CN102768126A

CN102768126A - 着陆器热试验用足垫对接机构

Info

Publication number: CN102768126A
Application number: CN2012102740711A
Authority: CN
Inventors: 李日华; 袁伟峰; 裴一飞; 高庆华; 陈家平; 许忠旭; 刘守文
Original assignee: Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering
Current assignee: Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2032-08-03
Also published as: CN102768126B

Abstract

本发明公开了一种着陆器热试验用足垫对接机构，包括对接支撑托盘、水平度调节机构、足垫压紧隔热装置、漏热补偿控温装置，其中水平度调节机构由推力轴承、轴承压盖、调节螺杆和调节螺母组成；足垫压紧隔热装置由下隔热垫、足垫压紧环及定位螺钉组成；漏热补偿控温装置由加热装置及温度跟踪装置组成。本发明的着陆器热试验用足垫对接机构，不仅完全满足着陆器的支撑定位要求，而且其水平度调节精度也达到1mm/5000mm，适应了足垫位置变化±50mm的要求，在试验中跟踪漏热补偿也满足热控要求。

Description

着陆器热试验用足垫对接机构

技术领域

本发明涉及的是一种航天器热试验中机械技术领域的装置，具体是一种针对大型航天器(着陆器)用的对接机构，以实现支撑、定位、水平度调节并具有在热试验过程中进行漏热补偿的功能。

背景技术

航天器对接机构一般作为航天器移动、停放或者热试验用地面支撑机械设备的重要组成部分，用于和航天器的直接对接与固定。

现有的航天器对接机构常用的有对接框或对接法兰加支撑杆等两种型式，此类结构中航天器通过螺栓与对接机构联接为一体。现有结构型式由于采用螺栓联接，无法适应航天器较大安装位置变化的要求，而且其水平度调节机构也多为简单的螺纹结构，在调节水平度时有很多不便，其适应性小，无法适应着陆器足垫对接时位置变化±50mm的要求，而且着陆器足垫也无法采用螺栓联接型式。

因此，为了满足大型航天器对接安装等需求，特别针对CE-3着陆器真空热试验，设计和发明一种具有结构简单，实施方便可靠，精度高，适应性好的航天器对接机构有着积极而现实的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合着陆器真空热试验用的足垫对接机构，旨在满足着陆器着陆缓冲机构足垫对接时的以下要求：①适应足垫在水平方向上±50mm的位置变化；②具备1mm/1000mm的着陆器水平度调节功能；③热试验中对足垫的漏热补偿；④足垫的可靠固定和倾斜状态下的防滑移。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种着陆器热试验用足垫对接机构，包括对接支撑托盘、水平度调节机构、足垫压紧隔热装置、漏热补偿控温装置，其中水平度调节机构由推力轴承、轴承压盖、调节螺杆和调节螺母组成；足垫压紧隔热装置由下隔热垫、足垫压紧环、及定位螺钉组成；漏热补偿控温装置由加热装置及温度跟踪装置组成，所述的对接支撑托盘由一体设置的具有空腔的上部托盘与具有圆形空腔的下部轴承座构成，所述的上部托盘空腔形状与着陆器足垫形状相一致，在上部托盘空腔底部设置有下隔热垫，下隔热垫上方靠近空腔壁处，设置有可向中心滑动起固定着陆器足垫作用的压紧环，在上部托盘外部对应压紧环的位置处设置有定位螺钉，定位螺钉控制压紧环的滑动并紧固压紧环，所述的下部轴承座的圆形空腔内设置有推力轴承，推力轴承安装定位于调节螺杆上部的轴环上，并在轴承座端部用轴承压盖压紧，调节螺杆用于与机架内部固设的调节螺母螺纹连接，起支撑、定位及调节水平度的作用；所述的漏热补偿控温装置安装在对接支撑托盘的外表面与底面，例如加热装置使用加热片或加热带，温度跟踪装置使用热电偶。热试验过程中，确定该热电偶测量温度与卫星温度之间的温度差，从而通过上述加热装置进行漏热补偿。

进一步地，上部托盘底部设置有若干用于支撑在机架上部的辅助支撑杆。

进一步地，上部托盘空腔尺寸也根据着陆器足垫的尺寸以及足垫安装位置的变化量进行确定。

进一步地，下部轴承座的圆形空腔内壁上设置有与轴承压盖螺纹连接的内螺纹。

进一步地，压紧环上方在着陆器足垫对接后再在上面放置上隔热垫，上隔热垫的厚度高于上部托盘的上表面，并用固定装置将足垫压板压紧在上隔热垫上。

优选地，上部托盘优选为圆形。

优选的，调节螺杆优选为梯形螺纹。

优选，压紧环、上隔热垫和下隔热垫的材质优选为聚四氟乙烯或聚酰亚胺。

优选地，辅助支撑杆为可升降的支撑杆。

本发明同样也适用于航天器对接方式为多点支撑式结构，从而满足不同航天器的对接需求。针对着陆器足垫的对接要求，足垫对接机构的数量与着陆器缓冲机构的足垫配套使用。

与现有技术相比，本发明的着陆器热试验用足垫对接机构，不仅完全满足着陆器的支撑定位要求，而且其水平度调节精度也达到1mm/5000mm，适应了足垫位置变化±50mm的要求，在试验中跟踪漏热补偿也满足热控要求。

