运载火箭起竖系统集成装置及工作方法与流程

本发明涉及航天地面发射支持领域，尤其是，涉及运载火箭起竖发射细分领域，具体地，涉及一种运载火箭起竖系统集成装置及工作方法。

背景技术：

1、运载火箭发射方式有陆基、海基、空射等多种方式。火箭在发射前，通常需要通过起竖装置从水平状态起竖到竖直状态。

2、在当前地面发射支持领域中，传统的运载火箭起竖发射方式为：运载火箭在总装车间装配完成后，通过运输车运送到发射场，在发射场将运载火箭使用一组或者多组液压油缸起竖到固定的发射台上，然后火箭完成发射。

3、现有公告号为cn110375581b的中国专利申请文献，其公开了一种火箭发射方法，包括：将待发射火箭设置于起竖装置的脐带杆上；通过起竖油缸使所述起竖臂围绕所述转轴旋转，以带动所述脐带杆及待发射火箭到达竖直状态；将待发射火箭与发射台连接；使所述起竖油缸回缩，以带动所述起竖臂回平，且在所述起竖臂的回平过程中，使所述脐带杆及待发射火箭保持竖直状态；在待发射火箭获得点火信号后，脐带杆在液压油缸的作用下回倒，以避让出火箭的起飞空间。

4、现有的液压系统起竖发射方式存在以下缺点：

5、1、液压系统需要建设泵站并且配备完整的输油管路以及阀件，系统复杂，可靠性低。

6、2、液压系统较难进行精确的伺服控制，响应慢，精度难以保证。

7、3、液压系统使用高压油危险性高。

8、4、液压系统执行元件容易产生泄漏。

9、5、只能在固定的发射台上发射，机动性差，不符合未来机动化发射需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种运载火箭起竖系统集成装置及工作方法。

2、根据本发明提供的一种运载火箭起竖系统集成装置,包括：起竖箱组件、火箭发射台、发射回转支架、第一双面齿槽支撑臂、第二双面齿槽支撑臂、火箭支承托架、牵拉绳系统以及中央控制器，所述火箭发射台设置在起竖箱组件的一端，所述发射回转支架与起竖箱组件设置有火箭发射台的一端转动连接；所述第一双面齿槽支撑臂的下端与起竖箱组件的底板滑移连接，所述第二双面齿槽支撑臂的下端与起竖箱组件的底板滑移连接，且所述第二双面齿槽支撑臂相对于第一双面齿槽支撑臂靠近火箭发射台；所述火箭支承托架在第一双面齿槽支撑臂的上端和第二双面齿槽支撑臂的上端分别转动连接有一组；所述牵拉绳系统包括牵拉绳收紧组件和牵拉收紧绳，所述牵拉绳收紧组件设置在起竖箱组件上，所述牵拉收紧绳的一端绕设在牵拉绳收紧组件上，所述牵拉收紧绳的另一端依次经过起竖箱组件、发射回转支架靠近火箭发射台的一端、发射回转支架远离火箭发射台的一端与第一双面齿槽支撑臂上端连接的火箭支承托架连接；在所述中央控制器的作用下，所述发射回转支架绕其与起竖箱组件的转动轴线转动，所述第一双面齿槽支撑臂沿起竖箱组件的长度方向滑移，所述第二双面齿槽支撑臂沿起竖箱组件的长度方向滑移，任一所述火箭支承托架夹持或松开火箭本体，所述牵拉绳收紧组件收卷或放卷。

3、优选地，所述起竖箱组件包括起竖箱体、球形凹槽以及第二滑轨，所述球形凹槽沿起竖箱体的长度方向设置在起竖箱体的底板上，所述第二滑轨沿起竖箱体的长度方向设置在起竖箱体的顶部板上表面；所述第一双面齿槽支撑臂和第二双面齿槽支撑臂二者均包括支撑臂本体、滚球和第一连接杆，所述滚球通过第一连接杆与支撑臂本体的下端转动连接，且所述滚球嵌入在球形凹槽并与球形凹槽滑移配合；所述第二滑轨上滑动设置有两组滑块组件，其一组所述滑块组件上设置有第一电机和齿轮，所述第一电机驱动齿轮转动，所述齿轮与第一双面齿槽支撑臂的上表面啮合；另一组所述滑块组件上设置有第二电机和齿轮，所述第二电机驱动齿轮转动，所述齿轮与第二双面齿槽支撑臂的上表面啮合。

