一种用于卫星模块快速对接的平台式主装配装置的制作方法

1.本发明属于卫星模块对接装配设备的技术领域，具体的说，涉及一种用于卫星模块快速对接的平台式主装配装置。


背景技术：

2.目前，在卫星模块的组装工艺中，由于每个卫星模块待对接处具有及其多的接口，由于卫星模块具有角度的精密器件，在对接的过程中需要极为精确的对位角度。而且，在两个以上的卫星模块的对接时，需要适时调整放置在作业平台上的卫星模块的偏斜角度，使得卫星模块之间对位准确。在卫星模块对接完成后，需要将位于作业平台上的卫星模块转移至转运架上，以便于将组装后的卫星模块在脱离作业平台的过程中与转运架连接，并平缓地离开作业平台，一般所采取的方式为，采用龙门吊等设备将卫星模块吊离作业平台，但是此种方式，操作较为麻烦，而且极易出现卫星模块磕碰等事故的发生。因此，亟需一种卫星模块对接用的平台，用以实现适时调整卫星模块的偏斜角度，提高卫星模块之间的对位精度，并且便于组装后的卫星模块平缓地脱离作业平台。


技术实现要素：

3.本发明提供一种用于卫星模块快速对接的平台式主装配装置，用以实现适时调整卫星模块的偏斜角度，提高卫星模块之间的对位精度，并且便于组装后的卫星模块平缓地脱离作业平台。
4.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种用于卫星模块快速对接的平台式主装配装置，包括安装于底座上的作业平台，所述作业平台上构造有转向矫正机构和顶起式限制机构，于所述底座的下端安装有多个轮体，所述轮体包括万向轮或者麦克纳姆轮。
5.进一步的，所述转向矫正机构包括沿作业平台的周向均匀设置的多个转向单元，且这些转向单元经安装于作业平台和底座之间的驱动机构驱动而自转。
6.进一步的，所述转向单元包括沿转轴的轴向间隔安装于转轴上的多个气压式双向调向轮，所述转轴沿作业平台的径向延伸，且转轴的两端与作业平台相对应的部位转动连接。
7.进一步的，于所述作业平台的中心处和外边沿处分别构造有中心连接体和外环连接体，所述转轴的两端分别与中心连接体和外环连接体转动连接，于中心连接体和外环连接体内分别构造有第一气体分配腔和第二气体分配腔，所述转轴内并排构造有第一导气通道和第二导气通道，所述第一导气通道和第二导气通道分别与第一气体分配腔和第二气体分配腔导通，所述气压式双向调向轮具有两个相互独立的第一充气腔和第二充气腔，第一导气通道和第二导气通道分别与第一充气腔和第二充气腔导通。
8.进一步的，所述气压式双向调向轮包括分别构造于固定套轴向两端的第一气囊轮和第二气囊轮，所述第一气囊轮的径向长度由固定套的一端沿固定套的轴线向远离固定套
的方向递增，所述第二气囊轮的径向长度由固定套的一端沿固定套的轴线向远离固定套的方向递增，所述第一充气腔和第二充气腔分别形成于第一气囊轮和第二气囊轮内，所述转轴依次穿过第一气囊轮、固定套及第二气囊轮，于转轴上且位于第一充气腔和第二充气腔处开设有第一导通孔和第二导通孔，第一导气通道经第一导通孔与第一充气腔连通，第二导气通道经第二导通孔与第二充气腔连通；位于同一转轴上的各所述第一气囊轮充气后的胀大系数沿转轴的轴向向内递减，位于同一转轴上的各所述第二气囊轮充气后的胀大系数沿转轴的轴向向外递减。
9.进一步的，所述第一气囊轮和第二气囊轮均包括由环形弹簧勾连而形成的弹性骨架，橡胶经硫化工艺将弹性骨架包覆。
10.进一步的，所述驱动机构包括安装于底座上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴穿经转动盘并通过转动座与中心连接体的下端转动连接，于所述输出轴上构造有连接法兰，所述连接法兰通过多根固定螺栓与转动盘连接，于所述转动盘的边沿处构造有传动齿圈，于各所述转轴上装配有传动齿轮，所述传动齿圈与各传动齿轮相互啮合。
11.进一步的，于所述输出轴上开设有分别与第一气体分配腔导通的第一气道和第二气道，于输出轴上转动安装有转接件，转接件具有分别与第一气道和第二气道导通的进气腔和排气腔。
12.进一步的，所述顶起式限制机构包括构造于作业平台内的气动腔，所述气动腔包括相互独立并沿作业平台的周向均匀设置的气动室，各所述气动室具有进气口和出气口，于所述作业平台上且位于两相邻的转向单元之间设置有多个顶出件，各所述顶出件的下端与相对应的气动室连通，各所述顶出件的顶出高度不低于转向单元的上端面。