附图说明

图1是本发明的着陆器热试验用足垫对接机构使用状态下的正视图。

图2为本发明的着陆器热试验用足垫对接机构使用状态下的俯视图。

图中，1-锁紧螺母；2-调节螺母；3-辅助支撑杆；4-对接支撑托盘；5-定位螺钉；6-上隔热垫；7-着陆器足垫(上贴热电偶)；8-推力轴承；9-调节螺杆10.-轴承压盖；11-足垫压板；12-足垫压紧环；13-侧面加热带及跟踪热电偶；14-下隔热垫；15-底面加热带及跟踪热电偶；16-机架。

具体实施方式

以下介绍的是作为本发明所述内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明的所述内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。

下面以本发明技术方案为前提，结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，并给出了详细的实施过程。

在一实施方式中，针对CE-3着陆器足垫的对接要求，四个对接机构与着陆器缓冲机构四个足垫配套使用。本发明的着陆器热试验用足垫对接机构，包括一种着陆器热试验用足垫对接机构，包括对接支撑托盘4、水平度调节机构、足垫压紧隔热装置、漏热补偿控温装置，其中水平度调节机构由推力轴承8、轴承压盖10、调节螺杆9和调节螺母2组成；足垫压紧隔热装置由下隔热垫14、足垫压紧环12、及定位螺钉5组成；漏热补偿控温装置由加热装置及温度跟踪装置组成，所述的对接支撑托盘由一体设置的具有空腔的上部托盘与具有圆形空腔的下部轴承座构成，

1-锁紧螺母；2-调节螺母；3-辅助支撑杆；4-对接支撑托盘；5-定位螺钉；6-上隔热垫；7-着陆器足垫(上贴热电偶)；8-推力轴承；9-调节螺杆10.-轴承压盖；11-足垫压板；12-足垫压紧环；13-侧面加热带及跟踪热电偶；14-下隔热垫；15-底面加热带及跟踪热电偶；16-机架。

所述的上部托盘空腔形状与着陆器足垫形状相一致，在上部托盘空腔底部设置有下隔热垫14，下隔热垫14上方靠近空腔壁处，设置有可向中心滑动起固定着陆器足垫作用的足垫压紧环12，在上部托盘外部对应足垫压紧环12的位置处设置有定位螺钉5，定位螺钉5控制压紧环的滑动并紧固压紧环，所述的下部轴承座的圆形空腔内设置有推力轴承8，推力轴承8安装定位于调节螺杆9上部的轴环上，并在轴承座端部用轴承压盖10压紧，调节螺杆9用于与机架内部固设的调节螺母1螺纹连接，起支撑、定位及调节水平度的作用；所述的漏热补偿控温装置安装在对接支撑托盘的外表面与底面，例如加热装置使用底面加热带和跟踪热电偶15以及侧面加热带和跟踪热电偶13，温度跟踪装置使用热电偶。热试验过程中，确定该热电偶测量温度与卫星温度之间的温度差，从而通过上述加热装置进行漏热补偿。上部托盘底部还可以设置有有若干用于支撑在机架上部的可升降的辅助支撑杆3。

在一具体实施方式中，下部轴承座的圆形空腔内壁上设置有与轴承压盖螺纹连接的内螺纹，且足垫压紧环12上方在着陆器足垫对接后再在上面放置上隔热垫6，上隔热垫6的厚度高于上部托盘的上表面，并用固定装置将足垫压板压紧在上隔热垫6上。

在一具体实施方式中，上部托盘为圆形，且调节螺杆9为梯形螺纹。

优选地，压紧环、上隔热垫和下隔热垫的材质优选为聚四氟乙烯或聚酰亚胺。

在一具体实施方式中，调节螺母2固定在机架16上，调节螺杆9通过梯形螺纹的螺旋副与调节螺母2联为一体。推力球轴承8安装定位于调节螺杆9的轴环上，通过轴承压盖10与对接支撑托盘4上的轴承座进行螺纹联接，把调节螺杆9、推力球轴承8及对接支撑托盘4锁紧成一体。足垫压紧隔热装置的下隔热垫14放置于上部托盘4的底盘上，着陆器对接时，足垫7放置在下隔热垫14上，足垫四周是压紧环12，足垫7上方是两个上隔热垫6，两个足垫压板11分别通过M5螺钉固定在上部托盘4的环形筒上，压紧隔热垫及足垫。上部托盘环形筒4对应足垫压紧环12的相应位置处，均布安装有四个定位螺钉5，对着陆器足垫7起周向固定作用。对接支撑托盘4的外表面及底面粘贴有加热带及跟踪热电偶13、15，热试验时，通过测量跟踪用热电偶的温度，比较此温度与足垫温度的差值，按照一定的算法要求，控制加热带的电流，对对接支撑托盘4进行加热，使二者温度差值缩小到一定范围内，从而完成漏热补偿。另外，在对接支撑托盘的底部均布四个含内螺纹的凸台，四个辅助支撑杆3通过螺纹联接安装在这四个凸台上。