4、优选地，所述第一双面齿槽支撑臂和第二双面齿槽支撑臂二者均包括支撑臂本体和球头，所述球头设置在支撑臂本体的上端；所述箭体支承托架包括第一支撑托架箱体和第二支撑托架箱体，所述第一支撑托架箱体的下部和第二支撑托架箱体的下部配合形成球窝；所述球头嵌入在球窝内并与其转动配合。

5、优选地，所述箭体支承托架还包括第一环抱托架和第二环抱托架，所述第一环抱托架滑动设置在第一支撑托架箱体上，所述第二环抱托架滑动设置在第二支撑托架箱体上，且所述第一环抱托架和第二环抱托架二者在中央控制器的作用下相互靠近或远离。

6、优选地，所述箭体支承托架还包括电磁旋杆，所述电磁旋杆在第一支撑托架箱体和第二支撑托架箱体上分别设置有一个；所述发射回转支架包括发射支架竖杆和发射支架转杆，所述发射支架转杆与发射支架竖杆转动连接，所述发射支架转杆与电磁旋杆呈对应设置，任一所述发射支架转杆上均设置有电磁块；在所述中央控制器的作用下，所述电磁旋杆穿过第一环抱托架与电磁块磁性连接，和/或，所述电磁旋杆穿过第二环抱托架与电磁块磁性连接。

7、优选地，所述发射支架转杆内设置有转杆内嵌移动机构，所述转杆内嵌移动机构包括第二导轨、丝杆螺母块、第八电机、第二丝杆、连接杆以及移动块，所述第二导轨设置在发射支架转杆上，所述第八电机与第二丝杆传动连接，所述丝杆螺母块螺纹连接在丝杆上，所述移动块通过连接杆与丝杆螺母块连接，所述丝杆螺母块和/或移动块与第二导轨滑移配合；所述电磁块设置在移动块上。

8、优选地，所述起竖箱组件包括起竖箱体和第三滑轨，所述第三滑轨沿起竖箱体的长度方向设置在起竖箱体的顶部板下表面，所述牵拉绳收紧组件设置在起竖箱体的顶部板下表面并允许沿第三滑轨运动；所述牵拉绳收紧组件包括收紧轮、第三电机、齿槽滚轮、第二连接杆、齿轮传动箱以及第一轴承组件，所述第三电机通过齿轮传动箱与收紧轮传动连接，所述齿槽滚轮与第二连接杆连接，所述第二连接杆通过第一轴承组件与齿轮传动箱连接；所述齿槽滚轮与第一双面齿槽支撑臂的下表面啮合。

9、优选地，所述起竖箱组件包括起竖箱体；所述火箭发射台包括发射台底座、转动连接杆、斜支撑柱、承载环、第四电机以及伸缩杆机构，所述发射台底座通过转动连接杆与起竖箱体转动连接，所述斜支撑柱连接发射台底座和承载环，所述第四电机驱动伸缩杆机构沿靠近或远离承载环中心位置的方向运动。

10、优选地，所述第一双面齿槽支撑臂和第二双面齿槽支撑臂上均包括支撑臂本体、滑动导杆以及滑动环组件，所述滑动导杆设置在支撑臂本体侧面并与其平行，所述滑动环组件包括滑动环套环和滑动环摆杆，所述滑动环摆杆和滑动环套环铰接连接，所述滑动环套环套设滑动导杆，所述滑动环摆杆通过阻尼器与起竖箱组件连接。

11、根据本发明提供的一种运载火箭起竖系统集成装置及工作方法，工作方法包括如下步骤：

12、步骤s1、将两个箭体支承托架水平放置至在起竖箱组件上表面的第二滑轨上；

13、步骤s2、使两个箭体支承托架的第一环抱托架和第二环抱托架相互远离，并确保箭体可以放置其中，并使起竖箱组件的末端托架旋转至垂直于起竖箱体的顶部板上表面的状态，使用吊具将箭体吊装至末端托架两个箭体支承托架上；

