基于球杆素材组装的大型空间桁架在轨建造系统及方法与流程

本发明属于航空航天领域，尤其是涉及一种基于球杆素材组装的大型空间桁架在轨建造系统及方法。

背景技术：

现阶段用于航空航天领域的大型空间桁架，指的是展开状态后长度大于50m的空间桁架，有些如太阳能电池板支撑架、通讯天线阵列背架、大型空间反射镜背架，都是采用可折展型结构，在地面上制造完毕，收拢发射后在太空中进行展开。但这种折展型的空间大型桁架结构，有以下缺点：

1、可折展机构折叠后形状不规则，放置在运载火箭的仪器舱中，空间利用率不高；

2、当可折展机构建造完毕后，只能展开成一种几何构型的空间结构；

3、大型可折展机构结构复杂，任何一个部位在展开过程中出现故障都有可能导致展开失败；

4、可折展机构的可靠性随尺寸的增大而急剧降低，因此采用可折展机构无法完成超大型空间结构的建造；

5、可折展机构的刚度较小，无法满足空间力学实验平台，飞船挂靠平台等一些大刚度需求的空间结构的刚度要求。

所以要想在航天领域，突破火箭整流罩包络限度，实现大形桁架的铺设，桁架就应该有较大的占空比，占空比就是展开的桁架所占空间体积和桁架素材所占空间体积。要想实现高占空比的空间桁架，素材就应该具有相似性，且可重复自主建造。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于球杆素材组装的大型空间桁架在轨建造系统及方法，来解决现有技术下，可折展型的大型空间结构发射时空间利用率不高(折叠后的尺寸受运载火箭仪器仓的尺寸限制)、展开过程中故障率高、仅能实现单一空间构型的问题，并且本系统采用不同的球节和链杆能够搭建多种几何构型的空间结构；具有零件素材可拆卸，能够重复利用；桁架具有较高的占空比的特点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于球杆素材组装的大型空间桁架在轨建造系统，包括设置在机架上的原料储存箱、截面建造机械臂、截面建造单元、拓展建造机械臂和拓展建造单元，所述的截面建造机械臂将设置在原料储存箱中的球节和链杆输入到截面建造单元中，截面建造单元将球节和链杆组装成截面，拓展建造机械臂将截面建造单元输出的截面输入到拓展建造单元中，相邻的两个截面之间通过链杆组装成立体结构，依次重复组装，搭建出空间桁架。

进一步的，所述原料储存箱包括正交链杆储存箱、球节储存箱和斜交链杆储存箱，所述的正交链杆储存箱内设有若干正交连杆，所述的球节储存箱内设有若干球节，所述的斜交链杆储存箱内设有若干斜交链杆；

所述的正交链杆包括正交链杆杆轴和设置在正交链杆杆轴两端的正交链杆卡头，所述的斜交链杆包括斜交链杆杆轴和设置在斜交链杆杆轴两端的斜交链杆卡头，所述的斜交链杆杆轴的中部为可伸缩的记忆杆轴。

进一步的，所述截面建造机械臂和所述拓展建造机械臂的末端均设有一执行器，所述的执行器包括固定在连接面板上的两组正交弹性卡爪、一组斜交弹性卡爪和驱动一组斜交弹性卡爪的拉伸组件，两组所述的正交弹性卡爪平行设置在连接面板的两端，一组斜交弹性卡爪设置在连接面板的中部，

所述的拉伸组件包括执行器电动机和设置在执行器电动机两侧的输出轴，每个所述的输出轴均带动一丝杠旋转，每个所述丝杠均带动一丝母移动，两个丝杠的螺纹旋向相反设置；

每组正交弹性卡爪包括两个正交链杆爪，每组斜交弹性卡爪包括两个斜交链杆爪，所述丝母和斜交链杆爪一一对应固定连接。

进一步的，所述截面建造单元包括设置在机架上的固定组件和移动组件，所述的固定组件包括固定扣具、设置在固定扣具上的固定卡扣和四个正交夹持爪，所述的移动组件包括截面建造电动机、由截面建造电动机带动的截面建造丝杠、与截面建造丝杠配合的移动丝母、固定在移动丝母上的移动扣具、固定在移动扣具上的移动卡扣，四个正交夹持爪围成正方形设置在固定扣具和移动扣具之间的机架上，四个正交夹持爪与固定扣具和移动扣具的位置相对应设置。

