一种火箭型号及姿态可调节的火箭发射平台的制作方法

本发明属于火箭发射装置技术领域，特别涉及一种火箭型号及姿态可调节的火箭发射平台。

背景技术：

随着人工影响天气工程和模型航天器体育运动的发展，火箭发射离我们不再遥远，火箭发射装置及发射工艺已经成为提高发射效率，影响发射效果的重要技术。

人工影响天气，是指为避免或者减轻气象灾害，合理利用气候资源，在适当条件下通过科技手段对局部大气的物理、化学过程进行人工影响，实现增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等目的的活动。具体到实施过程，人们将影响天气的化学试剂装载在飞机或者火箭等飞行器上，利用飞行器将试剂带入目标云层。由于飞机装载成本较高，因此大多数地区选择利用火箭完成装载任务。当需要人工影响天气时，操作人员需要将发射架从仓库取出，用汽车牵引至空旷区域，由于空旷区域地形多数不平坦，因此操作人员需要花时间不断地为发射架找正，这样一来不但影响发射效率，而且可能会延误发射时机。除此以外，针对不同的人工影响天气目的，所需的火箭型号有所不同，因此，相关部门需要装备多款发射架，增加了发射成本。

另一方面，模型航天器体育运动的兴起，给更多的青少年提供了动手实践和理论创新的平台，如国家体育总局举办的“科研类全国航空航天模型锦标赛”就有“模型航天器项目”。该项目本身有一个硬性要求，即发射的火箭需要达到30米铅垂高度，比赛成绩才有效。所以遭遇大风天气时需要根据火箭的“追风性”调整火箭发射姿态。另外，由于每个参赛方可以报名三组比赛，所以针对不同方案下的不同型号火箭发射问题需要得到解决。

目前在人工影响天气工程领域内，大多数发射架功能单一，即只能实现发射俯仰角度的调节。在模型航天器体育运动中，多数发射架仅实现垂直定位发射的效果。

技术实现要素：

本发明的目的是鉴于以上两个领域的需求及现有技术的不足，提出了一种火箭型号及姿态可调节的火箭发射平台，该发射平台可以实现复杂地形情况下、不同型号火箭的发射，具有姿态调整灵活、火箭型号切换简单等特点。

本发明提出的一种火箭型号及姿态可调节的火箭发射平台，其特征在于，该火箭发射平台包括发射框架、动平台、支撑平台、定平台、支撑腿、第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链、第六支链、第七支链、第八支链以及第九支链；其中，第一、第二和第三支链呈圆周均布紧固在发射框架上；第四和第五支链分别连接于发射框架和支撑平台之间，并与发射框架和支撑平台构成空间闭环机构；第六支链连接于支撑平台和动平台之间；第七、第八和第九支链分别连接于动平台和定平台之间，并与动平台和定平台构成空间闭环机构；三个支撑腿位于定平台底部呈圆周均布，各个支撑腿一端通过螺栓与定平台紧固、另一端通过地钉紧固于发射地面。

本发明的特点及有益效果：

本发明涉及的一种火箭型号及姿态可调节的火箭发射平台可以应用于人工影响天气工程及模型航天器体育运动，能够实现复杂地形情况下、不同型号火箭的发射，具有结构紧凑、工况适应能力强、姿态调整灵活、火箭型号切换简单等特点。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的第一支链I、第二支链II、第三支链III示意图；

图3为本发明实施例1的局部放大图；

图4为本发明实施例2的结构示意图；

图5为本发明实施例2的第一支链I、第二支链II、第三支链III示意图；

具体实施方式

本发明提出的一种火箭型号及姿态可调节的火箭发射平台结合附图及实施例详细说明如下：

实施例1：

本实施案例的一种火箭型号及姿态可调节的火箭发射平台的整体结构如图1所示，包括发射框架5、动平台27、支撑平台28、定平台21、支撑腿20、第一支链、第二支链、第三支链、第四支链、第五支链、第六支链、第七支链、第八支链以及第九支链(所述第一至第九支链即图1中的I至IX)；各部件的连接关系为：第一支链I、第二支链II、第三支链III圆周均布紧固在发射框架5上；第四支链IV、第五支链V分别连接于发射框架5和支撑平台28之间，并与发射框架5和支撑平台28构成空间闭环机构；第六支链VI连接于支撑平台28和动平台27之间；第七支链VII、第八支链VIII、第九支链IX分别连接于动平台27和定平台21之间，并与动平台27和定平台21构成空间闭环机构；三条支撑腿20位于定平台21底部呈圆周均布，各个支撑腿20一端通过螺栓与定平台21紧固、另一端通过地钉紧固于发射地面。