14、步骤s3、使发射支架转杆向箭体头部方向转动到与发射支架竖杆平行的位置，使发射支架竖杆转动到与起竖箱体的顶部板上表面平行的位置；

15、步骤s4、使发射回转支架转动至竖直状态，同时牵拉绳收紧组件逐渐放出牵拉收紧绳并保持牵拉收紧绳处于绷紧状态，使两个箭体支承托架的第一环抱托架和第二环抱托架相互靠近并夹持箭体；

16、步骤s5、使发射支架转杆运动至与发射支架竖杆垂直的位置，同时牵拉绳收紧组件逐渐放出牵拉收紧绳并保持牵拉收紧绳处于绷紧状态；

17、步骤s6、使第一双面齿槽支撑臂和第二双面齿槽支撑臂二者向靠近火箭发射台的方向运动，同时牵拉绳收紧组件逐渐收紧牵拉收紧绳，箭体竖起；

18、步骤s7、使火箭发射台上的伸缩杆机构向承载环圆心移动并穿过承载环侧壁与箭体末端锁定，再使第一双面齿槽支撑臂脱离与之连接的箭体支撑托架并回到其初始位置，第二双面齿槽支撑臂脱离与之连接的箭体支撑托架并回到其初始位置；

19、步骤s8、使两个箭体支撑托架的第一支承托架箱体和第二支承托架箱体接触锁定，并使两个箭体支撑托架的第一环抱托架和第二环抱托架相互远离至预定位置；

20、步骤s9、使两个箭体支撑托架上的任一电磁旋杆分别穿过对应的第一环抱托架或第二环抱托架直至与电磁块接触，同时给电磁块通电使电磁旋杆与电磁块连接；

21、步骤s10、使任一组第一支承托架箱体和第二支承托架箱体向远离箭体轴线的方向移动至指定安全位置；

22、步骤s11、使伸缩杆机构向远离承载环圆心的方向移动，直至箭体末端周圈解除锁定；

23、步骤s12、使末端托架继续向下旋转，此时运载火箭处于可发射状态，然后运载火箭点火发射；

24、步骤s13、运载火箭发射结束后，任一组第一支承托架箱体和第二支承托架箱体向靠近箭体轴线的方向移动直至接触，并将对应的第一支承托架箱体和第二支承托架箱体锁定；

25、步骤s14、使发射回转支架转动直至第一支承托架箱体和第二支承托架箱体接触到起竖箱体上表面，同时牵拉绳收紧组件逐渐收紧牵拉收紧绳并保持牵拉收紧绳处于绷紧状态；

26、步骤s15、使电磁块断电，再使任一电磁旋杆穿出第一环抱托架或第二环抱托架；

27、步骤s16、使任一组第一环抱托架和第二环抱托架相互远离至最远处，再使发射支架转杆向箭体头部方向转动到与发射支架竖杆平行的位置，同时牵拉绳收紧组件逐渐收紧牵拉收紧绳并保持牵拉收紧绳处于绷紧状态；

28、步骤s17、使末端托架旋转至处于垂直于起竖箱体顶部板上表面的位置；

29、重复步骤s4-步骤s17，完成下一发箭体的起竖发射以及发射后的准备过程。

30、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

31、1、本发明通过第一双面齿槽支撑臂、第二双面齿槽支撑臂以及牵拉绳系统配合起竖火箭，完成发射，采用全新的电机驱动起竖，系统组成相对简单，提高了起竖发射系统的可靠性和安全性，且起竖过程响应快，精度高，可以在任何地点地形进行火箭起竖发射，适应了未来运载火箭的机动化发射需求。

32、2、本发明通过火箭支承托架、发射回转支架以及牵拉绳系统配合，实现了火箭发射后，集成装置能够返回初始状态，再次吊装火箭进行下一次发射，有助于提高火箭发射效率。