进一步的，所述拓展建造单元包括设置在支撑板上的单榀夹紧单元、底面建造单元、装配组合单元和单榀换位单元；

所述的单榀夹紧单元为两组平行设置的单榀夹具组件，所述的底面建造单元设置在两组单榀夹具组件之间，所述的装配组合单元设置在靠近截面建造单元布置的单榀夹具组件的一侧，所述的单榀换位单元设置在远离截面建造单元布置的单榀夹具组件的一侧，所述的装配组合单元将两组单榀夹具组件上夹持的截面装配成立体结构，所述的单榀换位单元将装配完成的立体结构进行换位。

进一步的，每组所述的单榀夹具组件包括夹紧电动机和由夹紧电动机驱动的夹紧丝杠，所述的夹紧丝杠为双向丝杠，在夹紧丝杠的两段旋向不同的螺纹上设置有第一夹紧丝母与第二夹紧丝母，第一夹紧丝母和第二夹紧丝母上各固定一个单榀夹具，两个所述的单榀夹具的相应位置上设有夹持截面用的球节卡扣；

所述的装配组合单元包括装配组合电动机、由装配组合电动机驱动的装配组合丝杠、设置在装配组合丝杠上的装配组合丝母和固定在装配组合丝母上的装配组合移动座，所述的装配组合移动座上设有供靠近截面建造单元设置的单榀夹具组件夹紧或放松截面时导向用的第一导轨；

所述的单榀换位单元包括工位转换电动机、由工位转换电动机驱动的工位转换丝杠、设置在工位转换丝杠上的工位转换丝母和固定在工位转换丝母上的单榀换位移动座，所述的单榀换位移动座上设有供远离截面建造单元设置的单榀夹具组件夹紧或放松截面时导向用的第二导轨，所述的支撑板上设有用于单榀换位移动座和装配组合移动座移动导向用的第三导轨；

所述的底面构造单元包括设置在升降平台上的卡爪组件、升降接收链杆传动组件和底面斜交杆装配拉伸传动组件，所述的升降接收链杆传动组件控制所述卡爪组件的升降，所述的底面斜交杆装配拉伸组件控制底面斜交链杆的装配；

所述的卡爪组件包括与两组单榀夹具组件位置相对应的两个正交卡爪和四个斜交卡爪，四个斜交卡爪两两分成一组，且分别设置在由两组单榀夹具组件中的四个单榀夹具围成的方形截面的两条对角线上，四个斜交卡爪和两个正交卡爪心在一个平面上；

所述的升降接收链杆传动组件包括设置在支撑板下部的升降电机、由升降电机带动的升降丝杠和与升降丝杠配合的升降丝母，所述的升降丝母固定在升降平台上；

所述的底面斜交杆装配拉伸传动组件包括设置在支撑板下部的斜交卡爪电动机和由斜交卡爪电动机带动的斜齿轮组，所述的斜齿轮组将运动传递到轴上，所述的轴上固定设有大齿轮，所述的大齿轮与小齿轮啮合，所述的小齿轮与第一装配拉伸丝杠固连，所述的第一装配拉伸丝杠为双向丝杠，且中间段为蜗杆，在第一装配拉伸丝杠的两段旋向不同的螺纹上设置有第一装配拉伸丝母与第二装配拉伸夹紧丝母，第一装配拉伸丝母和第二装配拉伸丝母上各固定一个斜交卡爪，所述的蜗杆与涡轮配合，所述的涡轮固定设置在第二装配拉伸丝杠上，所述的第二装配拉伸丝杠为双向丝杠，在第二装配拉伸丝杠的两段旋向不同的螺纹上设置有第三装配拉伸丝母与第四装配拉伸夹紧丝母，第三装配拉伸丝母和第四装配拉伸丝母上各固定一个斜交卡爪。

