嵌入式舱段轴向水平对接装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种嵌入式舱段轴向水平对接装置，包括底部支撑框架、水平导轨、角撑、第一舱段安装框架、嵌入舱段第一、第二支撑模块、滚珠丝杠机构和第二舱段支撑模块，第一舱段安装框架用于安装第一舱段，嵌入舱段第一支撑模块和嵌入舱段第二支撑模块，用于协作支撑嵌入式舱段，并对嵌入式舱段进行高度调整以保证嵌入式舱段的接口对准第一舱段的接口；滚珠丝杠机构用于带动两支撑模块共同支撑着嵌入式舱段靠近第一舱段移动完成轴向水平对接，以及带动位于第二舱段支撑模块上的第二舱段近第一舱段移动完成三舱段的轴向水平对接。本发明还提供了嵌入式舱段的轴向对接方法。本发明实现径向小间隙的嵌入式舱段对接，操作方便，工作可靠性高。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于地面设备【技术领域】，具体涉及一种嵌入式舱段轴向水平对接装置。 嵌入式舱段轴向水平对接装置及方法
【背景技术】
[0002] 在飞行器中，有一类飞行器为采用多个舱段轴向对接而成，所用的舱段外形一般 为圆柱、圆锥段等回转体，舱段之间的装配通常为单一的轴向对接，舱段之间无嵌入关系。 嵌入式舱段是针对三个舱段之间而言，其中前两个舱段为较为简单的轴向对接，第三个舱 段轴向嵌套在这两个装配在一起的舱段之间，同时与前两个舱段轴向对接，第三个舱段即 为嵌入式舱段。嵌入式舱段一般应用在整流罩上，目的是采用具有承载能力的嵌入式整流 罩来减少位于整流罩内的舱段壳体质量。
[0003] 嵌入式舱段与第一舱段、第二舱段之间的结构关系决定了其装配顺序。首先将嵌 入式舱段装配与第一个舱段连接，然后第二个舱段同时与第一个舱段、嵌入式舱段连接，与 第一个舱段连接时需要通过位于嵌入式舱段上的操作口才能完成；由于测试需要，还存在 着反向操作的工况，即将三个舱段装配在一起的状态分解至单个舱段。在复杂的嵌入式舱 段对接中，不仅嵌入式舱段与前两个舱段之间的径向间隙小，且由于空间关系在装配过程 需要增加周向旋转才能完成舱段对接。
[0004] 对于嵌入式舱段装配，常用的对接方式是垂直对接，利用对接工装、吊具等设备来 实现。实践表明，垂直对接效率相对较低，不能满足快速装配的需要。对于径向小间隙、需 周向旋转的嵌入式舱段对接而言，采用垂直对接存在一些不利因素，例如垂直对接通常用 到厂房吊车、汽车起重机等设备来完成舱段对接过程中的运动，这在径向间隙小的舱段对 接中操作十分困难，对于需要周向旋转的工况下则进一步加大操作难度；在垂直对接中，由 于径向间隙小，舱段轴向活动范围大，导致操作人员难以准确观察位于较高位置的舱段对 接过程，容易导致装配过程中碰撞等意外情况。对于径向小间隙、需周向旋转的嵌入式舱段 对接，有必要采用全新的技术方案来实现。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有的嵌入式舱段对接难题，本发明提供了一种嵌入式舱段轴向水平对 接装置及方法，其目的在于，实现径向小间隙的嵌入式舱段对接，操作方便，工作可靠性高。
[0006] 按照本发明的一方面，嵌入式舱段轴向水平对接装置，包括：
[0007] 底部支撑框架，其上表面具有用作基准平面的条形凸台面；
[0008] 水平导轨，安装于底部支撑框架的条形凸台面上；
[0009] 角撑，装配在底部支撑框架的下表面，具有高度可调功能，用于调整底部支撑框架 至水平状态；
[0010] 第一舱段安装框架，安装于底部支撑框架上，为三角形加强刚性框架，其垂直安装 面与底部支撑框架的基准平面垂直，垂直安装面用于安装第一舱段；
