箭体起竖装置的制作方法

1.本发明涉及航天地面保障装备技术领域，具体而言，涉及一种箭体起竖装置。


背景技术：

2.随着航天技术的发展，火箭体积和载荷趋于大型化和复杂化，对火箭能重比提出了更高要求。较常规材料相比，复合材料被应用与火箭壳体对于减重更有优势。同时，复合材料易变形且固体火药不宜受力的问题，所以复合材料火箭吊装不能如同常规火箭吊装一样，直接进行起竖翻转，起竖过程平稳性差，易产生安全问题。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种箭体起竖装置，以解决相关技术中的复合材料火箭吊装过程平稳性差的问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供了一种箭体起竖装置，包括：底座，底座上设置有弧形缺口；托架，可摆动地设置并支撑箭体，托架包括支撑架及设置于支撑架的第一转轴，第一转轴可转动地穿设于弧形缺口内，托架通过第一转轴在弧形缺口内摆动以使托架具有与基面接触的水平位置以及被底座支撑的竖直位置；抱紧机构，设置于支撑架并能够环绕在箭体的外侧以固定箭体。
5.进一步地，底座包括支撑部和限位部，托架的一部分伸入至限位部内，支撑部高于限位部，支撑部能够支撑托架，弧形缺口设置在限位部上。
6.进一步地，底座还包括底板及间隔设置于底板的多个支撑部，限位部为多个，多个限位部一一对应地设置于多个支撑部上，每个限位部包括间隔设置于对应的一个支撑部的两个第一限位板。
7.进一步地，托架处于水平位置时，托架与支撑部的侧端面抵接，托架处于竖直位置时，托架与支撑部的顶面抵接。
8.进一步地，支撑部呈直角梯形状。
9.进一步地，托架还包括设置于箭体底部的支撑盘，支撑盘上设置有第二转轴，支撑架上还设置有台阶结构，第二转轴可转动地设置于台阶结构。
10.进一步地，托架还包括与支撑架可拆卸地连接并止挡第二转轴的限位挡板。
11.进一步地，支撑架包括间隔设置的第一立架和第二立架及设置于第一立架和第二立架之间的第一连接架和第二连接架，第二连接架垂直于第一连接架，且第二连接架垂直于第一立架，第二连接架上设置有避让箭体的避让槽，台阶结构设置于第二连接架上。
12.进一步地，箭体起竖装置还包括可枢转地设置于托架的安全支腿，安全支腿相对于托架枢转以具有回收位置及支撑位置，托架处于竖直位置时，安全支腿由回收位置切换至支撑位置。
13.进一步地，安全支腿包括可枢转地设置于托架的三角形架体及可升降地设置于三角形架体的底部的支撑腿。
14.进一步地，托架还包括均载结构，均载结构包括可枢转地设置于第一连接架的横梁及设置于横梁的多个第二支撑板，多个第二支撑板沿第一连接架由箭体的底部至顶部的方向间隔设置，每个第二支撑板上设置有第一弧形凹槽；托架还包括与均载结构间隔设置的辅助支撑件，辅助支撑件设置于第一连接架远离底座的一端，辅助支撑件包括升降缸和设置于升降缸的第三支撑板，第三支撑板上设置有第二弧形凹槽；抱紧机构包括分别设置于第一立架和第二立架的一对抱夹结构；箭体起竖装置还包括吊点转换机构，吊点转换机构包括可转动设置于支撑架的三角板，三角板上间隔地设置有多个吊孔；第一立架和第二立架上均间隔地设置有两个第二限位板，三角板的第一角部插设在两个第二限位板之间，每个第二限位板上设置有第一通孔，三角板的第一角部上设置有与第一通孔对应的第二通孔，一个第二限位板远离三角板的一侧上设置有伸缩轴，伸缩轴能够穿设于第一通孔和第二通孔内，三角板的第二角部和第三角部上均设置有吊孔。
