[发明专利]航天器舱段在地面上的自动化装配系统

摘要

航天器舱段在地面上的自动化装配系统，属于大尺寸空间测量装配技术领域。为了解决目前航天器舱段在地面上装配时稳定性差和对接精度低的问题。所述装配系统包括总控系统、激光跟踪仪和并联机构；总控系统，用于控制激光跟踪仪，并根据激光跟踪仪测量的位置信息，获得舱段的固定段端面、移动段端面和并联机构的位置，根据获得的位置信息，解算得到固定段端面和移动段端面的相对位置数据，并根据所述相对位置数据，控制并联机构；激光跟踪仪，用于利用T‑Probe或靶球测量固定段端面、移动段端面和并联机构的位置信息；并联机构，用于根据总控系统的控制，控制舱段的移动段运动。本发明用于航天器生产中。

主权项

航天器舱段在地面上的自动化装配系统的装配方法，所述装配系统包括总控系统、激光跟踪仪和并联机构；总控系统，用于控制激光跟踪仪，并根据激光跟踪仪测量的位置信息，获得舱段的固定段端面、移动段端面和并联机构的位置，根据获得的位置信息，解算得到固定段端面和移动段端面的相对位置数据，并根据所述相对位置数据，控制并联机构；激光跟踪仪，用于利用T‑Probe或靶球测量固定段端面、移动段端面和并联机构的位置信息；并联机构，用于根据总控系统的控制，控制舱段的移动段运动；所述总控系统，根据获得的位置信息，控制并联机构包括：根据获得的位置信息，建立固定段端面的标定坐标系O1‑X1Y1Z1和移动段端面的标定坐标系O2‑X2Y2Z2；根据获得的位置信息，建立并联机构在三维转动时的并联机构坐标系O3‑X3Y3Z3；当固定段端面与移动段端面坐标系原点的距离大于或等于(l+δ*l)mm时，获得固定段端面的标定坐标系相对于移动段端面的标定坐标系在并联机构坐标系下的转换矩阵；当固定段端面与移动段端面坐标系原点的距离小于(l+δ*l)mm时，对并联机构进行误差补偿，获得固定段端面的标定坐标系相对于移动段端面的标定坐标系在并联机构坐标系下的转换矩阵；固定段端面上的销钉的长度为lmm，0.1<δ<1；根据获得转换矩阵，求得并联机构需要转动的角度和移动的位移，利用坐标系转换将获得的角度和位移转换到并联机构的六自由度数据；根据六自由度数据，控制并联机构运动到指定位置；其特征在于，所述当固定段端面与移动段端面接近时，对并联机构进行误差补偿，获得固定段端面的标定坐标系相对于移动段端面的标定坐标系在并联机构坐标系下的转换矩阵包括：当采用T‑Probe时，根据T‑Probe测得滚转角、偏航角和俯仰角，利用激光跟踪仪默认的转换顺序求出T‑Probe坐标系到激光跟踪仪坐标系的转换矩阵RLeica：α为并联机构沿X轴的滚转角，β为沿Y轴的偏航角，γ为沿Z轴的俯仰角；由移动段端面的标定坐标系到T‑Probe坐标系的转换矩阵为RTM：RTM＝(RLeica)‑1·RLM；RLM为移动段端面的标定坐标系到激光跟踪仪坐标系的转换矩阵，而T‑Probe坐标系相对于固定段端面的标定坐标系的转换矩阵RST：RST=RLS-1·RLeica;]]>RLS为固定段端面的标定坐标系到激光跟踪仪坐标系的转换矩阵，因此可以求出并联机构移动过程中移动段端面的标定坐标系相对于固定段端面的标定坐标系的并联机构矩阵RSMt=RST·RTM:]]>从而求得固定段端面的标定坐标系相对于移动段端面的标定坐标系在并联机构坐标系下的转换矩阵Rt：Rt=RPM·(RSMt)-1·RPM-1;]]>RPM为移动段端面的标定坐标系相对于并联机构坐标系的转换矩阵。