进一步的，各存储箱上均设有被截面建造机械臂上的探头识别的二维码。

进一步的，所述的第一导轨和第二导轨平行设置，所述的第三导轨为平行设置的两个导轨，且第三导轨与第一导轨垂直设置。

进一步的，所有导轨的两侧均配有行程开关，且每个单榀夹具均配有磁栅尺，每个斜交卡爪均配备有磁栅尺。

一种基于球杆素材组装的大型空间桁架在轨建造方法，包括

(1)建造截面

利用截面建造机械臂从球节储存箱取出四个球节，安放在截面建造单元的四个卡扣上，再从正交链杆储存箱中取两个正交链杆安放在四个正交夹持爪上，截面建造单元夹紧装配成链杆-球节；

利用截面建造机械臂抓取链杆-球节，旋转90°后安放在截面构造单元上，利用截面建造机械臂取从正交链杆储存箱中取两个正交链杆安放在四个正交夹持爪上，截面建造单元夹紧装配形成正方形截面；

(2)建造桁架晶胞

由拓展建造机械臂夹取正方形截面，放置在拓展建造单元上，由远离截面建造单元一侧单榀夹持组件夹紧，并在此正方形截面上安装斜交链杆；

利用截面建造单元重复建造方形截面，由拓展建造机械臂夹取正方形截面放置在拓展建造单元上，由靠近截面建造单元一侧的单榀夹持组件夹紧，并在此截面上安装斜交链杆，此时形成两个相对的截面；

由拓展建造机械臂抓取两个正交链杆和一个斜交链杆传递给地面建造单元，此时底面建造单元上升交接两个正交链杆和一个斜交链杆，交接完成后底面建造单元回落，底面建造单元装配完成底面；

然后调动拓展建造机械臂再次抓取两个正交链杆和一个斜交链杆，由装配组合单元带动其中一个截面移动，使得两个相对的方形截面与两个正交链杆连接形成正方体桁架晶胞；

通过底面建造单元和拓展建造机械臂将所夹持的斜交链杆装配到正方体桁架晶胞的其他侧面；

(3)建造空间桁架

由靠近截面建造单元一侧单榀夹持组件松开方形截面，由远离截面建造单元一侧单榀夹持组件继续夹紧方形截面，单榀换位单元带动远离截面建造单元一侧单榀夹持组件带动正方体桁架晶胞转换工位，并移动至预定位置后松开晶胞，远离截面建造单元一侧单榀夹持组件退回夹持靠近截面建造单元一侧单榀夹持组件夹持的方形截面，重复建造，形成空间桁架。

相对于现有技术，本发明所述的基于球杆素材组装的大型空间桁架在轨建造系统具有以下优势：

本发明所述的基于球杆素材组装的大型空间桁架在轨建造系统，

零件素材具有较高的包装密度，同时能够适应不规则的容纳空间，因此发射时占用体积小，可节约发射成本；球节和链杆可以分批次地运送至太空，从而完成百米级甚至千米级的大型空间结构的建造；采用不同的球节和链杆能够搭建多种几何构型的空间结构；零件素材可拆卸，能够重复利用；桁架具有较高的占空比，适用于航空领域。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是原料存储箱示意图；