15.应用本发明的技术方案，箭体起竖装置包括：底座、托架和抱紧机构。底座上设置有弧形缺口。托架可摆动地设置并支撑箭体，托架包括支撑架及设置于支撑架的第一转轴。第一转轴可转动地穿设于弧形缺口内。托架通过第一转轴在弧形缺口内摆动以使托架具有与基面接触的水平位置以及被底座支撑的竖直位置。抱紧机构设置于支撑架并能够环绕在箭体的外侧以固定箭体。组装前，先将托架处于水平位置，将箭体吊装至托架上，抱紧机构固定箭体以抱紧箭体。箭体起竖装置连接吊车。吊车吊起托架并使托架通过第一转轴在弧形缺口内翻转，随着吊车起升，箭体沿底座上的弧形缺口缓慢起竖，托架能够由水平位置切换至竖直位置，提高了起竖过程的平稳性，降低了产生安全问题的可能性，可以实现一台吊车完成箭体整体吊装作业。因此，本技术的技术方案能够解决相关技术中的复合材料箭体吊装过程平稳性差的问题。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1示出了根据本发明的箭体起竖装置的实施例的托架处于水平位置时的立体结构示意图；
18.图2示出了图1的箭体起竖装置的a处放大示意图；
19.图3示出了图1的箭体起竖装置的托架处于水平位置时另一角度的立体结构示意图；
20.图4示出了图3的箭体起竖装置的b处放大示意图；
21.图5示出了图3的箭体起竖装置的c处放大示意图；
22.图6示出了图3的箭体起竖装置的局部结构示意图；
23.图7示出了图3的箭体起竖装置的d处放大示意图；
24.图8示出了图3的箭体起竖装置的e处放大示意图；
25.图9示出了图1的箭体起竖装置的托架处于竖直位置时的立体结构示意图；
26.图10示出了图1的箭体起竖装置的底座的立体示意图；
27.图11示出了图1的箭体起竖装置的部分分解结构示意图；
28.图12示出了图1的箭体起竖装置的托架的立体结构示意图；
29.图13示出了图1的箭体起竖装置的均载结构的立体结构示意图；
30.图14示出了图1的箭体起竖装置的抱紧机构安装于托架上的侧视示意图。
31.其中，上述附图包括以下附图标记：
32.1、箭体；10、底座；111、支撑部；112、底板；12、限位部；20、托架；21、支撑架；211、第一立架；212、第二立架；213、第一连接架；214、第二连接架；2141、避让槽；2142、台阶结构；215、第二限位板；22、第一转轴；23、支撑盘；24、第二转轴；25、限位挡板；26、均载结构；261、横梁；262、第二支撑板；27、辅助支撑件；271、升降缸；272、第三支撑板；30、抱紧机构；31、抱夹结构；40、安全支腿；41、三角形架体；42、支撑腿；50、吊点转换机构；51、三角板；60、伸缩轴。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
35.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
36.如图1至图9所示，本实施例的箭体起竖装置包括：底座10、托架20和抱紧机构30。底座10上设置有弧形缺口。托架20可摆动地设置并支撑箭体1，托架20包括支撑架21及设置于支撑架21的第一转轴22。第一转轴22可转动地穿设于弧形缺口内。托架20通过第一转轴22在弧形缺口内摆动以使托架20具有与基面接触的水平位置以及被底座10支撑的竖直位置。抱紧机构30设置于支撑架21并能够环绕在箭体1的外侧以固定箭体1。
37.应用本实施例的技术方案，托架20通过第一转轴22在弧形缺口内摆动以使托架20具有与基面接触的水平位置以及被底座10支撑的竖直位置。抱紧机构30设置于支撑架21并能够环绕在箭体1的外侧以固定箭体1。组装前，先将托架20处于水平位置，将箭体1吊装至托架20上，抱紧机构30固定箭体1以抱紧箭体1。箭体起竖装置连接吊车。吊车吊起托架20并使托架20通过第一转轴22在弧形缺口内翻转，随着吊车起升，箭体1沿底座10上的弧形缺口缓慢起竖，托架20能够由水平位置切换至竖直位置，提高了起竖过程的平稳性，降低了产生