[0011] 嵌入舱段第一支撑模块和嵌入舱段第二支撑模块，通过第一支撑滑块安装于底部 支撑框架上的水平导轨上，用于协作支撑嵌入式舱段，并对嵌入式舱段进行高度调整以保 证嵌入式舱段的接口对准第一舱段的接口；嵌入舱段第一支撑模块与嵌入舱段第二支撑模 块之间通过钢梁连接为一体；
[0012] 滚珠丝杠机构，安装于底部支撑框架上且连接嵌入舱段第一支撑模块，用于带动 嵌入舱段第一支撑模块和嵌入舱段第二支撑模块共同支撑着嵌入式舱段靠近第一舱段移 动完成轴向水平对接；
[0013] 第二舱段支撑模块，在嵌入式舱段与第一舱段完成对接后卸除嵌入舱段第二支撑 模块，此时第二舱段支撑模块通过第二支撑滑块装配于水平轨道上，用于支撑第二舱段，并 对第二舱段进行高度调整以保证第二舱段的接口对准第一舱段和嵌入式舱段的接口；滚珠 丝杠机构连接第二舱段支撑模块，滚珠丝杠机构用于驱动第二舱段支撑模块沿着水平导轨 轴向移动，从而使得位于第二舱段支撑模块上的第二舱段靠近第一舱段和嵌入式舱段移动 完成轴向水平对接。
[0014] 进一步地，所述嵌入舱段第一支撑模块或嵌入舱段第二支撑模块或第二舱段支撑 模块包括：支撑环、限位块、固定包带、升降组件、旋转组件、底座；支撑环，其内径与其支撑 的舱段外径相同，用于支撑舱段；固定包带，缠绕于支撑环外周，用于将舱段约束在支撑环 上以确保舱段在对接过程中不发生位移；升降组件，安装于底座上，用于调节支撑环的高 度；旋转组件，安装于升降组件上，用于调节支撑环的旋转角度；底座，用于支撑所述支撑 模块的其它部件，并连接与水平导轨配合的第一支撑滑块和第二支撑滑块。
[0015] 进一步地，还包括限位块、第一轴向限位杆和第二轴向限位杆：限位块，连接支撑 环，用于确定舱段在支撑环上的轴向位置；第一轴向限位杆，安装于第一支撑模块上，用于 确认嵌入式舱段与第一舱段的轴向重合长度达到中间预定重合度；第二轴向限位杆，安装 于第一支撑模块上，用于确认嵌入式舱段与第一舱段的轴向重合长度达到最终预定重合 度。
[0016] 进一步地，还包括安放在第二舱段上的配重块。
[0017] 进一步地，还包括由磁性基座和高度尺组成的高度基准组件，磁性基座安装在水 平导轨上，磁性基座上具有可以通断磁力的旋钮开关，以实现磁性基座在导轨上的安装或 移除；高度尺装配在磁性基座上，用于利用第一舱段、第二舱段和嵌入式舱段各端面的定位 销孔作为基准来测量舱段的中心高度。
[0018] 进一步地，还包括水平仪，用于测量底部支撑框架的水平度。
[0019] 进一步地，所述滚珠丝杠机构包括丝杠、滚珠螺母、固定支座、滑动块、手柄；丝杠 和滚珠螺母形成配合，在丝杠旋转时滚珠螺母作轴向直线运动；固定支座具有轴承结构，用 于支撑将丝杠的一端并保留丝杠的旋转自由度；滚珠螺母上具有限位环结构，所述第一支 撑滑动块具有槽口，槽口与滚珠螺母上的限位环结构配合，当滚珠螺母作轴向直线运动时， 其带动滑动块进行轴向直线运动；手柄与丝杠的另一端为固连，用于驱动丝杠旋转。
[0020] 进一步地，还包括设置在底部支撑框架底部的脚轮。
[0021] 按照本发明的另一方面，一种利用所述嵌入式舱段轴向水平对接装置进行舱段对 接的方法，包括以下步骤：
[0022] (1)使用角撑调整水平导轨基准平面至水平，第一舱段安装框架与第一舱段配合 面为铅垂面；
[0023] (2)将第一舱段装配到第一舱段安装框架的安装面上；
[0024] (3)将嵌入式舱段放置在嵌入舱段第一支撑模块和嵌入舱段第二支撑模块上，利 用两嵌入舱段支撑模块对嵌入式舱段进行高度调整以保证嵌入式舱段的接口对准第一舱 段的接口；
[0025] (4)操作滚珠丝杠机构驱使嵌入式舱段跟随两嵌入舱段支撑模块靠近第一舱段轴 向运动，完成嵌入式舱段与第一舱段的轴向水平对接；
[0026] (5)卸除嵌入舱段第二支撑模块，将第二舱段支撑模块通过第二支撑滑块装配于 水平轨道上，将第二舱段安放于第二舱段支撑模块上，对第二舱段进行高度调整以保证第 二舱段的接口对准第一舱段和嵌入式舱段的接口；滚珠丝杠机构连接第二舱段支撑模块；
