[发明专利]一种运载火箭部段精密对接协调方法

权利要求书

1.一种运载火箭部段精密对接协调方法，运载火箭部段包括壳段（201）及贮箱（101），壳段（201）的两个用于对接端面分别为第一端面及第二端面，贮箱（101）后底的两个用于对接的端面分别为第三端面及第四端面，所述第一端面与第三端面装配后形成第一对接面（A），所述第二端面与第四端面装配后形成第二对接面（B），其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：精测所述第一端面及第二端面相对位置，获取所述第一端面及第二端面的相对位置数据；

步骤二：精测所述第三端面及第四端面相对位置，获取所述第三端面及第四端面的相对位置数据；

步骤三：选定步骤一及步骤二最后获取的数据拟合用中间坐标系；

步骤四：对步骤一及步骤二最后获取的数据通过中间坐标系转换拟合，获得贮箱（101）与壳段（201）之间的对接间隙特征数据包；

步骤五：导出对接间隙数据包，通过对接间隙数据包建立间隙三维模型；

步骤六：依据三维模型数控加工调整垫片；

步骤七：安装调整垫片精确协调对接特征；

所述步骤一、步骤二顺序可以调换或同时进行；

所述步骤一中精测所述第一端面及第二端面相对位置包括如下步骤：

S1：以所述第一端面的圆心为原点，以第一端面为基准面，建立三维坐标系，所述第一端面为xOy平面，坐标X轴指向I象限，坐标Y轴指向IV象限；

S2：在所述第一端面及第二端面上均选取至少一圈坐标采集点，一圈坐标采集点包括多个坐标采集点，至少一圈坐标采集点以I象限起始圆周均匀排列，一圈坐标采集点圆周排列的圆心与原点重合，相邻的两个坐标采集点的圆心角小于或等于20°

S3：通过测量设备采集每一个坐标采集点的数据；

所述测量设备为激光跟踪仪；

所述步骤四中的步骤一及步骤二最后获取的数据通过中间坐标系转换拟合的参数类别包括横移距离（r）、横移方向（θ）、偏斜夹角（α）、偏斜方向（β）及高度差（H）；

所述横移距离（r）为第二对接面（B）圆心在基准面内的投影点与基准坐标系原点之间的连线长度；

所述横移方向（θ）为第二对接面（B）圆心在基准面内的投影点与基准坐标系原点连线后与X轴正向的夹角；

所述偏斜夹角（α）为第二对接面（B）法线矢量与Z轴正向的夹角，夹角范围为0～90°；

所述偏斜方向（β）为第二对接面（B）法线矢量在基准面内的投影与X轴正向的夹角；

所述高度差（H）为所述第一对接面（A）与第二对接面（B）之间的高度差（H）。

2.根据权利要求1所述的一种运载火箭部段精密对接协调方法，其特征在于：所述步骤二中精测所述第三端面及第四端面相对位置包括如下步骤：

（1）在所述第三端面及第四端面上均选取至少一圈坐标采集点，一圈坐标采集点包括多个坐标采集点，至少一圈坐标采集点以I象限起始圆周均匀排列，一圈坐标采集点圆周排列的圆心与原点重合，相邻的两个坐标采集点的圆心角小于或等于20°；

（2）通过测量设备采集每一个坐标采集点的数据。

3.根据权利要求2所述的一种运载火箭部段精密对接协调方法，其特征在于：在所述第二端面及第四端面选取坐标采集点圈数为两圈，每圈的坐标采集点数量为18个。

4.根据权利要求2所述的一种运载火箭部段精密对接协调方法，其特征在于：在所述第一端面及第三端面选取坐标采集点圈数为一圈，一圈的坐标采集点数量为36个。

5.根据权利要求1所述的一种运载火箭部段精密对接协调方法，其特征在于：所述步骤五中的建立间隙三维模型包括如下步骤：

1）利用偏斜夹角（α）、高度差（H）、第一对接面（A）或第二对接面（B）外径和第一对接面（A）或第二对接面（B）内径绘制调整垫片的截面图，将截面图前后拉伸，同时将第一对接面（A）或第二对接面（B）内径及外径形成的径向轮廓沿Z轴方向拉深，两部分的相交部分即为调整垫片的实体加工模型；

2）利用精测数据偏斜方向（β）获得四处象限线的分布位置；

3）基于象限线位置，在模型中建立均布的连接孔理论特征；

4）采集特定均布孔的坐标值，与精测坐标值对比，获得模型与精测值的相对误差，当孔分布误差小于0.83mm时，满足装配要求。