安全问题的可能性，可以实现一台吊车完成箭体整体吊装作业。因此，本实施例的技术方案能够解决相关技术中的复合材料箭体吊装过程平稳性差的问题。
38.需要说明的是，上述的基面可以是地面或者运输箭体的车辆的支撑面。第一转轴22上涂润滑脂，第一转轴22与弧形缺口配合使用。
39.如图9和图10所示，底座10包括支撑部111和限位部12。托架20的一部分伸入至限位部12内，这样，限位部12对托架20进行限位，防止托架20在翻转过程中沿第一转轴22的轴线产生移动。托架20处于竖直位置时，为了防止托架20与限位部12发生干涉，支撑部111高于限位部12，支撑部111能够支撑托架20，弧形缺口设置在限位部12上。
40.如图1至图4、图9和图10所示，为了提高托架20处于竖直位置的稳定性，底座还包括底板112及间隔设置于底板112的两个支撑部111，限位部12为两个。两个限位部12一一对应地设置于两个支撑部111上。每个限位部12包括间隔设置于对应的一个支撑部111的两个第一限位板。支撑架21具有凸板，托架20的一部分为伸入至两个第一限位板内的凸板，第一转轴22设置在凸板上。两个第一限位板对托架20的凸板进行限位，防止托架20在翻转过程中沿第一转轴22的轴线产生移动，以保证托架20起竖过程的平稳性。当然，在图中未示出的实施例中，支撑部的数量不限于两个，还可以是一个、三个及以上。
41.具体地，底座10用于支撑托架20和托架20的翻转工作，底板112及两个支撑部111由钢结构件焊接而成，底板112与地面水平固定连接。优选地，底板112与地面上的预埋件水平固定连接。
42.如图1至图4、图9和图10所示，为了使托架20能够保持在水平位置，托架20处于水平位置时，托架20与支撑部111的侧端面抵接。为了使托架20能够保持在竖直位置，托架20处于竖直位置时，托架20与支撑部111的顶面抵接。
43.如图1至图4、图9和图10所示，为了提高支撑部111支撑托架20的平稳性，支撑部111呈直角梯形状。这样，呈梯形状的支撑部111的上底面为顶面，呈梯形状的支撑部111的直角端面为侧端面。
44.如图1至图3、图5、图6和图11所示，为了便于箭体1放置在托架20上，托架20还包括设置于箭体1底部的支撑盘23。为了便于将箭体1平稳地放置在处于水平位置的托架20上，支撑盘23上设置有第二转轴24。支撑架21上还设置有台阶结构2142，第二转轴24可转动地设置于台阶结构2142。
45.如图1至图3、图5、图6和图11所示，托架20还包括与支撑架21可拆卸地连接并止挡第二转轴24的限位挡板25。限位挡板25能够防止第二转轴24脱离台阶结构2142，以使箭体1平稳地放置在托架20上。
46.如图1、图6、图11和图12所示，为了提高支撑架21整体支撑箭体1的结构强度，支撑架21包括间隔设置的第一立架211和第二立架212及设置于第一立架211和第二立架212之间的第一连接架213和第二连接架214。第二连接架214垂直于第一连接架213，且第二连接架214垂直于第一立架211。这样，托架20处于水平位置时，箭体被第一连接架213所支撑，托架20处于竖直位置时，箭体被第二连接架214所支撑。第二连接架214上设置有避让箭体1的避让槽2141，台阶结构2142设置于第二连接架214上。为了提高台阶结构2142支撑箭体1的结构强度，第二连接架214具有筋板，台阶结构2142设置在筋板上，同时筋板为间隔设置在支撑盘23两侧的两个，两个筋板对支撑盘23进行限位，再配合限位挡板25，以对支撑盘23进
行限位固定。