图3是截面构造单元原理图；

图4是截面构造单元立体结构示意图；

图5是拓展建造单元主视图；

图6是拓展建造单元俯视图；

图7是拓展建造单元立体结构图；

图8是单榀夹紧单元中远离截面建造单元设置的单榀夹持组件原理图；

图9是装配组合单元原理图；

图10是单榀换位单元原理图；

图11是地面构造单元接收链杆原理图；

图12是地面构造单元中其中一组斜交链杆装配原理图；

图13是地面构造单元中另一组斜交链杆装配原理图；

图14是正交链杆结构示意图；

图15是斜交链杆结构示意图；

图16是执行器结构示意图；

图17是正方体桁架晶胞构造示意图；

图18是三棱柱桁架晶胞构造示意图。

附图标记说明：

1-原料储存箱，1-1-正交链杆，1-2-斜交链杆，1-3-二维码，1-4-球节，1-5-正交链杆储存箱，1-6-球节储存箱，1-7-斜交链杆储存箱；

2-截面建造机械臂，

3-截面建造单元，3-1-截面建造电动机，3-2-截面建造丝杠，3-3-移动丝母，3-4-移动扣具，3-5-移动卡扣，3-6-第一正交夹持爪，3-7-第二正交夹持爪，3-8-固定卡扣，3-9-固定扣具，

4-拓展建造机械臂，

5-拓展建造单元，5-1-支撑板，

5-2-单榀夹紧单元，5-2-1-夹紧电动机，5-2-2-第一夹紧丝母，5-2-3-第一单榀夹具，5-2-4-夹紧丝杠，5-2-5-球节卡扣，5-2-6-第二单榀夹具，5-2-7-第二夹紧丝母，

5-3-底面构造单元，5-3-1-第一斜交卡爪，5-3-2-小齿轮，5-3-3-涡轮，5-3-4-第一装配拉伸丝杠，5-3-5-第二斜交卡爪，5-3-6-第一装配拉伸丝母，5-3-7-蜗杆，5-3-8-斜齿轮组，5-3-9-斜交卡爪电动机，5-3-10-大齿轮，5-3-11-轴，5-3-12-第二装配拉伸丝母，5-3-13-第二装配拉伸丝杠，5-3-14-第三斜交卡爪，5-3-15-第四斜交卡爪，5-3-16-第三装配拉伸丝母，5-3-17-第四装配拉伸丝母，5-3-18-第一正交卡爪，5-3-19-升降丝杠，5-3-20-升降电机，5-3-21-升降丝母，5-3-22-升降平台，

5-4-装配组合单元，5-4-1-装配组合电动机，5-4-2-装配组合移动座，5-4-3-装配组合丝杠，5-4-4-装配组合丝母，

5-5-单榀换位单元，5-5-1-工位转换电机，5-5-2-工位转换丝杠，5-5-3-工位转换丝母，5-5-4-单榀换位移动座，

6-执行器，6-1-第一正交链杆爪，6-2-丝杠，6-3-第一斜交链杆爪，6-4-执行器电动机，6-5-第三正交链杆爪，6-6-第二正交链杆爪，6-7-第二斜交链杆爪，6-8-输出轴，6-9-第四正交链杆爪，6-10-连接面板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，在本发明的实施例中所提到的截面建造机械臂和拓展建造机械臂，是指一般机械手，它们主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图16所示，基于球杆素材组装的大型空间桁架在轨建造系统，包括顺次设置在机架上的原料储存箱1、截面建造机械臂2、截面建造单元3、拓展建造机械臂4和拓展建造单元5，所述的截面建造机械臂2将设置在原料储存箱1中的球节和链杆输入到截面建造单元3中，截面建造单元3将球节和链杆组装成截面，拓展建造机械臂4将截面建造单元3输出的截面输入到拓展建造单元5中，相邻的两个截面之间通过链杆组装成立体结构，依次重复组装，搭建出空间桁架。

原料储存箱1包括正交链杆储存箱1-5、球节储存箱1-6和斜交链杆储存箱1-7，所述的正交链杆储存箱1-5内设有若干正交连杆1-1，所述的球节储存箱1-6内设有若干球节1-4，所述的斜交链杆储存箱1-7内设有若干斜交链杆1-2；