13.进一步的，所述顶出件包括构造于作业平台上表面且上端开口的导向座，所述导向座的下端与气动室连通，顶帽活动装配于导向座内并可沿竖向滑动，顶帽和导向座之间形成有气胀腔，于所示气胀腔内设置有回位弹簧，所述回位弹簧的轴向两端分别构造有上固定板和下固定板，所述上固定板经第一连接螺栓与顶帽连接，下固定板经第二连接螺栓与作业平台的下端连接。
14.本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：至少两个卫星模块被放置在本发明的作业平台上，通过控制转向矫正机构使得目标卫星模块按照预定的方向矫正，进而对准相对应的卫星模块；本发明的顶起式限制机构可凸起作业平台一定高度，可起到抬起卫星模块的作用，使得被抬起的卫星模块脱离转向矫正机构，即卫星模块不会被转向矫正机构驱动而动作，而且抬起卫星模块也可以实现卫星模块高度调整，实现了高度维度上的卫星模块之间的对位；本发明的顶起式限制机构也可以起到限制作用，即卫星模块在被矫正的过程中，顶起式限制机构的局部顶起，使得卫星模块在调整的过程中的极限位置为顶起式限制机构凸起的部位处，该凸起的部位阻挡卫星模块的运动，进而实现了限位的作用；当调整并对位完成后，卫星模块之间相互对接，之后，再通过控制转向矫正机构，使得对接后的卫星模块逐渐向作业平台的外沿运动，然后，顶起式限制机构将卫星模块顶起，最后将卫星模块与转运架连接，最终完成转运；本发明由于底座的下端安装有多个轮体，也可以使得卫星模块组装完成后，直接将作业平台转移至目标区域内，再重复上述动作，使得卫星模块转移至转运架上；综上可知，本发明实现了适时调整卫星模块的偏斜角度，进而提高了卫星模块之间的对位精度，并且便于组装后的卫星模块平缓地脱离
作业平台。
附图说明
15.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
16.在附图中：图1为本发明实施例的结构示意图；图2为本发明实施例另一角度的结构示意图；图3为本发明实施例的轴向结构剖视图；图4为图3中a部位的结构放大图；图5为本发明实施例作业平台与转向矫正机构连接的结构示意图；图6为本发明实施例气压式双向调向轮的结构示意图；图7为本发明实施例气压式双向调向轮的轴向结构剖视图；图8为本发明实施例另一种气压式双向调向轮的轴向结构剖视图；图9为本发明实施例作业平台与驱动机构连接的结构示意图；图10为本发明实施例顶出件与作业平台连接的结构示意图；图11为本发明实施例顶出件与作业平台连接的局部结构剖视图。
17.标注部件：100-作业平台，101-环形支撑肋，102-气动腔，103-外环连接体，104-第二气体分配腔，105-进气管，106-排气管，107-支撑座，108-底座，109-轮体，110-气动室，111-进气口，112-出气口，200-顶出件，201-导向座，202-顶帽，203-气胀腔，204-回位弹簧，205-上固定板，206-下固定板，207-第一连接螺栓，208-第二连接螺栓，300-中心连接体，301-第一气体分配腔，400-转向单元，401-转轴，4011-轴杆本体，4012-第一导气通道，4013-第二导气通道，4014-第一导通孔，4015-第二导通孔，402-气压式双向调向轮，4021-固定套，4022-连接凸缘，4023-第一气囊轮，4024-第二气囊轮，4025-第一充气腔，4026-第二充气腔，4027-第一连接套，4028-第二连接套，4029-弹性骨架，403-传动齿轮，500-驱动电机，501-输出轴，502-连接法兰，503-转动座，504-转接件，505-第一气道，506-第二气道，507-转动盘，508-传动齿圈。
具体实施方式
18.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
19.本发明公开了一种用于卫星模块快速对接的平台式主装配装置，如图1-11所示，包括作业平台100、底座108、转向矫正机构及顶起式限制机构，其中，作业平台100位于底座108的上方，并且作业平台100通过多个支撑座107与底座108连接，在底座108的下端安装有多个轮体109，而且轮体109可采用万向轮或者麦克纳姆轮。转向矫正机构和顶起式限制机构均构造在作业平台100上。本发明的工作原理及优势在于：至少两个卫星模块被放置在本发明的作业平台100上，通过控制转向矫正机构使得目标卫星模块按照预定的方向矫正，进而对准相对应的卫星模块；本发明的顶起式限制机构可凸起作业平台100一定高度，可起到抬起卫星模块的作用，使得被抬起的卫星模块脱离转向矫正机构，即卫星模块不会被转向