47.具体地，第一立架211、第二立架212、第一连接架213以及第二连接架214均为型材钢，以拼焊成支撑架21。其中，第一连接架213和第二连接架214均优选为工字梁结构，第一立架211和第二立架212均优选为矩型钢构。
48.如图1、图3和图9所示，箭体起竖装置还包括可枢转地设置于托架20的安全支腿40，安全支腿40相对于托架20枢转以具有回收位置及支撑位置，托架20处于竖直位置时，安全支腿40由回收位置切换至支撑位置。安全支腿40为折叠结构。当托架20处于水平位置时，安全支腿40折叠在底座10的两侧以处于回收位置，当托架20处于竖直位置时，安全支腿40可以由折叠状态打开180
°
以处于支撑位置，此时安全支腿40和地面连接，实现支撑定位。
49.如图1、图3和图9所示，安全支腿40包括可枢转地设置于托架20的三角形架体41及可升降地设置于三角形架体41的底部的支撑腿42。安全支腿40能够起到托架20处于竖直位置时支撑载荷和工装架作用，防止托架20上的箭体1倾倒。安全支腿40为间隔设置在支撑架21尾部的侧面的两个，每个三角形架体41通过铰链件与支撑架21连接。当托架20处于水平位置时，两个三角形架体41回收至与底座10的两侧。当箭体1起竖到位后，当托架20处于竖直位置时，两个三角形架体41展开，并且通过移动支撑腿42与地面固定连接，以保证托架20实现独立支撑。
50.如图3、图12至图14所示，托架20还包括均载结构26，均载结构26包括可枢转地设置于第一连接架213的横梁261及设置于横梁261的两个第二支撑板262。两个第二支撑板262沿第一连接架213由箭体1的底部至顶部的方向间隔设置，每个第二支撑板262上设置有第一弧形凹槽。这样，箭体起竖前，将箭体放置在均载结构26上，第一弧形凹槽的设置便于每个第二支撑板262能够贴合在箭体的外侧面上，同时由于横梁261能够枢转，使得横梁261上的两个第二支撑板262能够适应箭体的放置位置，自适应支撑载荷，以调节箭体至预定位置。
51.当然，在图中未示出的实施例中，第二支撑板的数量不限于两个，还可以是一个、三个及以上。
52.如图3、图8、图12至图14所示，托架20还包括与均载结构26间隔设置的辅助支撑件27，辅助支撑件27设置于第一连接架213远离底座10的一端，辅助支撑件27包括升降缸271和设置于升降缸271的第三支撑板272，第三支撑板272上设置有第二弧形凹槽。第二弧形凹槽的设置便于第三支撑板272能够贴合在箭体的外侧面上，升降缸271可以根据箭体的要求升降一定距离，从而调节载荷分配。
53.如图3、图12至图14所示，抱紧机构30包括分别设置于第一立架211和第二立架212的一对抱夹结构31。一对抱夹结构31限制箭体轴向位移，防止在起竖过程中出现晃动。每个抱夹结构31包括压板、抱臂、推拉杆、止推块、动作油缸及安装底座。一个抱夹结构31的安装底座安装在第一立架211，另一个抱夹结构31的安装底座安装在第二立架212上。一对抱夹结构31的顶部为法兰孔安装形式，一对抱夹结构31的侧面为耳环连接形式，抱臂、推拉杆、止推块以及动作油缸分别与安装底座的顶部和侧面孔位结合。一对抱夹结构31合拢时，动作油缸的无杆腔动作，动作油缸的缸杆向外带动推拉杆，从而实现抱臂向箭体移动，当压板压住箭体达到预定压力时，动作油缸停止动作。一对抱夹结构31打开时，动作油缸的有杆腔动作，动作油缸的缸杆内收缩带动推拉杆，从事实现抱臂远离箭体，当推拉杆碰触到止推块
时，动作油缸停止动作。