所述的正交链杆1-1包括正交链杆杆轴1-1-2和设置在正交链杆杆轴1-1-2两端的正交链杆卡头1-1-1，所述的斜交链杆1-2包括斜交链杆杆轴1-2-2和设置在斜交链杆杆轴1-2-2两端的斜交链杆卡头1-2-1，所述的斜交链杆杆轴1-2-2的中部为可伸缩的记忆杆轴1-2-3。

截面建造机械臂2和所述拓展建造机械臂5的末端均设有一执行器6，所述的执行器6包括固定在连接面板6-10上的两组正交弹性卡爪、一组斜交弹性卡爪和驱动一组斜交弹性卡爪的拉伸组件，两组所述的正交弹性卡爪平行设置在连接面板6-10的两端，一组斜交弹性卡爪设置在连接面板6-10的中部，

所述的拉伸组件包括执行器电动机6-4和设置在执行器电动机6-4两侧的输出轴6-8，每个所述的输出轴6-8均带动一丝杠6-2旋转，每个所述丝杠6-2均带动一丝母移动，两个丝杠6-2的螺纹旋向相反设置；

每组正交弹性卡爪包括两个正交链杆爪，分别为第一正交链杆爪6-1、第二正交链杆爪6-2、第三正交链杆爪6-5和第四正交链杆爪6-9，每组斜交弹性卡爪包括两个斜交链杆爪，分别为第一斜交链杆爪6-3、第二斜交链杆爪6-7，所述丝母和斜交链杆爪一一对应固定连接。

截面建造单元包括设置在机架上的固定组件和移动组件，所述的固定组件包括固定扣具3-9、设置在固定扣具3-9上的固定卡扣3-8和四个正交夹持爪，四个正交夹持爪分别为第一正交夹持爪3-6、第二正交夹持爪3-7、第三正交夹持爪和第四正交夹持爪，所述的移动组件包括截面建造电动机3-1、由截面建造电动机3-1带动的截面建造丝杠3-2、与截面建造丝杠3-2配合的移动丝母3-3、固定在移动丝母3-3上的移动扣具3-4、固定在移动扣具3-4上的移动卡扣3-5，四个正交夹持爪围成正方形设置在固定扣具3-9和移动扣具3-4之间的机架上，四个正交夹持爪与固定扣具3-9和移动扣具3-4的位置相对应设置，所述的移动扣具3-4带着球节与正交夹持爪上的正交链杆连接形成球节链杆。

拓展建造单元5包括设置在支撑板5-1上的单榀夹紧单元5-2、底面建造单元5-3、装配组合单元5-4和单榀换位单元5-5；

单榀夹紧单元5-2为两组平行设置的单榀夹具组件，所述的底面建造单元5-3设置在两组单榀夹具组件之间，所述的装配组合单元5-4设置在靠近截面建造单元3布置的单榀夹具组件的一侧，所述的单榀换位单元5-5设置在远离截面建造单元3布置的单榀夹具组件的一侧，所述的装配组合单元5-4将两组单榀夹具组件上夹持的截面装配成立体结构，所述的单榀换位单元5-5将装配完成的立体结构进行换位。

两组单榀夹具组件结构相同，其中一组单榀夹具组件(远离截面建造单元3设置)包括夹紧电动机5-2-1和由夹紧电动机5-2-1驱动的夹紧丝杠5-2-2，所述的夹紧丝杠5-2-2为双向丝杠，在夹紧丝杠5-2-2的两段旋向不同的螺纹上设置有第一夹紧丝母5-2-2与第二夹紧丝母5-2-7，第一夹紧丝母5-2-2和第二夹紧丝母5-2-7上各固定一个单榀夹具，分别为第一单榀夹具5-2-3和第二单榀夹具5-2-6，两个所述的单榀夹具的相应位置上设有夹持截面用的球节卡扣5-2-5；另一组单榀夹具组件(靠近截面建造单元3设置)包括第三单榀夹具5-2-8和第四单榀夹具；

