一种虚实结合的药块装配方法和系统与流程

本发明涉及火箭发动机装药，更具体的说是涉及一种虚实结合的药块装配方法和系统。

背景技术：

1、固体火箭发动机具有推力大、可靠性高、研制周期短、成本低和易于实现大推力等优点。其中，大型固体火箭发动机的装药技术是其核心和关键，现有技术首先将推进剂制造成复杂异型结构的模块化药块然后再进行装配。但目前模块化药块(单药块的质量以吨为计量单位)的工艺过程基本采用以人工为主的装配模式，其不仅劳动强度大和安全性难以得到保障，且装配效率和装配精度均处于较低水平。

2、因此，如何提供一种安全、高效且准确的药块装配方法和系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种虚实结合的药块装配方法和系统；

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种虚实结合的药块装配方法，包括以下步骤：

4、s1：获取待装配药块的装配工艺方案；所述装配工艺方案包括所有待装配药块的预设装配位置；

5、s2：输送待装配药块至其预设装配位置；

6、s3：获取待装配药块的空间位置信息；

7、对所述空间位置信息进行分析处理；

8、根据分析处理结果确定待装配药块的位置和姿态，并进行模拟仿真；

9、基于所述模拟仿真结果判断是否装配异常，异常则停止装配，不异常则判断是否满足装配条件，满足则进行装配，不满足则执行步骤s4；

10、s4:基于所述空间位置信息计算待装配药块的角度调节参数；

11、s5：基于所述角度调节参数对所述待装配药块进行位置调整；

12、s6：重复步骤s3-s5，直到满足装配条件并进行装配。

13、优选的，装配工艺方案的获取方法包括以下步骤：

14、s11：基于药块装配需求确定待装配药块的数量，并构建包括待装配药块在内的的三维模型；

15、s12：基于所述三维模型构建仿真控制系统；

16、s13:基于所述仿真控制系统对待装配药块的装配路线、装配顺序、装配位置以及装配效果进行仿真优化，获得所述装配工艺方案。

17、优选的，采集待装配药块的空间位置信息进一步包括：

18、测量待装配药块底面与装药舱体底面的距离，或测量待装配药块底面与已装配药块顶面的距离；

19、测量待装配药块与装药舱体侧面的距离，和测量待装配药块与已装配药块侧面的距离。

20、优选的，所述s3进一步包括：

21、检测待装配药块与装药舱体之间的作用力数据，和检测待装配药块与已装配药块之间的作用力数据；

22、对所述作用力数据进行分析处理，并根据分析处理结果判断是否装配异常，异常则停止装配，正常则判断是否满足装配条件；满足则进行装配，不满足则执行步骤s4。

23、优选的，所述s3进一步包括：

24、实时采集待装配药块的位置和运行状态；

25、并将所述位置和运行状态显示于相应的显示装置上；

26、根据显示装置显示的内容判断是否装配异常，异常则停止装配，正常则判断是否满足装配条件；满足则进行装配，不满足则执行步骤s4。

27、优选的，s6进一步包括以下步骤：

28、满足装配条件后：基于待装配药块与装药舱体之间的作用力数据判断待装配药块是否与装药舱体底面有力的作用关系，或基于待装配药块与已装配药块之间的作用力数据判断待装配药块是否与已装配药块顶面有力的作用关系；有关系则放置药块。

