[发明专利]变尺度复杂构型桁架组装在轨工装系统

说明书

本发明涉及一种变尺度复杂构型桁架组装在轨工装系统，其包括安装平面机构、折叠支撑机构和抽拉底板机构，两个折叠支撑机构分别相对安装在抽拉底板机构的同一侧的两端，两个安装平面机构分别相对安装在两个折叠支撑机构的上部内侧，安装平面机构包括头部机架、活动支臂、推起支臂和头部固定锁，抽拉底板机构包括上层底板、中层底板、底层底板和转盘轴承，安装平面机构、折叠支撑机构和抽拉底板机构均可自行折展。本发明具有大折展比、驱动少、结构紧凑等优点，能够辅助多种复杂构型桁架高精度在轨组装的工装设备。

技术领域

本发明属于在轨装配的工装设备领域，具体涉及一种变尺度复杂构型桁架组装在轨工装系统。

背景技术

随着航天技术的发展，大型空间结构的需求不断增加，但由于运载工具所能提供的装载能力有限，对于空间重型或大型结构来说就必须在太空中实施在轨装配。

大型空间结构在轨构建方法主要包含可展开结构构建、太空成型结构构建和可直立结构构建三种，其中可直立结构构建因其紧凑的包装能力、可扩展能力和简单的结构等优点而被广泛应用。可直立结构构建又有多种实现方法，目前已提出的大多数搭接方法为将桁架安装在基座上，通过多个小型机器人完成在轨搭接，有效地解决了宇航员手动装配带来的安全性低、效率低和资源消耗高等问题，但当其进行大型复杂结构搭接时，需多次往返取料，使得搭接效率变慢，且控制复杂，目前还难以实现；除此之外，还存在另一种搭接方法是先将多个桁架接头依次固定在基座上，再在接头间连接桁架杆搭接出桁架子单元结构，然后将数个子单元结构进行拼接以实现多种规格的桁架结构的拼接，但目前尚未有该方法的辅助工装设备。因此，设计一种具有大折展比、能够辅助多种复杂构型桁架高精度在轨组装的工装设备，对于满足大型复杂空间结构的装配需求是十分必要的。

发明内容

针对以上情况，本发明提供了一种变尺度复杂构型桁架组装在轨工装系统，采用子单元搭接方法，具有大折展比、驱动少、结构紧凑等优点，能够辅助多种复杂构型桁架高精度在轨组装的工装设备。

本发明采用的技术方案是，一种变尺度复杂构型桁架组装在轨工装系统，其包括安装平面机构、折叠支撑机构和抽拉底板机构，两个所述折叠支撑机构分别相对安装在所述抽拉底板机构的同一侧的两端，两个所述安装平面机构分别相对安装在两个所述折叠支撑机构的上部内侧，所述安装平面机构包括头部机架、活动支臂、推起支臂和头部固定锁，所述头部机架的第二端安装在所述折叠支撑机构上部内侧，所述头部机架的第一端与所述活动支臂的第一端转动连接，所述推起支臂的第二端与所述头部机架的中部转动连接，所述推起支臂的第一端与所述活动支臂的下侧靠近第一端处转动连接，所述活动支臂的上侧安装有所述头部固定锁，所述头部机架包括前端机架、后端机架和中心驱动组件，所述前端机架和所述中心驱动组件均安装在所述后端机架的第一端，所述后端机架的第二端安装在所述折叠支撑机构上部内侧；所述活动支臂包括外伸缩臂、内固定臂、伸缩直线导轨、头部转动铰链、周向定位锁和驱动组件，所述外伸缩臂经安装于所述内固定臂左右两侧的所述伸缩直线导轨滑动连接，并经安装于所述内固定臂内部的所述驱动组件上，所述头部转动铰链和周向定位锁安装在所述内固定臂的下侧第一端，所述头部转动铰链与所述前端机架滑动连接，所述周向定位锁的安装于所述前端机架的凹槽中；所述推起支臂包括推起支臂杆、尾部连接铰链、加固连接柱和尾部转轴，两个所述推起支臂杆中部经所述加固连接柱固定在一起，第一端经所述尾部转轴与所述内固定臂的下侧靠近第一端处转动连接，第二端经所述尾部转轴与所述尾部连接铰链转动连接，所述尾部连接铰链固定安装在所述后端机架上；所述头部固定锁包括头部固定锁球节点连接支头、预紧弹簧调整片、头部固定锁外壳、锥形预紧柱、球锁安装盖和头部固定锁锁体，所述头部固定锁锁体第二端与所述外伸缩臂固定连接，内圈与所述头部固定锁外壳导向连接，所述头部固定锁外壳第一端与所述头部固定锁球节点连接支头第二端固定连接，第二端与所述球锁安装盖过盈连接，中部内圈与所述锥形预紧柱导向连接，所述头部固定锁球节点连接支头第一端与桁架接头螺纹连接，第二端与所述预紧弹簧调整片接触，所述预紧弹簧调整片经弹簧与所述锥形预紧柱第一端接触；