矫正机构驱动而动作，而且抬起卫星模块也可以实现卫星模块高度调整，实现了高度维度上的卫星模块之间的对位；本发明的顶起式限制机构也可以起到限制作用，即卫星模块在被矫正的过程中，顶起式限制机构的局部顶起，使得卫星模块在调整的过程中的极限位置为顶起式限制机构凸起的部位处，该凸起的部位阻挡卫星模块的运动，进而实现了限位的作用；当调整并对位完成后，卫星模块之间相互对接，之后，再通过控制转向矫正机构，使得对接后的卫星模块逐渐向作业平台100的外沿运动，然后，顶起式限制机构将卫星模块顶起，最后将卫星模块与转运架连接，最终完成转运；本发明由于底座108的下端安装有多个轮体109，也可以使得卫星模块组装完成后，直接将作业平台100转移至目标区域内，再重复上述动作，使得卫星模块转移至转运架上；综上可知，本发明实现了适时调整卫星模块的偏斜角度，进而提高了卫星模块之间的对位精度，并且便于组装后的卫星模块平缓地脱离作业平台100。
20.作为本发明一个优选的实施例，如图3-5所示，转向矫正机构包括驱动机构和多个转向单元400，其中，驱动机构安装在作业平台100和底座108之间，这些转向单元400沿作业平台100的周向均匀设置，并且这些转向单元400被驱动机构驱动而发生自转。卫星模块被其下的多个转向单元400驱动而实现其姿态的矫正。本实施例转向单元400具体的结构为，转向单元400包括转轴401和多个气压式双向调向轮402，其中，这些气压式双向调向轮402沿转轴401的轴向间隔安装在转轴401上，并且可随转轴401同步转动。本实施例的转轴401沿作业平台100的径向延伸，而且转轴401的两端分别与作业平台100相对应的部位转动连接，在作业平台100上构造有中心线中和的多个环形支撑肋101，转轴401依次穿过各环形支撑肋101并与环形支撑肋101转动连接。本实施例转轴401与作业平台100具体的连接方式为，在作业平台100的中心处构造有中心连接体300，和外边沿处分别构造有中心连接体300和外环连接体103，转轴401的两端分别与中心连接体300和外环连接体103转动连接。
21.作为本发明一个优选的实施例，如图3-4、6-7所示，气压式双向调向轮402包括固定套4021、第一气囊轮4023及第二气囊轮4024，其中，第一气囊轮4023和第二气囊轮4024分别安装在固定套4021的轴向两端，第一气囊轮4023和第二气囊轮4024可以通过多个锁紧螺钉与固定套4021连接，进而便于第一气囊轮4023或第二气囊轮4024损坏后的更换作业；第一气囊轮4023和第二气囊轮4024也可以采用硫化工艺与固定套4021固定连接，增加了三者的一体性及连接强度。本实施例第一气囊轮4023的径向长度由固定套4021的一端沿固定套4021的轴线向远离固定套4021的方向递增，第二气囊轮4024的径向长度由固定套4021的一端沿固定套4021的轴线向远离固定套4021的方向递增。本实施例中心连接体300内构造有第一气体分配腔301，外环连接体103内构造有第二气体分配腔104。本实施例的转轴401包括轴杆本体4011，该轴杆本体4011内并排构造有第一导气通道4012和第二导气通道4013，其中，第一导气通道4012和第二导气通道4013分别与第一气体分配腔301和第二气体分配腔104导通。本实施例的气压式双向调向轮402具有两个相互独立的第一充气腔4025和第二充气腔4026，第一导气通道4012和第二导气通道4013分别与第一充气腔4025和第二充气腔4026导通。本实施例第一充气腔4025形成在第一气囊轮4023内，第二充气腔4026形成在第二气囊轮4024内，在第一气囊轮4023和第二气囊轮4024相互远离的一端分别构造有第一连接套4027和第二连接套4028，在固定套4021的内壁上构造有连接凸缘4022，轴杆本体4011依次穿过第一气囊轮4023、固定套4021及第二气囊轮4024，并且轴杆本体4011分别与连接
