[发明专利]一种基于激光跟踪仪的发动机试车架精准装配方法

说明书

本发明提供一种基于激光跟踪仪的发动机试车架精准装配方法。该方法在装配过程中首先将靶标贴于待装配机构上，实现在空间三维坐标系内试车架各部分机械结构及发动机位置的精准跟踪定位，其次以推力传感器安装位置为坐标原点建立覆盖整个发动机装配场区的三维坐标系，贴有靶标的试车架各部分结构或发动机通过吊车或天车产生三维移动，而各部分结构的三维坐标通过MHz级别采样频率的信号采集硬件系统时刻反馈到控制屏幕，保证目标在移动时实际位置与控制屏幕位置的一致性，将试车架不同机械结构及发动机依次送入激光跟踪仪所建立的三维坐标系中，实现发动机与试车架最终高效、安全、可靠的装配，避免发动机在整个装配过程中磕碰等情况。

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机试验技术领域，具体涉及一种基于激光跟踪仪的发动机试车架精准装配方法。

背景技术

固体火箭发动机试车架是发动机地面点火试验，包括高空模拟试验，不可缺少的主要设备。试车架的作用是：承受发动机及其附件的全部质量、对发动机加以必要的限位或定位、传递发动机在工作中所产生的推力。试车架的性能对发动机工作的安全可靠性以及推力测量的精确性有直接影响。通常装调小型推力架时采用两个左右装配人员搬动推力架上下左右移动来对正与发动机的连接孔位；装调中、大型推力架时采用天车吊钩和装配人员相互配合对正与发动机的连接孔位。这种方法靠装配人员视觉感知及作业经验来多次反复吊装调试来完成，装配精度低、且存在易磕碰发动机的安全隐患，同时人工作业效率低下，对于有保温要求的发动机，严重影响其点火进度。

现有技术方案：目前，对于小型推力架的对接装调，完全依赖操作人员手工操作通过搬抬动作实现；对于中、大型推力架，由于质量、结构大，需要吊车配合，凭借人工视觉感知及作业经验来多次反复吊装调试来完成。

目前，试车架与发动机安装对接过程中主要存在以下问题和不足：

装配精度低：对于中、大型发动机装配作业主要通过装配人员和吊车相互配合，以此完成试车架各部分机械结构与发动机前裙、后裙、喷管之间俯仰、偏航等距离的调整。传统装配测量方法主要通过卷尺、卡尺等最简单的测量仪器确定装配位置，对于安装孔等细窄位置根本无法有效获取其坐标，仅凭视觉感知进行反复装调实现，对此存在装配精度低的问题，该问题直接可能导致产生侧向力，进而影响参数测量精度。

(2)多次反复装调作业效率低：中大型试车架与发动机装配需要装配人员在吊车的配合下，对试车架各部分机械结构及发动机多次进行俯仰、偏航等距离的调整，这一过程需要进行反复多次试吊作业。该过程全程需要持续1.5到2.5个小时左右，纯手工作业，效率低下。众多发动机要求发动机从保温库房至点火时间控制在3小时内，仅推力架装调过程就要耗费近3小时，无法为测试线缆的连接留出充分时间，更无法保证发动机点火时间要求。

(3)安全质量风险高：中大型试车架与发动机装配过程中，试车架中关键结构推力架大盘内部边缘距发动机前封头距离最小时不足10 m m，如果不能精准获取安装位置，仅凭装配人员与汽车吊装操作人员反复尝试摸索完成该部分装配任务，对于体型庞大的中、大型发动机，其存在很大的惯性，极易发生磕碰情况，进而造成极大的安全隐患和经济损失。

因此，针对发动机地面试验推力架装调过程中实际存在的问题，急需从工艺的角度提高装配效率，保证装配质量，实现一种试车架与发动机精准装配方法，改变目前试车架装调过程需人工测量及反复试吊完成装配任务的作业现状，将试车架各部分机械结构及发动机精准放置到位，后续通过精确调整完成对接。消除此环节的安全质量隐患。实现试车架与发动机装配环节的高效、安全、可靠。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明提供一种基于激光跟踪仪的发动机与试车架精准对接的装配方法，弥补了现有对大型构件及火箭发动机的传统人工测量方法所存在的效率相对较低、观测精度差等问题。

为解决技术问题本发明采用的技术方案

一种基于激光跟踪仪的发动机试车架精准装配方法，操作步骤如下：