以下结合以上实施方式对其实施过程进行详细描述如下：

(1)调节螺母2与机架16焊接成一体，把调节螺杆9旋入螺母；

(2)把推力球轴承8按照附图安装到调节螺杆9上，然后把对接支撑托盘4安装到推力球轴承8上，并用轴承压盖10初步锁紧；

(3)辅助支撑杆3按照附图所示旋入对接支撑托盘4底部的螺孔中，其安装状态是辅助支撑杆3底部高于支架16上表面一定距离；

(4)把下隔热垫14放入对接支撑托盘4内后，初步调水平，旋动调节螺杆，使四个对接机构位于同一高度；

(5)整星进行对接，着陆器的四个足垫7放入相应的对接支撑托盘4内，复测整星水平度，对调节螺杆进行精调，使整星水平度满足要求；

(6)旋紧轴承压盖10，锁紧推力球轴承，然后用锁紧螺母1锁紧调节螺杆9，反方向拧动辅助支撑杆3，使其起到辅助支撑的作用，增强整体的刚度；

(7)根据着陆器足垫7在支撑托盘4内的位置偏移情况，选择不同厚度的足垫压紧环12放入足垫四周，用定位螺钉5拧紧固定，实现对足垫的可靠固定和在倾斜状态下的防滑移功能；

(8)放入上隔热垫7，并用足垫压板11进行固定压紧；

(9)在对接支撑托盘4四周粘贴有漏热补偿加热带和跟踪热电偶(13、15)，如附图所示。热试验进行前，进行漏热补偿加热带及跟踪热电偶的连线焊接；

(10)热试验进行时，根据足垫处的温度，对足垫进行跟踪控温，减少足垫向对接机构的漏热，提高热试验的有效性和准确性。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，本领域的技术人员可以依据本发明的精神对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用在未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种着陆器热试验用足垫对接机构，包括对接支撑托盘、水平度调节机构、足垫压紧隔热装置、漏热补偿控温装置，其中水平度调节机构由推力轴承、轴承压盖、调节螺杆和调节螺母组成；足垫压紧隔热装置由下隔热垫、足垫压紧环及定位螺钉组成；漏热补偿控温装置由加热装置及温度跟踪装置组成，所述的对接支撑托盘由一体设置的具有空腔的上部托盘与具有圆形空腔的下部轴承座构成，所述的上部托盘空腔形状与着陆器足垫形状相一致，在上部托盘空腔底部设置有下隔热垫，下隔热垫上方靠近空腔壁处，设置有可向中心滑动起固定着陆器足垫作用的压紧环，在上部托盘外部对应压紧环的位置处设置有定位螺钉，定位螺钉控制压紧环的滑动并紧固压紧环，所述的下部轴承座的圆形空腔内没置有推力轴承，推力轴承安装定位于调节螺杆上部的轴环上，并在轴承座端部用轴承压盖压紧，调节螺杆用于与机架内部固设的调节螺母螺纹连接，起支撑、定位及调节水平度的作用；所述的漏热补偿控温装置安装在对接支撑托盘的外表面与底面，温度跟踪装置使用热电偶，热试验过程中，确定该热电偶测量温度与卫星温度之间的温度差，从而通过上述加热装置进行漏热补偿。

2.如权利要求1所述的足垫对接机构，其中，上部托盘底部设置有若干用于支撑在机架上部的辅助支撑杆。

3.如权利要求1所述的足垫对接机构，其中，加热装置使用加热片或加热带。

4.如权利要求1所述的足垫对接机构，其中，上部托盘空腔尺寸也根据着陆器足垫的尺寸以及足垫安装位置的变化量进行确定。

5.如权利要求1所述的足垫对接机构，其中，下部轴承座的圆形空腔内壁上设置有与轴承压盖螺纹连接的内螺纹。

6.如权利要求1所述的足垫对接机构，其中，压紧环上方在着陆器足垫对接后再在上面放置上隔热垫，上隔热垫的厚度高于上部托盘的上表面，并用固定装置将足垫压板压紧在上隔热垫上。

7.如权利要求1所述的足垫对接机构，其中，上部托盘为圆形。

8.如权利要求1所述的足垫对接机构，其中，调节螺杆为梯形螺纹。

9.如权利要求1所述的足垫对接机构，其中，压紧环、上隔热垫和下隔热垫的材质为聚四氟乙烯或聚酰亚胺。

10.如权利要求1所述的足垫对接机构，其中，辅助支撑杆为可升降的支撑杆。