凸缘4022、第一连接套4027及第二连接套4028的连接处均设置有密封胶圈，第一连接套4027和第二连接套4028分别通过多根锁紧螺栓与轴杆本体4011连接。本实施例在轴杆本体4011上且位于第一充气腔4025和第二充气腔4026处开设有第一导通孔4014和第二导通孔4015，第一导气通道4012经第一导通孔4014与第一充气腔4025连通，第二导气通道4013经第二导通孔4015与第二充气腔4026连通。本实施例位于同一根转轴401上的各个第一气囊轮4023充气后的胀大系数沿转轴401的轴向向内递减，位于同一根转轴401上的各个第二气囊轮4024充气后的胀大系数沿转轴401的轴向向外递减。本实施例的工作原理为：在转轴401带动气压式双向调向轮402转动的过程中，为了矫正卫星模块的姿态，分为两种调整方式，第一种，气体通过第一气体分配腔301经第一导气通道4012进入各个第一充气腔4025内，进而使得各个第一气囊轮4023逐渐胀大，并且每个第一气囊轮4023呈圆台状，而且根据同一根轴杆本体4011上的第一气囊轮4023的胀大系数（胀大系数，即在同等压力下胀大系数越大，其在气压下膨胀得越大）的逐渐递减，使得同一根轴杆本体4011上越靠外的第一气囊轮4023膨胀得越大，这样，在转向单元400自转的过程中，其上的卫星模块向作业平台100内侧偏斜；第二种，气体通过第二气体分配腔104经第二导气通道4013进入各个第二充气腔4026内，进而使得各个第二气囊轮4024逐渐胀大，并且每个第二气囊轮4024呈圆台状，而且根据同一根轴杆本体4011上的第二气囊轮4024的胀大系数的逐渐递减，使得同一根轴杆本体4011上越靠内的第二气囊轮4024膨胀得越大，这样，在转向单元400自转的过程中，其上的卫星模块向作业平台100外侧偏斜，进而实现了气压式双向调向轮402对卫星模块进行向内或者向外矫正。本实施例还具有第三种调整方式，即在气压式双向调向轮402非增压状态下，第一气囊轮4023和第二气囊轮4024处于原始状态，而非胀大的形态，这样不同部位处的气压式双向调向轮402的大小相同，且同一气压式双向调向轮402上的第一气囊轮4023和第二气囊轮4024的大小相同，结构对称，这样，位于气压式双向调向轮402上的卫星模块在其传动下沿作业平台100的周向动作，而非向作业平台100的内侧或者外侧偏移。本实施例由于气压式双向调向轮402起到调整功能的部件主要为第一气囊轮4023和第二气囊轮4024，卫星模块与第一气囊轮4023或/和第二气囊轮4024直接接触，第一气囊轮4023和第二气囊轮4024起到弹性缓冲的作用，进而避免在组装的过程中对卫星模块造成损失的情况发生。本实施例可通过改变气压来实现第一气囊轮4023或第二气囊轮4024胀大程度的改变，即气压越大，胀大系数越大的第一气囊轮4023或第二气囊轮4024胀大程度越大，这样，当气体压力较小时，对卫星模块的偏斜调整较为细微；当气体压力较大时，对卫星模块的偏斜调整幅度较大；进而可根据气体压力的不同来实现对卫星模块粗调整和微调整的目的。
22.作为本发明一个优选的实施例，如图8所示，第一气囊轮4023和第二气囊轮4024均包含有弹性骨架4029，弹性骨架4029由环形弹簧勾连而形成，橡胶通过硫化工艺将弹性骨架4029包覆。本实施例的弹性骨架4029的作用是提升第一气囊轮4023和第二气囊轮4024的性能，具体的，使得气压式双向调向轮402在受压及充气膨胀的过程中，具有极佳的弹性性能；使得气压式双向调向轮402的充气胀大和回位性能提高，并且提升了气压式双向调向轮402的支撑能力；同时，提高了气压式双向调向轮402的使用寿命。本实施例为了提升气压式双向调向轮402的矫正能力，主要采取的措施为，提高气压式双向调向轮402与卫星模块接触面的摩擦力，即在气压式双向调向轮402的外表面上（第一气囊轮4023和第二气囊轮4024的外表面上）构造有摩擦纹（不同形态的纹路、花纹）。本实施例弹性骨架4029采用环形弹簧
勾连而形成，使得整体性提升，而且在受压或者膨胀时，外力在勾连的环形弹簧之间平滑传递，避免了局部受力而出现疲劳断裂的情况发生。
23.作为本发明一个优选的实施例，如图3-4、9所示，驱动机构包括驱动电机500和传动齿圈508，其中，驱动电机500为正反转电机，驱动电机500安装在底座108上，该驱动电机500的输出轴501的端部构造有转动座503，该转动座503与中心连接体300的下端转动连接，在转动座503的下方设置有转动盘507，在输出轴501上构造有连接法兰502，该转动盘507与连接法兰502通过多根固定螺栓连接，进而实现输出轴501与转动盘507的连接。本实施例在转动盘507的边沿处构造有传动齿圈508，在每根转轴401上装配有传动齿轮403，该传动齿圈508与各个传动齿轮403相互啮合。本实施例的工作原理：驱动电机500通过输出轴501带动转动盘507转动，进而使得传动齿圈508与转动盘507同步转动，这样传动齿轮403带动转轴401自转，实现了安装在转轴401上的气压式双向调向轮402对卫星模块的传动、矫正。