[0027] (6)操作滚珠丝杠机构驱使第二舱段跟随第二舱段支撑模块靠近第一舱段和嵌入 式舱段轴向运动，完成三舱段的轴向水平对接。
[0028] 进一步地，所述步骤（4)具体为：
[0029] 操作滚珠丝杠机构驱使嵌入式舱段跟随两嵌入舱段支撑模块靠近第一舱段轴向 运动，当嵌入式舱段与第一舱段间的重合度到达中间预定重合度时，停止轴向移动；操作嵌 入舱段第一支撑模块和嵌入舱段第二支撑模块使得嵌入舱体旋转预定角度；
[0030] 继续操作滚珠丝杠机构驱使嵌入式舱段跟随两嵌入舱段支撑模块继续靠近第一 舱段轴向运动，当嵌入式舱段与第一舱段间的重合度到达最终预定重合度时，停止轴向移 动，反方向操作嵌入舱段第一支撑模块和嵌入舱段第二支撑模块使得嵌入舱体反方向旋转 预定角度，继续操作滚珠丝杠机构完成嵌入式舱段与第一舱段的对接。
[0031] 本发明的技术效果体现在：
[0032] 本发明利用舱段的结构刚度、舱段之间的间隙来实现小间隙嵌入式舱段的水平对 接；采用水平对接方式，质心高度低，对接过程更安全、且便于多角度多方位观察对接过程； 采用滚珠丝杠机构来实现舱段轴向对接过程中的移动，移动过程平稳，工作可靠；以导轨表 面、第一舱段安装框架的垂直安装面为基准面，精度高且工艺上易于保证；多个零部件采用 货架产品，生产成本低。本发明具有结构简单、工作可靠、满足快速装配的要求。
[0033] 进一步地，所述舱段支撑模块上除了支撑功能还，还具有嵌入式舱段的轴向限位、 包带约束固定、升降、旋转功能，以及在滚珠丝杠套件的带动下沿着水平导轨轴向移动，能 够实现嵌入式舱段中具有旋转式的轴向对接。
[0034] 进一步地，针对舱段旋转式轴向对接方式，还增设两轴向限位杆，第一轴向限位杆 用于确认嵌入式舱段与第一舱段的轴向重合长度达到中间预定重合度，第二轴向限位杆用 于确认嵌入式舱段与第一舱段的轴向重合长度达到最终预定重合度，这样通过主动限位的 方式避免了轴向移动过度。
[0035] 进一步地，增设第二舱体配重块调整轴向质心位置，以便于第二舱段的支撑。
[0036] 进一步地，在底部支撑框架的底部装配脚轮，便于短距离移动底部支撑框架及装 配成一体的其他部件。
【专利附图】
【附图说明】
[0037] 图1为本发明的主视图
[0038] 测量调节装置装配在矢量舱上的主视图；
[0039] 图2为图1的俯视图；
[0040] 图3为本发明的底部框架水平导轨等组件装配结构示意图；
[0041] 图4为本发明的三角框架结构示意图；
[0042] 图5为本发明的滚珠丝杠套件结构示意图；
[0043] 图6为本发明舱段支撑模块I结构示意图；
[0044] 图7为图6的局部放大图；
[0045] 图8为本发明的嵌入式舱段对接至轴向旋转前的过程示意图；
[0046] 图9为本发明的嵌入式舱段对接至反向旋转的过程示意图；
[0047] 图10为本发明的第二舱段对接前的过程示意图；
[0048] 图11为本发明的三个舱段对接完成后的示意图。
【具体实施方式】
[0049] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0050] 本发明装置实施例对接的舱体包括第一舱段1、第二舱段2和嵌入式舱体3。所述 第一舱段1、第二舱段2均是由两个直径不同的回转体组成，较大直径的尺寸a为1400mm， 较小直径的尺寸b为1300mm。第一舱段1上直径1300mm的回转体轴向长度Q为1500mm， 直径为1400mm的回转体轴向长度L 3为300mm ;第二舱段2上直径为1300mm的回转体轴向 长度L2为500mm，直径为1400mm的回转体轴向长度L 4为300mm。在装配关系上，第一舱段 1、第二舱段2上直径为1300mm的回转体为轴向对接。所述嵌入式舱段3为薄壁圆筒结构， 外径为1400臟，长度为L Q = Q+k = 2000mm。在装配关系上，嵌入式舱段将第一舱段1、第 二舱段2上直径1300mm的部分包容在其中，与第一舱段1、第二舱段2直径1400mm的回转 体端框连接。
