[发明专利]用于航天器大尺寸舱段装配的三自由度调姿平台

说明书

本发明公开了一种用于航天器大尺寸舱段装配的三自由度调姿平台，包括底座平台、升降机构、回转台、旋转支臂及电控系统，其中，升降机构安装在底座平台上，包括两套升降组件，分别设置在立柱框架的两侧，以使回转台实现升降，每套组件包括两根导轨、滑块、滚珠丝杠及大螺母，导轨和丝杠设置在立柱框架的内立面上，大螺母安装在滚珠丝杠上，滑块安装在导轨上，滑块和大螺母一端分别紧固在回转台上，通过驱动滚珠丝杠转动，使大螺母和滑块沿着导轨方向分别在滚珠丝杠和导轨上做直线运动，从而带动回转台沿本体Z轴线做直线升降运动。相对于现有技术，本发明实现了平台承载航天器大尺寸舱段时升降、回转、翻转三自由度调节功能。

技术领域

本发明属于航天器调姿类工装技术领域，具体涉及一种三自由度调姿平台，其可以实现大型航天器舱段装配的姿态调整。

背景技术

某大型航天器舱段采用中空立方体结构，由于各仪器设备分布在立方体不同的安装面上，在进行仪器设备拆装及测试等操作时，需要通过专用设备的转动、升降等功能实现舱体多种姿态的调整需求，以便于安全地进行舱体不同面上的仪器设备装配操作。

目前用于舱体装配的专用设备仅能实现绕舱体Y轴线翻转的单一功能，可满足一部分舱体安装面上仪器设备装配的姿态要求；对于其他不能覆盖的安装面，还需要通过其他辅助工装调整操作工人姿势或仪器设备的姿态才能实现装配操作，不仅工作效率低，同时给总装操作带来较大的难度和风险。

该调姿平台不仅可实现绕舱体Y轴线的360度翻转，还可实现绕舱体X轴线的360度回转，沿Z轴线高度方向的升降，通过三轴联动可实现舱段多种调姿功能，全面覆盖立方体式舱体多个安装面上仪器设备装配操作的姿态需求，使工人可通过较舒适的地面站姿完成装配操作。与目前的工装相比，可减小对其他辅助工装的依赖和需求，同时可极大的改善总装操作条件，减小操作难度及风险，提高工作效率及质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全可靠的用于航天器大尺寸舱段的三自由度调姿平台，旨在解决大尺寸舱段装配过程中复杂的姿态调整难题。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

用于航天器大尺寸舱段装配的三自由度调姿平台，包括底座平台、升降机构、回转台、旋转支臂及电控系统，其中，升降机构安装在底座平台上，升降机构包括两套升降组件，分别设置在立柱框架的两侧，以使回转台实现升降，每套组件包括两根导轨、滑块、滚珠丝杠及大螺母，导轨和丝杠设置在立柱框架的内立面上，大螺母安装在滚珠丝杠上，滑块安装在导轨上，滑块和大螺母的一端分别紧固在回转台上，通过驱动滚珠丝杠转动，使大螺母和滑块沿着导轨方向分别在滚珠丝杠和导轨上做直线运动，从而带动回转台沿本体Z轴线做直线升降运动，用于大尺寸舱段安装的旋转支臂设置在回转台上。

其中，回转台包括减速器、转盘轴承和测量元件，旋转支臂设置在回转台转盘轴承上，通过驱动减速器使转盘轴承转动，从而带动旋转支臂绕舱段本体X轴线0～360°正反连续回转。

其中，旋转支臂由夹持臂和两套翻转机构组成，夹持臂采用U型结构，两套翻转机构对称布置在夹持臂U型结构末端，每套翻转机构包括有减速器、蜗轮蜗杆、伸缩夹头，伸缩夹头轴套外圆面通过键与蜗轮连接，夹头一端与大尺寸舱体通过螺栓紧固连接，通过驱动减速器使蜗杆蜗轮转动，带动伸缩夹头转动，从而带动大尺寸舱段绕本体Y轴线0～360°正反连续翻转。

其中，伸缩夹头包括花键轴、轴套、转接接头、调节丝杠、调节螺母，花键轴安装在轴套内，与轴套内圆面贴合，调节螺母安装在花键轴一端面上，调节丝杠穿过轴套一端面，与花键轴上的调节螺母配合，转接接头通过螺栓紧固在花键轴的另一端面上，通过旋转调节丝杠使调节螺母带动花键轴沿轴套做直线运动，从而实现转接接头的伸缩，满足不同尺寸舱段装配需求。

其中，底座平台上有四组支撑机构用于平台本体的自调平及停放支撑，通过Z方向的微调，使车体达到水平要求，可通过电动和手动两种方式实现微调功能。