24.作为本发明一个优选的实施例，为了实现对转轴401的第一导气通道4012和第二导气通道4013的独立通气，所采取的措施为，如图3-4所示，在输出轴501上开设有第一气道505和第二气道506，其中，第一气道505和第二气道506均与第一气体分配腔301导通，在输出轴501上转动安装有转接件504，该转接件504具有分别与第一气道505和第二气道506导通的进气腔和排气腔；压力气体通过进气腔依次经第一气道505和第一气体分配腔301进入第一导气通道4012内，进而实现了对第一气囊轮4023的充气；压力气体依次经第一导气通道4012、第一气体分配腔301及第二气道506，并由转接件504的排气腔排出，实现了第一气囊轮4023的放气。本实施例在外环连接体103上安装有进气管105和排气管106，该进气管105和排气管106均与第二气体分配腔104导通，压力气体由进气管105通过第二气体分配腔104进入第二导气通道4013内，进而实现了对第二气囊轮4024的充气；压力气体依次经第二导气通道4013和第二气体分配腔104，并由排气管106排出，实现了第二气囊轮4024的放气。本实施例可以单独对第一气囊轮4023或者第二气囊轮4024进行充气，也可以对第一气囊轮4023和第二气囊轮4024同时充气，通过改变气压来实现第一气囊轮4023和/或第二气囊轮4024的胀大的程度不同。
25.作为本发明一个优选的实施例，如图1、9-11所示，顶起式限制机构包括多个顶出件200，本实施例在作业平台100内构造有气动腔102，该气动腔102具有多个相互独立的气动室110，这些气动室110沿作业平台100的周向均匀设置，在作业平台100的下端面上且位于每个气动室110处分别构造有进气口111和出气口112。本实施例的多个顶出件200分别与气动室110数量相同的多组，每组顶出件200构造在作业平台100上的相应气动室110处，而且每个顶出件200的下端与相对应的气动室110连通，顶出件200的顶出高度不低于转向单元400的上端面。本实施例的每个顶出件200均位于两个相邻的转向单元400之间。本实施例的工作原理为：通过进气口111对相对应的气动室110进行加压，使得其上的顶出件200向上顶出，并高于气压式双向调向轮402的上端面，进而实现对相邻处的卫星模块进行限位；或者可以将位于顶出件200上方的卫星模块顶起，实现卫星模块高度上的对位，或者顶起卫星模块，使其与转向矫正机构脱离，避免其被转向矫正机构驱动而位置发生改变的情况。
26.作为本发明一个优选的实施例，如图10-11所示，顶出件200包括导向座201、顶帽202及回位弹簧204，其中，导向座201构造在作业平台100的上表面上，并且导向座201的上端为开口设计，导向座201的下端与气动室110连通。本实施例的顶帽202活动装配在导向座
201内并可沿竖直方向滑动，顶帽202的上表面可以设置有一层缓冲层，一般为聚乙烯发泡板或者为橡胶层，进而确保了与顶帽202上端接触的卫星模块不会由于硬接触而受到损坏。顶帽202和导向座201之间形成气胀腔203，回位弹簧204设置在气胀腔203内，在回位弹簧204的轴向两端分别构造有上固定板205和下固定板206，上固定板205通过第一连接螺栓207与顶帽202连接，下固定板206通过第二连接螺栓208与作业平台100的下端连接。气体进入气胀腔203之后，将顶帽202顶出并超出转向单元400的上表面，这时回位弹簧204处于被拉伸的状态，当气体离开气胀腔203之后，在回位弹簧204的作用下顶帽202回位，并且顶帽202的上端面低于转向单元400，这样顶帽202不会对转向单元400在调整卫星模块姿态时造成干扰。
27.最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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，均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。