[0051] 所述第一舱段1、第二舱段2、嵌入式舱段3的结构关系决定了其装配顺序。首先 进行嵌入式舱段与第一舱段1进行轴向对接，然后第二舱段2与第一舱段1、嵌入式舱段3 同时进行轴向对接，与第一个舱段1连接时需要通过位于嵌入式舱段3上的操作口才能完 成。由于测试需要，还存在着分解操作的工况，即三个舱段装配在一起的状态分解至单个舱 段的流程，
[0052] 分解操作的顺序与装配操作的顺序相反。
[0053] 所述第一舱段1在前端面固定时，舱段自重带来的后端面部位变形量w为1. 5_。 所述嵌入式舱段内壁与第一舱段1直径为1300mm回转体表面之间的距离为舱段之间的最 小径向间隙ra为5mm，满足r a彡3+w(mm)的要求。
[0054] 复杂的嵌入式舱段3对接工况有多种，但均是类似工况，现选取一个典型工况论 述。嵌入式舱段3在轴向对接过程中，嵌入式舱段3与第一舱段1的轴向重合长度达到L a 时，嵌入式舱段3需要旋转角度Θ ;嵌入式舱段3继续轴向运动，至两舱段轴向重合长度达 到Lb，然后反向旋转Θ角度至初始状态；嵌入式舱段3继续轴向对接，直至完成舱段之间的 装配。本嵌入式舱段3在轴向对接过程中，嵌入式舱段3与第一舱段1的轴向重合长度1^ 达到1100mm时，嵌入式舱段需要旋转角度5° ;嵌入式舱段继续轴向运动，至两舱段轴向重 合长度U达到HOOmm、，然后反向旋转5°至初始状态；嵌入式舱段继续轴向对接，直至完 成舱段之间的装配。
[0055] 如图1、图2所示，本发明的嵌入式舱段轴向水平对接装置实施例，包括底部支撑 框架4、第一舱段安装框架5、脚撑6、水平导轨9、滚珠丝杠机构10、嵌入舱段第一支撑模块 11、嵌入舱段第二支撑模块12、第二舱段支撑模块14。
[0056] 如图3所示，所述底部支撑框架4为刚性、长方形的框架，采用100X100X5mm的 钢管焊接，位于导轨部位采用l〇mm钢板焊接后机加。底部支撑框架4的长度L a为5000mm。 底部支撑框架4的上表面位于导轨位置具有位于一个平面的两个条形凸台，凸台的平面度 为0. 4mm，为精度较高的基准平面，与垂直安装面之间为垂直关系。
[0057] 如图5所示，水平导轨9轴向安装于底部支撑框架4的上表面；所述水平导轨9 包含两根高精度导轨，采用可直接购买的货架产品，单段为1000mm，每4段拼接成为一根导 轨。导轨的宽度为45mm，基本额定静负载136kN，基本额定动负载95kN，满足承载需要、摩擦 系数小且较为稳定。水平导轨9装配在底部支撑框架4的凸台上，两根导轨上的配合面形 成一个高精度的基准平面。水平导轨9的长度短于底部支撑框架4的长度L a，具体长度根 据对接所需的行程来确定。
[0058] 角撑6,装配在底部支撑框架4的下表面，具有高度可调功能，用于调整底部支撑 框架4至水平状态。单个可调式角撑6的承载能力为4t，可调整范围为100_。与地面接 触的部分为平面，且为橡胶材料，以避免打滑及应力分布均匀。在底部支撑框架4位置确定 后，升起角撑6可以将底部支撑框架4抬高使得脚轮7不接触地面，同时具备调整底部支撑 框架4水平度的功能。
[0059] 如图4所示，第一舱段安装框架5安装于底部支撑框架4上，为三角形加强的刚性 框架，采用100X 100X5mm的钢管焊接，三角框架5具有与底部支撑框架4连接的接口、垂 直安装面。在三角框架5与底部支撑框架4连接后，三角框架5的垂直安装面与底部支撑 框架4的基准平面垂直。垂直安装面上装有转接环8,用于连接第一舱段。本实例转接环8 采用15mm钢板焊接后机加成型，直径1600mm。转接环8用来将第一舱段1固定到底座上， 在底座水平放置时，转接环8上用来安装第一舱段1的安装面与水平面垂直，该安装面的平 面度为0. 3mm，是精基准平面。
