[发明专利]一种基于增强现实的航天器电缆网立体成形系统与方法

说明书

本发明涉及一种基于增强现实的航天器电缆网立体成形系统与方法，属于数字化制造技术领域。本发明是针对无木质模板准备周期长，电缆网下线、捆扎点确认不准，现场操作需要反复确认设计及工艺要求等问题，利用AR眼镜将包含卫星结构的三维设计模型叠加到敷设骨架工装结构上，构成电缆网实体的立体成形操作环境。根据三维设计模型中的关键敷设特征提取结果，指导电缆实体快速布线与标识，在敷设骨架工装上增强电缆立体成形的准确性；利用增强现实技术的展示优势，采用增强现实“视频流”方式推送关键敷设特征至实物操作台面；并通过手势交互，快速反馈操作完成状态，提高用户易用性。

技术领域

本发明涉及一种基于增强现实的航天器电缆网立体成形系统与方法，属于数字化制造技术领域。

背景技术

电缆网是航天器重要组成部分之一，是各分系统、各舱段的纽带和桥梁。传统电缆网生产主要采用木模+分支长度图进行电缆装配敷设，但是木模制造周期长、占用操作空间大、星上设备布局变化多、跨型号平台通用性不足，分支长度图无法较好体现星上设备的空间占位、关键绑扎点、整星装配、电缆实物成形等要求，电装工人仍需反复查阅接点表、技术要求、工艺文件、辅以三维设计模型，电装工人需要反复调整绑扣位置和绑扎尺寸，导致研制周期长、元器件识别错误等质量隐患。为缩短电缆网产品研制周期进行电缆平面生产、立体成形的方法与操作工具，将成为解决此问题的关键技术途径。

针对电缆网产品在无木模条件下高效实现平面生产、立体成形的需求，提出一种基于增强现实的航天器电缆网立体成形系统与方法，将增强现实技术与可复用的柔性工装相结合构建全新的电缆网立体成形操作环境，通过利用AR眼镜指导现场电缆网快速立体布线、标识与成形，将有效缩短电缆网生产周期，并支持试装绑扎信息向整星总装的有效传递。

当前，国内鲜有关于将增强现实技术应用于航天器产品装配过程的专利，陈畅宇等人提出的专利(CN201810420281.4)是针对卫星舱板基础结构已经搭建好的总装环节，应用增强现实手段引导电缆网产品装配到卫星结构上的过程，其将舱板等实物作为建立空间坐标系的基准以辅助装配。而本专利的应用环节早于卫星总装环节，是针对电缆网产品自身的生产过程，不同之处主要是无木模条件下，按照电缆网三维设计模型中描述的串舱点、绑扎点等空间定位点，在实际物理空间中组装专用的杆系工装，形成电缆立体绑扎的骨架结构，再结合增强现实眼镜技术进行电缆立体绑扎。

发明内容

本发明的技术解决问题是：解决木质模板准备周期长，电缆网下线、捆扎点确认不准，现场操作需要反复确认设计及工艺要求等问题，提出基于增强现实的航天器电缆网立体成形系统与方法，该系统及方法是在二维环境中进行电缆线缆的平面生产绑扎后，利用专用杆系工装与增强现实环境，模拟电缆网在星上装配环境条件下，进行电缆网的立体成形的过程，通过电缆研制要素的映射联动、三维设计模型与柔性工装的虚实融合跟踪注册等关键技术，达到缩短电缆网生产周期、试装绑扎信息向整星装配的有效传递等效果。

本发明的技术解决方案是：

一种基于增强现实的航天器电缆网立体成形系统，该成形系统包括一套敷设骨架工装，用于替代安装电缆网的卫星舱板等实际物体，以支撑电缆网产品的立体成形操作，所述的敷设骨架工装为若干个工装夹具组成，工装夹具为工作台支撑架、带标定靶标的面板、真空吸盘式支撑杆、支撑杆延长卡箍、延长杆、固定夹子、带孔工装板中的至少一个；

所述的真空吸盘式支撑杆配置30cm、50cm、75cm、100cm四种长度；所述的延长杆配置30cm、50cm、75cm、100cm四种长度；

所述的固定夹子上可附加标签，明确标定特征编号。

所述的带孔工装板是中间有孔的平面板型固定工装，可以固定在真空吸盘式支撑杆、延长杆上。配置孔直径为5cm、10cm、20cm三种尺寸。

通过增加安装工作台支撑架与带标定靶标的面板可以扩展安装工作台的操作面积。