所述第一支链I、第二支链II、第三支链III结构相同，如图2所示，均包括：上端摇杆1、上端导轨2、上端电机3、伸缩杆4、下端导轨6、下端摇杆7、下端电机8以及运动副；各部件的装配关系为：上端电机3和下端电机8分别通过螺栓紧固在发射框架5上的电机槽内，上端电机3输出轴与上端摇杆1以及下端电机8输出轴与下端摇杆7均为键连接，上端摇杆1与上端导轨2以及下端摇杆7与下端导轨6均通过轴销连接，上端导轨2与伸缩杆4通过圆柱面配合形成轴向的移动副，伸缩杆4与下端导轨6通过径向螺钉紧固在一起；所述运动副有5个，一个是位于上端电机3输出轴和上端摇杆1之间的转动副，一个是位于上端摇杆1和上端导轨2之间的转动副，一个是位于上端导轨2和伸缩杆4之间的移动副，一个是位于下端导轨6和下端摇杆7之间的转动副，另一个是位于下端摇杆7和下端电机8输出轴之间的转动副；所述5个运动副均处于同一平面内，其中，位于上端电机3输出轴和上端摇杆1之间的转动副以及位于下端摇杆7和下端电机8输出轴之间的转动副是被驱动的；上端电机3和下端电机8同步反向驱动，使得上端导轨2和下端导轨6形成一条直线导轨，该直线导轨平行于由上端电机3和下端电机8轴线构成的平面。

所述第四支链IV的结构如图1所示，包括：轴承座9、承载轴10、支承座11、调节块12、以及运动副；所述各部件的装配关系为：轴承座9与发射框架5通过螺栓紧固，轴承座9与承载轴10通过轴承配合形成转动副，承载轴10与支承座11通过径向螺钉紧固在一起，支承座11、调节块12与支撑平台28通过螺栓紧固在一起；所述运动副有1个，即位于轴承座9和承载轴10之间的转动副。

所述第五支链V的结构如图1所示(局部见图3)，包括：连接轴13、丝杠基座14、支承座15、电机29、电机座31、联轴器架32、滑块33、连杆35、丝杠36、支承座37、连接轴38以及运动副；所述各部件的装配关系为(详见图3，局部见图1)：电机座31与联轴器架32通过螺钉连接、联轴器架32与丝杠基座14通过螺钉连接、丝杠基座14通过螺钉紧固在支撑平台28上，电机29通过螺栓紧固在电机座31上，丝杠36与丝杠基座14通过轴承配合形成转动副，滑块33与丝杠36通过螺纹配合形成移动副，滑块33与支承座15通过螺钉紧固，支承座15与连接轴13通过径向螺钉紧固，连接轴13与连杆35通过轴承配合形成转动副，连杆35与连接轴38通过轴承配合形成转动副，连接轴38与支承座37通过径向螺钉紧固，支承座37通过螺栓与发射框架5紧固在一起；所述运动副有4个，一个是位于丝杠基座14和丝杠36之间的转动副，一个是位于丝杠36和滑块33之间的移动副，一个是位于连接轴13和连杆35之间的转动副，另一个是位于连杆35和连接轴38之间的转动副；所述4个运动副中，位于丝杠基座14和丝杠36之间的转动副是被电机29驱动的。

所述第六支链VI的结构如图1所示(局部见图3)，包括：电机34、齿轮30、上止推环16、齿环17和下止推环18以及运动副；所述各部件的装配关系为：上止推环16与支撑平台28通过螺钉紧固，上止推环16内圆柱面与齿环17通过回转轴承形成转动副，上止推环16下表面与下止推环18上表面通过端面轴承形成转动副，齿环17与下止推环18通过径向螺钉紧固，下止推环18与动平台27通过螺钉紧固，电机34通过螺栓紧固在支撑平台28上的电机槽内，电机34输出轴与齿轮30通过键连接，齿轮30与齿环17啮合；所述运动副有4个，一个是位于齿轮30和电机34输出轴之间的转动副，一个是位于齿轮30和齿环17之间通过啮合形成的高副，一个是位于上止推环16和下止推环18之间的通过端面轴承形成的转动副，另一个是位于上止推环16和齿环17之间的通过回转轴承形成的转动副；所述4个运动副中，位于上止推环16内的圆柱面与齿环17通过回转轴承形成的转动副以及上止推环16下表面与下止推环18上表面通过端面轴承形成的转动副重合等效为同一个转动副，齿轮30的转动是被电机34驱动的。