29、一种虚实结合的药块装配系统，包括药块装配机构、数据采集系统和仿真控制系统；

30、所述数据采集系统设置在所述药块装配机构上；

31、所述数据采集系统和仿真控制系统通信连接；

32、所述仿真控制系统用于仿真获得待装配药块的装配工艺方案；所述装配工艺方案包括所有待装配药块的预设装配位置；

33、所述药块装配机构包括主机构，所述主机构上设置有微调机构；所述待装配药块通过吸盘与所述微调结构吸附连接；

34、所述主机构用于将待装配药块输送到预设装配位置；

35、所述数据采集系统用于采集待装配药块的空间位置信息；并将所述空间位置信息发送给所述仿真控制系统；

36、所述仿真控制系统基于所述空间位置信息计算待装配药块的角度调整参数；进而获得微调机构的角度调整参数；

37、所述仿真控制系统基于微调机构的角度调整参数计算微调机构的运动参数，并基于所述运动参数控制所述微调机构带动药块进行位置调整。

38、优选的，,所述数据采集系统包括测距传感器和激光传感器；

39、所述测距传感器用于测量待装配药块底面与装药舱体底面的距离，或用于测量待装配药块底面与已装配药块顶面的距离；

40、所述激光传感器用于测量待装配药块与装药舱体侧面的距离，和用于测量待装配药块与已装配药块侧面的距离。

41、优选的，所述数据采集系统还包括力传感器；

42、所述力传感器用于检测待装配药块与装药舱体之间是否有力的作用关系，和用于检测待装配药块与已装配药块之间是否有力的作用关系。

43、优选的，所述药块装配系统进一步包括摄像装置和显示装置；

44、所述摄像装置与显示装置通信连接；

45、所述摄像装置用于实时采集待装配药块的位置和运行状态；

46、所述显示装置用于实时显示所述摄像装置采集的位置和运行状态。

47、优选的，装配异常时进行人工停止装配。

48、优选的，所述仿真控制系统实时模拟微调机构的调整过程；所述仿真控制系统的操作界面能接受外界输入的角度调整参数，以调整待装配药块的位置和姿态。

49、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种虚实结合的药块装配方法和系统，可以获得以下有益技术效果：

50、(1)本发明采用以机械化和自动化为主的装配安装方式，改变了原有的完全依靠多人现场实际操作的装配模式，能够将质量巨大的药块较快的安装到位，提高了装配安装效率。

51、(2)本发明采用多个传感器实时采集数据以确定药块的实时位置，并根据采集的实时位置驱动微调机构进行调整，直至满足装配需求，提升了装配的准确度。

52、(3)本发明采用机械化的装配模式，极大减少甚至完全替代了现场人员，有效提升了药块装配的安全性。

技术特征：

1.一种虚实结合的药块装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的虚实结合的药块装配方法,其特征在于，装配工艺方案的获取方法包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的虚实结合的药块装配方法，其特征在于，采集待装配药块的空间位置信息进一步包括：

4.根据权利要求1所述的虚实结合的药块装配方法，其特征在于，所述s3进一步包括：

5.根据权利要求1所述的虚实结合的药块装配方法，其特征在于，所述s3进一步包括：

6.根据权利要求4所述的虚实结合的药块装配方法，其特征在于，s6进一步包括以下步骤：

7.一种虚实结合的药块装配系统，其特征在于，包括药块装配机构、数据采集系统和仿真控制系统；

8.根据权利要求7所述的虚实结合的药块装配系统，其特征在于,所述数据采集系统包括测距传感器和激光传感器；

9.根据权利要求7所述的虚实结合的药块装配系统，其特征在于,所述数据采集系统还包括力传感器；

10.根据权利要求7所述的虚实结合的药块装配系统，其特征在于,所述药块装配系统进一步包括摄像装置和显示装置；

技术总结
本发明公开了一种虚实结合的药块装配方法和系统，包括药块装配机构、数据采集系统和仿真控制系统；仿真控制系统仿真获得待装配药块的装配工艺方案；装配工艺方案包括所有待装配药块的预设装配位置；药块装配机构包括主机构，主机构上设置有微调机构；主机构将待装配药块输送到预设装配位置；所述仿真控制系统基于所述空间位置信息计算待装配药块的角度调整参数；进而获得微调机构的角度调整参数；所述仿真控制系统基于微调机构的角度调整参数计算微调机构的运动参数，并基于所述运动参数控制所述微调机构带动药块进行位置调整。其可以安全、高效且准确的对药块进行装配。

技术研发人员：于成龙,范彦志,栗强,公茂震,韩建戈,李泽雨,唐雪珂,郑学建,周柏卉,伍俊松
受保护的技术使用者：北京计算机技术及应用研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15