装配组合单元5-4包括装配组合电动机5-4-1、由装配组合电动机5-4-1驱动的装配组合丝杠5-4-3、设置在装配组合丝杠5-4-3上的装配组合丝母5-4-4和固定在装配组合丝母5-4-4上的装配组合移动座5-4-2，所述的装配组合移动座5-4-2上设有供靠近截面建造单元3设置的单榀夹具组件夹紧或放松截面时导向用的第一导轨；

单榀换位单元5-5包括工位转换电动机5-5-1、由工位转换电动机5-5-1驱动的工位转换丝杠5-5-2、设置在工位转换丝杠5-5-2上的工位转换丝母5-5-3和固定在工位转换丝母5-5-3上的单榀换位移动座5-5-4，所述的单榀换位移动座5-5-4上设有供远离截面建造单元3设置的单榀夹具组件夹紧或放松截面时导向用的第二导轨，所述的支撑板5-1上设有用于单榀换位移动座5-5-4和装配组合移动座5-4-2移动导向用的第三导轨；

底面构造单元5-3包括设置在升降平台5-3-22上的卡爪组件、升降接收链杆传动组件和底面斜交杆装配拉伸传动组件，所述的升降接收链杆传动组件控制所述卡爪组件的升降，所述的底面斜交杆装配拉伸组件控制底面斜交链杆的装配；

卡爪组件包括与两组单榀夹具组件位置相对应的两个正交卡爪和四个斜交卡爪，四个斜交卡爪两两分成一组，且分别设置在由两组单榀夹具组件中的四个单榀夹具围成的方形截面的两条对角线上，四个斜交卡爪和两个正交卡爪心在一个平面上，两个正交爪分别为第一正交卡爪5-3-18和第二正交卡爪，四个斜交卡爪分别为第一斜交卡爪5-3-1、第二斜交卡爪5-3-5、第三斜交卡爪5-3-14和第四斜交卡爪5-3-15；

升降接收链杆传动组件包括设置在支撑板5-1下部的升降电机5-3-20、由升降电机5-3-20带动的升降丝杠5-3-19和与升降丝杠5-3-19配合的升降丝母5-3-21，所述的升降丝母5-3-21固定在升降平台5-3-22上；

底面斜交杆装配拉伸传动组件包括设置在支撑板5-1下部的斜交卡爪电动机5-3-9和由斜交卡爪电动机5-3-9带动的斜齿轮组5-3-8，所述的斜齿轮组5-3-8将运动传递到轴5-3-11上，所述的轴5-3-11上固定设有大齿轮5-3-10，所述的大齿轮5-3-10与小齿轮5-3-2啮合，所述的小齿轮5-3-2与第一装配拉伸丝杠5-3-4固连，所述的第一装配拉伸丝杠5-3-4为双向丝杠，且中间段为蜗杆5-3-7，在第一装配拉伸丝杠5-3-4的两段旋向不同的螺纹上设置有第一装配拉伸丝母5-3-6与第二装配拉伸夹紧丝母5-3-12，第一装配拉伸丝母5-3-6和第二装配拉伸丝母5-3-12上各固定一个斜交卡爪，分别为第二斜交卡爪5-3-5和第一斜交卡爪5-3-1，所述的蜗杆5-3-7与涡轮5-3-3配合，所述的涡轮5-3-3固定设置在第二装配拉伸丝杠5-3-13上，所述的第二装配拉伸丝杠5-3-13为双向丝杠，在第二装配拉伸丝杠5-3-13的两段旋向不同的螺纹上设置有第三装配拉伸丝母5-3-16与第四装配拉伸夹紧丝母5-3-17，第三装配拉伸丝母5-3-16和第四装配拉伸丝母5-3-17上各固定一个斜交卡爪，分别为第四斜交卡爪5-3-15和第三斜交卡爪5-3-14。