54.如图3、图7、图12至图14所示，箭体起竖装置还包括吊点转换机构50，吊点转换机构50包括可转动设置于支撑架21的三角板51，三角板51上间隔地设置有多个吊孔。在箭体起竖吊装前，箭体的箭头通过吊带垂直拉住三角板51上的一个吊孔，这样，能够将箭体可靠地固定在托架上。吊车的吊钩通过吊带拉住三角板51上的另一个吊孔，实现箭体及箭体起竖装置的整体起竖过程。三角板51的形状使得吊点转换机构50结构强度较强，能够保证箭体及箭体起竖装置的整体实现起竖过程。
55.如图3、图7、图12至图14所示，第一立架211和第二立架212上均间隔地设置有两个第二限位板215，三角板51的第一角部插设在两个第二限位板215之间，每个第二限位板215上设置有第一通孔，三角板51的第一角部上设置有与第一通孔对应的第二通孔，一个第二限位板215远离三角板51的一侧上设置有伸缩轴60。伸缩轴60能够穿设于第一通孔和第二通孔内。伸缩轴60能够作为三角板51的转动轴，便于三角板51绕伸缩轴60进行转动，同时两个第二限位板215能够限制三角板51沿伸缩轴60的轴线移动，防止三角板51脱离两个第二限位板215之间的位置。三角板51的第二角部和第三角部上均设置有吊孔。伸缩轴60能够完成高位吊点转换工作，减少操作流程，节约安装时间。伸缩轴60包括销轴转换油缸、销轴桶及耳环。耳环连接在一个第二限位板215上，销轴转换油缸与销轴桶相连，销轴桶与耳环远离三角板51的一侧相连。起竖前，销轴转换油缸动作推出销轴桶，销轴桶穿过第一通孔和第二通孔，连接两个第二限位板215及三角板51。
56.箭体起竖装置还包括plc控制器，升降缸271、抱夹结构31、均载结构26以及伸缩轴60均与plc控制器连接，由plc控制器控制其进行动作。
57.如图1至图14所示，箭体组装前，先将托架20吊装至底座10上，支撑架21的第一转轴22穿设于弧形缺口内，再将箭体水平吊装至托架20上，调节均载结构26，安装箭体底部的支撑盘23，一对抱夹结构31合拢抱紧箭体。安装吊点转换机构50，检查吊点转换机构50是否工作正常，连接吊车。转换油缸处于锁紧状态。吊钩通过吊带和三角板51拉起托架20，吊车保持牵拉状态。将箭体1底部的支撑盘23上的两侧的第二转轴24可转动地设置于台阶结构2142上，两个筋板对支撑盘23进行限位固定。两个安全支腿40位于托架20两侧，托架处于水平位置时，安全支腿40处于回收位置，并枢转固定在托架20的两侧，支撑架21的第一转轴22在弧形缺口内回转，箭体随着托架翻转竖起，当箭体起竖到预定位置时，吊车停止作业，打开安全支腿40，翻转180
°
后处于支撑位置，此时三角形架体41连接左右拉杆，限定托架20的左右位移。调节支撑腿42的升降高度，使支撑腿42与地面接触，可以起到独立支撑作用。吊车缓慢释放拉力至吊带显松弛状态。转换油缸打开，使销轴桶和三角板脱离，吊车缓慢拉紧吊带。这样，本实施例的箭体起竖装置能保证固定燃料箭体起竖平缓、受力均匀，可以解决大吨位复合材料箭体不宜直接吊装翻转的问题。
58.吊点转换机构50位于托架20的肩部，作用为在箭体完成起竖后，在不用人工操作的情况下，通过伸缩轴60的自动伸缩，可以自行完成吊点转换机构50从托架20吊点切换至箭体吊点的转换工作。
59.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示
和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
60.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
61.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
62.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。