撑平台1进行支撑和移动操作，同时设置辅助支撑3，用于航天器长期停放用；升降系统包括升降支架4、丝杠导轨副5、升降台6和升降电动控制系统7，其中，带加强梁的升降支架4设置在支撑平台1的上部；升降支架上4设置有丝杠导轨副5和升降台6，升降台6在升降电动控制系统7的作用下使升降支架调整至合适高度；翻转系统包括外齿式转盘轴承9、含c型环的翻转架8和翻转电机系统10，外齿式转盘轴承9和与升降台6连接，并在外侧设置含c型环的翻转架8，通过翻转电机系统10，翻转架(含c型环)至适当的翻滚角度；回转系统包括回转环12和五组滚轮组合体11，翻转架8的c型环内侧与回转环12的外侧通过滚轮组合体11连接起来，c型环内侧环绕在回转环12的外侧，调整回转环12至适当的装配、测试或者试验状态，并通过回转环的锁死装置14将航天器锁死，对航天器开展相关的工作项目；

本发明中的连接回转环和翻转架(含c型环)的滚轮组合体11的结构图参见图4，图4显示了滚轮组合体的结构示意图，其中，包括轴向滚轮组合体和径向滚轮组合体，轴向滚轮组合体和径向滚轮组合体分别设置在翻转架的c型环的内侧；回转环设置在五组滚轮组合体之间，其中上、下轴向滚轮组合体限制了回转环的轴向运动，径向内外的滚轮组合体限制了回转环的径向运动，从而实现回转环绕自身轴线的旋转。

在具体的实施方案中，回转环12调整到适当位置后，回转环12内侧设置有航天器连接转接件13，用于连接航天器。

后续可通过转台的电控系统可控制升降功能、翻转功能和手动回转功能实现航天器的姿态的调整。通过电控系统对麦克纳姆轮2将转台转运其他至总装、测试或者试验场地。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，相关技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在权利要求范围内都受到专利法的保护。