[0060] 嵌入舱段第一支撑模块11和嵌入舱段第二支撑模块12,通过第一支撑滑块安放 于水平导轨9上，能够对嵌入式舱段进行高度和转动角度调整以保证嵌入式舱段的接口对 准第一舱段的接口；所述钢梁13为100 X 100 X 5mm钢管焊接而成，端面为10mm厚度的法兰 面，用来将嵌入舱段第一支撑模块11、嵌入舱段第二支撑模块12连接成为一个整体。本实 例中，两支撑模块结构相同，包含支撑环11a、限位块lib、固定包带11c、升降组件lid、旋转 组件lie、底座Ilf。支撑环11a的支撑内径为1400mm，与嵌入式舱段外径相同，可用于支撑 舱段，中心高为1400mm。定包带11c采用宽度为50mm的帆布带，端部具有张紧机构，缠绕于 支撑环11a外周，用来将舱段约束在支撑环上，确保舱段在对接过程中固定牢靠、不发生位 移。升降组件lid可以实现支撑环±30_内的升降，并具有刻度盘指示升降的位移数值。 旋转组件lie可以实现支撑在±6°角度内的旋转，并具有刻度盘指示旋转的角度数值。底 座Ilf用于支撑所述支撑模块的其它部件，装配有与水平导轨9配合的支撑滑块。
[0061] 所述滚珠丝杠机构10采用货架产品改制而成，丝杠10a直径32mm，长度为 4500mm，导程为5mm，珠径3. 175mm。滚珠丝杠机构10包含丝杠10a、滚珠螺母10b、固定支 座10c、滑动块10d、手柄10e。丝杠10a和滚珠螺母10b形成配合，在丝杠10a轴向限位时 旋转丝杠l〇a则滚珠螺母10b作轴向运动。固定支座10c具有轴承结构，用来将丝杠10a约 束，保留丝杠l〇a旋转自由度。滚珠螺母10b上具有限位环结构，滑动块10d中具有槽口， 槽口与滚珠螺母l〇b上的限位环结构配合。当滚珠螺母10b作轴向运动时，带动滑动块10d 进行轴向直线运动，滑动块l〇d又连接舱段支撑模块的底座llf，从而带动嵌入舱段第一支 撑模块11进行轴向运动。手柄l〇e与丝杠10a为固连，转动手柄10e驱动丝杠10a旋转。
[0062] 第二舱段支撑模块14用于支撑第二舱段，并对第二舱段进行高度调整以保证第 二舱段的接口对准第一舱段和嵌入式舱段的接口。在嵌入式舱段与第一舱段完成对接后卸 除嵌入舱段第二支撑模块12,将安装于底部支撑框架4上的第二支撑滑块实现在水平导轨 9上的支撑及滑动。将滚珠丝杠机构10的滑动块10d与第二舱段支撑模块14连接，滚珠丝 杠机构10驱动滑动块l〇d及与其装配在一起的第二舱段支撑模块14沿着水平导轨9轴向 移动，从而使得位于第二舱段支撑模块14上的第二舱段2靠近第一舱段1和嵌入式舱段3， 完成轴向对接。第二舱段支撑模块14包含支撑环、固定包带、升降组件、旋转组件、限位槽 口和底座，各部分的结构形式、功能与第一舱段支撑模块11的对应部分相同。第二舱舱段 支撑模块14的功能是实现第二舱段的包带约束固定、升降、旋转，以及在滚珠丝杠套件10 的带动下沿着水平导轨9轴向移动。根据第二舱段的轴向长度、第二舱舱段支撑模块14的 结构设计需要等来确定第二舱舱段支撑模块14的轴向支撑长度，可以将第二舱舱段支撑 模块14分解为两个舱段支撑模块。