各存储箱上均设有被截面建造机械臂2上的探头识别的二维码3。

第一导轨和第二导轨平行设置，所述的第三导轨为平行设置的两个导轨，且第三导轨与第一导轨垂直设置。

所有导轨的两侧均配有行程开关，且每个单榀夹具均配有磁栅尺，每个斜交卡爪均配备有磁栅尺。

本系统具有如下优点：

1.空间利用率高，原料可高密度存放。2.自动搭建桁架，搭建桁架效率高，操作简便，故障率低。3.可实现多种不同构型的空间桁架。4.占空比高，能够在轨搭建大形桁架。5.刚度高，稳定性强。6.重复搭建，结构简单。

如图17所示，给出一种基于球杆素材组装的正方体桁架晶胞的大型空间桁架在轨建造方法，包括

(1)建造截面

利用截面建造机械臂2从球节储存箱1-6取出四个球节1-4，安放在截面建造单元3的四个卡扣上，再从正交链杆储存箱1-5中取两个正交链杆1-1安放在四个正交夹持爪上，截面建造单元3夹紧装配成链杆-球节；

利用截面建造机械臂2抓取链杆-球节，旋转90°后安放在截面构造单元3上，此时链杆-球节的两个正交链杆1-1分别靠近固定扣具3-9和移动扣具3-5，四个正交夹持爪上无正交链杆，利用截面建造机械臂2从正交链杆储存箱1-5中取两个正交链杆1-1安放在四个正交夹持爪上，截面建造单元3夹紧装配形成正方形截面；

(2)建造桁架晶胞

由拓展建造机械臂4夹取正方形截面，放置在拓展建造单元5上，由远离截面建造单元3一侧单榀夹持组件夹紧，并在此正方形截面上安装斜交链杆1-2；

利用截面建造单元3重复建造方形截面，由拓展建造机械臂4夹取正方形截面放置在拓展建造单元5上，由靠近截面建造单元3一侧的单榀夹持组件夹紧，并在此截面上安装斜交链杆1-2，此时形成两个相对的截面；

由拓展建造机械臂4抓取两个正交链杆1-1和一个斜交链杆1-2传递给地面建造单元5-3，此时底面建造单元5-3上升交接两个正交链杆1-1和一个斜交链杆1-2，交接完成后底面建造单元5-3回落，底面建造单元5-3装配完成底面；

然后调动拓展建造机械臂4再次抓取两个正交链杆1-1和一个斜交链杆1-2，由装配组合单元5-4带动其中一个截面移动，使得两个相对的方形截面与两个正交链杆1-1连接形成正方体桁架晶胞；

通过底面建造单元和拓展建造机械臂4将所夹持的斜交链杆1-2装配到正方体桁架晶胞的其他侧面；

(3)建造空间桁架

由靠近截面建造单元3一侧单榀夹持组件松开方形截面，由远离截面建造单元3一侧单榀夹持组件继续夹紧方形截面，单榀换位单元5-5带动远离截面建造单元3一侧单榀夹持组件带动正方体桁架晶胞转换工位，并移动至预定位置后松开晶胞，远离截面建造单元3一侧单榀夹持组件退回夹持靠近截面建造单元3一侧单榀夹持组件夹持的方形截面，重复建造，形成空间桁架，换位过程中利用磁栅尺对推进位置实时采集，并在推进极限位置安装限位开关，在拓展建造单元5的支撑板5-1上放置有导向支撑架用来支撑已经建造好、该工位转换的六面体桁架晶胞。

每个六面体桁架晶胞中的六个截面上的斜交链杆围成正四面体结构，相邻两个六面体桁架晶胞的六个斜交链杆围成的正四面体结构空间对称布置。

当适当的修改截面构造单元3的具体结构和拓展建造单元5的具体结构，利用此套建造系统及建造方法也可以构造出如图18所示的一种基于球杆素材组装的正三棱柱桁架晶胞的大型空间桁架。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。