所述第七支链VII、第八支链VIII、第九支链IX结构相同，如图1所示，均包括：球铰26、连杆25、滑块23、齿轮19、齿条杆22和电机24以及运动副；所述各部件的装配关系为：球铰26与动平台27球副连接，球铰26与连杆25通过螺钉紧固，连杆25与滑块23通过轴销连接形成转动副，滑块23与齿条杆22通过柱面配合形成移动副，齿条杆22一端通过焊接紧固于定平台21上，且呈圆周均布，电机24通过螺栓紧固在滑块23上的电机槽内，电机24输出轴与齿轮19通过键连接，齿轮19与齿条杆22啮合；所述运动副有5个，一个是位于动平台27与球铰26之间的球副，一个是位于连杆25与滑块23之间的转动副，一个是位于滑块23与齿条杆22之间的移动副，一个是位于齿轮19和电机24输出轴之间的转动副，另一个是位于齿轮19和齿条杆22之间的通过齿轮齿条啮合形成的高副；所述5个运动副中，齿轮19的转动是被电机24驱动的。

本实施例的火箭发射平台具有四个基本功能：①火箭型号(直径)可调；②发射俯仰角度可调；③平台旋转角度可调；④平台水平位姿保证。具体描述如下：

功能①：火箭型号(直径)可调

所述功能①(火箭型号可调)由以下部件实现：发射框架5、第一支链I、第二支链II和第三支链III。

工作原理为：所述第一支链I、第二支链II、第三支链III同时动作，形成三条直线导轨，从而包络成一个圆柱面，该圆柱面即为火箭外圆柱面的约束面；控制三条支链的电机动作角度，即可控制所述约束面的直径，进而实现火箭型号可调控制。

功能②：发射俯仰角度可调

所述功能②(发射俯仰角度可调)由以下部件实现：发射框架5、支撑平台28、第四支链IV和第五支链V。

工作原理为：所述第四支链IV、第五支链V的五个运动副均处于同一平面内；控制电机29的转动，可实现发射框架5绕承载轴10转动，从而实现火箭发射俯仰角度的调节控制。

功能③：平台旋转角度可调

所述功能③(平台旋转角度可调)由以下部件实现：支撑平台28、第六支链VI和动平台27。

工作原理为：控制电机34转动，可以实现齿轮30绕齿环17转动，其中，齿轮30可带动支撑平台28转动，动平台27相对于齿环17静止，从而实现支撑平台28相对动平台27旋转角度的调节控制。

功能④：平台水平位姿保证

所述功能④(平台水平位姿保证)由以下部件实现：动平台27、定平台21、三条支撑腿20和第七、第八、第九支链。

工作原理为：控制电机24转动，可以实现齿轮19沿着齿条杆22移动，其中，齿轮19可带动滑块23移动，齿条杆22相对于定平台21静止；所述第七、第八、第九支链分别与动平台27和定平台21连接形成一个空间并联闭环机构，该空间并联闭环机构通过第七、第八、第九支链三个电机24的输入运动驱动动平台27运动，可实现动平台27的两个转动自由度，从而实现动平台27相对定平台21水平位姿的调节控制；定平台21和支撑腿20通过螺栓紧固，3条支撑腿20的末端决定一个平面，可通过地钉紧固于发射地面，因此可以实现动平台27相对发射地面水平位姿的调节控制。

实施例2：

本实施例的整体结构如图4所示，与实施例1的区别在于第一支链I、第二支链II和第三支链III的结构。

所述第一支链I、第二支链II、第三支链III结构相同，如图5所示，均包括：上端摇杆1、导轨02、支承轴03、下端摇杆7、下端电机8以及运动副；所述各部件的装配关系为：支承轴03和上端摇杆1通过轴承连接形成转动副，上端摇杆1与导轨02以及导轨02与下端摇杆7均通过轴销连接，下端摇杆7和下端电机8输出轴通过键连接，下端电机8通过螺栓紧固在发射框架5上的电机槽内；所述运动副有4个，一个是位于支承轴03和上端摇杆1之间的转动副，一个是位于上端摇杆1与导轨02之间的转动副，一个是位于导轨02与下端摇杆7之间的转动副，另一个是位于下端摇杆7和下端电机8输出轴之间的转动副；所述4个运动副均处于同一平面内，其中，连接于下端摇杆7和下端电机8输出轴之间的转动副是被驱动的，通过下端电机8的驱动使得导轨02做平面移动。

组成本发明火箭发射平台的各个部件均为常规零部件，可根据具体的使用需求进行选择。