[0063] 按照本发明的较佳实施例，可在上述结构上增设安装于嵌入式舱段第一支撑模块 11的第一轴向限位杆16和第二轴向限位杆17,以及与支撑环11a固连的限位块11b，限位 块lib上的基准面与舱段的端面贴合，使得嵌入式舱段放置在支撑环上时，可以获得相对 支撑环的轴向定位。第一轴向限位杆16用于确认嵌入式舱段3与第一舱段1的轴向重合 长度达到中间预定重合度，第二轴向限位杆17用于确认嵌入式舱段3与第一舱段1的轴向 重合长度达到最终预定重合度。第一轴向限位杆16和第二轴向限位杆17的轴向长度均是 参照第一支撑模块11上的限位块lib的基准面进行设计，即相当于参照嵌入式舱段3的端 面。在本实例中个，中间预定重合度为1100mm，最终预定重合度为1400mm。确认达到1100_ 后，拆卸轴向限位杆116,然后通过操作嵌入舱段第一支撑模块11、嵌入舱段第二支撑模块 12的旋转组件，将嵌入式舱段3旋转5° ;确认达到1400mm后，拆卸轴向限位杆1117,然 后通过操作舱段支撑模块111、舱段支撑模块1112的旋转组件，将嵌入式舱段3反向旋转 5° 〇
[0064] 按照本发明的较佳实施例，可在上述结构上增设第二舱体配重块调整轴向质心位 置，以便于第二舱段的支撑。第二舱段上用来支撑的部位直径为1400mm区域长度为300mm， 第二舱段的轴向质心位于距离前端面450mm的位置，即位于直径1300mm上，采用配重可方 便的实现第二舱段的支撑，配重的质量为50kg。
[0065] 按照本发明的较佳实施例，可在上述结构上在底部支撑框架4的底部装配脚轮7， 其功能是便于短距离移动底部支撑框架4及装配成一体的其他部件。单个脚轮7的承载能 力为2t，轮子的直径150mm。
[0066] 按照本发明的较佳实施例，可在上述结构上增设由磁性基座和高度尺组成的高度 基准组件15,磁性基座安装在水平导轨9上，磁性基座上具有可以通断磁力的旋钮开关，以 实现磁性基座在导轨上的安装或移除；高度尺装配在磁性基座上，用于利用第一舱段1、第 二舱段2和嵌入式舱段3各端面的定位销孔作为基准来测量舱段的中心高度。磁力基座选 用MB-1 2T，即磁力为l2〇kg。
[0067] 按照本发明的较佳实施例，可在上述结构上增设水平仪。所述水平仪19为通用量 具框式水平仪，规格300mm，精度为0. 02mm/1000mm，可以实现测量物体水平的功能。在使用 可调式角撑6来调整底部支撑框架4时，采用水平仪19来测量底部支撑框架4水平度，确 保将其调整到水平。
[0068] 利用本发明实施例嵌入式舱段轴向水平对接装置进行舱段对接的过程为：
[0069] 1)对接前的准备：将底座移动至在厂房较为平整的位置，将水平导轨9、滚珠丝杠 套件10、转接环8、可调式角撑6、脚轮7装配到底部支撑框架4上，调节可调式角撑6,并采 用水平仪配合测量，将底座上的水平导轨9基准平面调整至水平，转接环8与第一舱段1配 合面为铅垂面；旋转手柄l〇e，将滚珠丝杠套件10的滚珠螺母10b移动至合适位置，使得滚 珠螺母10b的可用行程满足装配要求。
[0070] 2)将第一舱段1装配到转接环8上，用高度基准组件15测量第一舱段1与嵌入式 舱段3对接的端框高度，满足要求后继续进行对接。
[0071 ] 3)将嵌入舱段第一支撑模块11、嵌入舱段第二支撑模块12安装在导轨上，将轴向 限位杆116安装在嵌入舱段第一支撑模块11上。
[0072] 4)将嵌入式舱段放置在嵌入舱段第一支撑模块11、嵌入舱段第二支撑模块12的 支撑环上，采用限位块lib来确定舱段在支撑环上的轴向位置，核对第一轴向限位杆16顶 部距离嵌入式舱段前端面的距离是否满足设计要求。
[0073] 5)转动手柄10e，丝杠10a旋转，滚珠螺母10b带动嵌入舱段第一支撑模块11、嵌 入舱段第二支撑模块12及嵌入式舱段3作轴向运动，当第一轴向限位杆16顶部与第一舱 段1接触时，停止轴向移动。
[0074] 6)旋转嵌入舱段第一支撑模块11、嵌入舱段第二支撑模块12上的旋转模块，使得 舱段旋转Θ角，更换第二轴向限位杆17。
[0075] 7)继续旋转手柄10e使得嵌入式舱段轴向运动，当轴向限位杆1117顶部与第一舱 段1接触时，停止轴向移动。
[0076] 8)旋转嵌入舱段第一支撑模块11、嵌入舱段第二支撑模块12上的旋转模块，使得 舱段反向旋转Θ角，继续旋转手柄l〇 e完成嵌入式舱段与第一舱段1的对接装配。
[0077] 9)取出嵌入舱段第二支撑模块12、将嵌入舱段第一支撑模块11移动至合适位置 以改善装配在一起的第一舱段1、嵌入式舱段3的受力情况，在水平轨道上装配第二舱段支 撑模块14 ;
[0078] 10)分解滚珠螺母10b与嵌入舱段第二支撑模块12的连接，将其与第二支撑模块 14连接，然后将装配在一起的第二舱段+配重块放置到第二支撑模块14的支撑环上。继续 旋转手柄l〇e使得第二舱段轴向运动，直至完成对接。
[0079] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含
【权利要求】
1. 嵌入式舱段轴向水平对接装置，其特征在于，包括： 底部支撑框架（4)，其上表面具有用作基准平面的条形凸台面； 水平导轨（9)，安装于底部支撑框架（4)的条形凸台面上； 角撑￠)，装配在底部支撑框架（4)的下表面，具有高度可调功能，用于调整底部支撑 框架（4)至水平状态； 第一舱段安装框架（5)，安装于底部支撑框架（4)上，为三角形加强刚性框架，其垂直 安装面与底部支撑框架（4)的基准平面垂直，垂直安装面用于安装第一舱段； 嵌入舱段第一支撑模块（11)和嵌入舱段第二支撑模块（12)，通过第一支撑滑块安装 于底部支撑框架（4)上的水平导轨（9)上，用于协作支撑嵌入式舱段，并对嵌入式舱段进行 高度调整以保证嵌入式舱段的接口对准第一舱段的接口；嵌入舱段第一支撑模块（11)与 嵌入舱段第二支撑模块（12)之间通过钢梁（13)连接为一体； 滚珠丝杠机构（10)，安装于底部支撑框架（4)上且连接嵌入舱段第一支撑模块（11)， 用于带动嵌入舱段第一支撑模块（11)和嵌入舱段第二支撑模块（12)共同支撑着嵌入式舱 段靠近第一舱段移动完成轴向水平对接； 第二舱段支撑模块（14)，在嵌入式舱段与第一舱段完成对接后卸除嵌入舱段第二支撑 模块（12)，此时第二舱段支撑模块（14)通过第二支撑滑块装配于水平轨道（9)上，用于支 撑第二舱段并对第二舱段进行高度调整以保证第二舱段的接口对准第一舱段和嵌入式舱 段的接口；滚珠丝杠机构（10)连接第二舱段支撑模块（14)，滚珠丝杠机构（10)用于驱动 第二舱段支撑模块（14)沿着水平导轨（9)轴向移动，从而使得位于第二舱段支撑模块（14) 上的第二舱段靠近第一舱段和嵌入式舱段移动完成轴向水平对接。
2. 根据权利要求1所述的嵌入式舱段轴向水平对接装置，其特征在于，所述嵌入舱段 第一支撑模块（11)或嵌入舱段第二支撑模块（12)或第二舱段支撑模块（14)包括：支撑环 (11a)、限位块（11b)、固定包带（11c)、升降组件（lid)、旋转组件（lie)、底座（Ilf); 支撑环（11a)，其内径与其支撑的舱段外径相同，用于支撑舱段； 固定包带（11c)，缠绕于支撑环（11a)外周，用于将舱段约束在支撑环（11a)上以确保 舱段在对接过程中不发生位移； 升降组件（lid)，安装于底座（Ilf)上，用于调节支撑环（11a)的高度； 旋转组件（lie)，安装于升降组件（lid)上，用于调节支撑环（11a)的旋转角度； 底座（1 If)，用于支撑所述支撑模块的其它部件，并连接与水平导轨配合的第一支撑滑 块和第二支撑滑块。
3. 根据权利要求2所述的嵌入式舱段轴向水平对接装置，其特征在于，还包括： 限位块（11b)，连接支撑环（11a)，用于确定舱段在支撑环上的轴向位置； 第一轴向限位杆（16)，安装于第一支撑模块（11)上，用于确认嵌入式舱段与第一舱段 的轴向重合长度达到中间预定重合度； 第二轴向限位杆（17)，安装于第一支撑模块（11)上，用于确认嵌入式舱段与第一舱段 的轴向重合长度达到最终预定重合度。
4. 根据权利要求1或2或3所述的嵌入式舱段轴向水平对接装置，其特征在于，还包括 安放在第二舱段上的配重块。
5. 根据权利要求1或2或3所述的嵌入式舱段轴向水平对接装置，其特征在于，还包括 由磁性基座和高度尺组成的高度基准组件（15)，磁性基座安装在水平导轨（9)上，磁性基 座上具有可以通断磁力的旋钮开关，以实现磁性基座在导轨上的安装或移除；高度尺装配 在磁性基座上，用于利用第一舱段、第二舱段和嵌入式舱段各端面的定位销孔作为基准来 测量舱段的中心高度。
6. 根据权利要求1或2或3所述的嵌入式舱段轴向水平对接装置，其特征在于，还包括 水平仪，用于测量底部支撑框架（4)的水平度。
7. 根据权利要求1或2或3所述的嵌入式舱段轴向水平对接装置，其特征在于，所述 滚珠丝杠机构（10)包括丝杠（l〇a)、滚珠螺母（10b)、固定支座（10c)、滑动块（10d)、手柄 (10e);丝杠（10a)和滚珠螺母（10b)形成配合，在丝杠（10a)旋转时滚珠螺母（10b)作轴向 直线运动；固定支座（l〇c)具有轴承结构，用于支撑将丝杠（10a)的一端并保留丝杠（10a) 的旋转自由度；滚珠螺母（l〇b)上具有限位环结构，所述第一支撑滑动块（10d)具有槽口， 槽口与滚珠螺母（l〇b)上的限位环结构配合，当滚珠螺母（10b)作轴向直线运动时，其带动 滑动块（l〇d)进行轴向直线运动；手柄（10e)与丝杠（10a)的另一端为固连，用于驱动丝杠 (10a)旋转。
8. 根据权利要求1或2或3所述的嵌入式舱段轴向水平对接装置，其特征在于，还包括 设置在底部支撑框架（4)底部的脚轮。
9. 一种利用权利要求1?8任意一种所述嵌入式舱段轴向水平对接装置进行舱段对接 的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 使用角撑（6)调整水平导轨（9)基准平面至水平，第一舱段安装框架（5)与第一舱 段（1)配合面为铅垂面； (2) 将第一舱段装配到第一舱段安装框架（5)的安装面上； (3) 将嵌入式舱段放置在嵌入舱段第一支撑模块（11)和嵌入舱段第二支撑模块（12) 上，利用两嵌入舱段支撑模块对嵌入式舱段进行高度调整以保证嵌入式舱段的接口对准第 一舱段的接口； (4) 操作滚珠丝杠机构（10)驱使嵌入式舱段跟随两嵌入舱段支撑模块靠近第一舱段 轴向运动，完成嵌入式舱段与第一舱段的轴向水平对接； (5) 卸除嵌入舱段第二支撑模块（12)，将第二舱段支撑模块（14)通过第二支撑滑块装 配于水平轨道（9)上，将第二舱段安放于第二舱段支撑模块（14)上，对第二舱段进行高度 调整以保证第二舱段的接口对准第一舱段和嵌入式舱段的接口；滚珠丝杠机构（10)连接 第二舱段支撑模块（14); (6) 操作滚珠丝杠机构（10)驱使第二舱段跟随第二舱段支撑模块（14)靠近第一舱段 和嵌入式舱段轴向运动，完成三舱段的轴向水平对接。
10. 根据权利要求9所述的舱段对接方法，其特征在于：所述步骤（4)具体为： 操作滚珠丝杠机构（10)驱使嵌入式舱段跟随两嵌入舱段支撑模块靠近第一舱段轴向 运动，当嵌入式舱段与第一舱段间的重合度到达中间预定重合度时，停止轴向移动；操作嵌 入舱段第一支撑模块（11)和嵌入舱段第二支撑模块（12)使得嵌入舱体旋转预定角度； 继续操作滚珠丝杠机构（10)驱使嵌入式舱段跟随两嵌入舱段支撑模块继续靠近第一 舱段轴向运动，当嵌入式舱段与第一舱段间的重合度到达最终预定重合度时，停止轴向移 动，反方向操作嵌入舱段第一支撑模块（11)和嵌入舱段第二支撑模块（12)使得嵌入舱体 反方向旋转预定角度，继续操作滚珠丝杠机构（10)完成嵌入式舱段与第一舱段的对接。
【文档编号】B64F5/00GK104097789SQ201410292446
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】胡善刚, 肖任勤, 林守雁, 吕建刚, 鲍永定, 范开春 申请人:湖北航天技术研究院总体设计所