[發(fā)明專利]火箭兩棲自動(dòng)對(duì)接與脫離機(jī)器人系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810202313.X
• 申請(qǐng)日: 2008-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN101398277A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 頓向明;鄒利鵬;陸晉榮;徐永成;嚴(yán)國(guó)元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F41F3/052
• 分類號(hào): F41F3/052;F41F3/055
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種運(yùn)載火箭中的機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體的說，是一種火箭兩棲自動(dòng)對(duì)接與脫離機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)

美國(guó)作為世界航天強(qiáng)國(guó)，經(jīng)多年發(fā)展，形成了以火箭箭體為安裝基架的“箭棲”對(duì)接技術(shù)，即自動(dòng)對(duì)接裝置安裝在火箭箭體上，對(duì)接及加注的過程中加注口與加泄連接器均處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，這樣便避免了對(duì)接和加注過程中由于箭體晃動(dòng)所產(chǎn)生的對(duì)中及隨動(dòng)難度。其特點(diǎn)是分離機(jī)構(gòu)與連接機(jī)構(gòu)各自分開，在自動(dòng)脫離的實(shí)現(xiàn)方面，對(duì)接裝置與火箭箭體之間的鎖緊解除后，利用火箭起飛所產(chǎn)生的上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)行強(qiáng)力脫離，當(dāng)火箭起飛1.9厘米才自動(dòng)脫開。“箭棲”對(duì)接的特點(diǎn)是自動(dòng)對(duì)接裝置體積小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)接的可靠性高。但使用前需要由人工先將對(duì)接裝置安裝在箭體上，這就造成一旦對(duì)接裝置與箭體脫離后則無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)再對(duì)接；同時(shí)，由于必須要在火箭箭體上預(yù)留對(duì)接裝置的安裝接口，增加了箭體自重和發(fā)射負(fù)荷。此外，利用箭體發(fā)射所產(chǎn)生的升力進(jìn)行對(duì)接裝置與箭體的強(qiáng)力分離，雖然能夠完成自動(dòng)脫離動(dòng)作，但脫離動(dòng)作缺乏流暢，易對(duì)箭體活門和貯箱造成傷害，美國(guó)曾發(fā)生過由于對(duì)接裝置不能從火箭上脫落導(dǎo)致管路被火箭拉斷使火箭推進(jìn)劑貯箱嚴(yán)重?fù)p壞致使發(fā)射失敗的惡性事故。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利號(hào)為NO.85105354，公開號(hào)為CN85105354的專利中公開了一種煙花火箭推進(jìn)器自動(dòng)裝藥機(jī)。它屬于火箭型煙花推進(jìn)器生產(chǎn)的自動(dòng)化裝藥液力機(jī)械設(shè)備。由主機(jī)、液壓系吸塵系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和控制臺(tái)等五大部分組成。主機(jī)與其他部分遠(yuǎn)離并用墻壁隔開，液壓或氣壓管道連接，以實(shí)現(xiàn)液壓控制和驅(qū)動(dòng)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作。冷卻系統(tǒng)的壓縮空氣道送到打孔座，打孔座開有與其軸線成一定角度的小氣孔以冷卻打孔針頭。該機(jī)構(gòu)的不足之處在于：對(duì)接的兩個(gè)部件始終處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，分離機(jī)構(gòu)與連接機(jī)構(gòu)各自分開，它只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)固定部件與一個(gè)隨動(dòng)部件的對(duì)接。無法解決部件受外界的微小晃動(dòng)時(shí)的對(duì)接，缺乏靈活性，脫離動(dòng)作缺乏流暢，精度不高，裝置體積笨拙，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)接的可靠性不高。

我國(guó)目前運(yùn)載火箭推進(jìn)劑加注過程中加泄連接器與箭體活門的對(duì)接與脫離工作仍采用傳統(tǒng)的人工方式。由于箭體發(fā)射所需要的燃料包含可多有毒氣體，一旦出現(xiàn)泄露就會(huì)對(duì)人體造成傷害。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種火箭兩棲自動(dòng)對(duì)接與脫離機(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭推進(jìn)劑加注過程中加泄連接器與箭體活門的對(duì)接與脫離自動(dòng)化，從而改變了我國(guó)目前運(yùn)載火箭加泄連接器與箭體活門的對(duì)接與脫離采用傳統(tǒng)的人工方式的現(xiàn)狀。本發(fā)明裝置體積小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)接的可靠性高，除了具有“箭棲”對(duì)接技術(shù)結(jié)構(gòu)降低箭體晃動(dòng)所產(chǎn)生的對(duì)中及隨動(dòng)難度外，還解決了“箭棲”對(duì)接技術(shù)結(jié)構(gòu)中不可重復(fù)對(duì)接的缺點(diǎn)等問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括：攝像頭、測(cè)距板、傳感器、管道、控制箱、空間位姿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、上模板、下模板、上模板移動(dòng)部件、加泄連接器夾持板、拉桿、對(duì)接板、加泄連接器、固定銷、前端攝像頭，其中：攝像頭安裝在測(cè)距板上，空間位姿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用螺栓固定在控制箱上，前端攝像頭固定于控制箱上，下模板固定在空間位姿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的末端件上，下模板右端部分有一錐型導(dǎo)軌，上模板與下模板之間裝有內(nèi)置紅外測(cè)距傳感器，上模板下部安裝有加泄連接器夾持板，加泄連接器夾持板與加泄連接器固定在一起，管道通過螺紋與加泄連接器連接，拉桿固定于加泄連接器上，上模板上部安裝有上模板移動(dòng)部件，上模板移動(dòng)部件與對(duì)接板固定連接，上模板移動(dòng)部件內(nèi)部采用滾珠絲杠傳動(dòng)。

所述上模板移動(dòng)部件包括滾珠絲杠、螺母、滑塊，滾珠絲杠與螺母相配合，滑塊固定在螺母之上，滾珠絲杠帶動(dòng)與之相配合的螺母一起運(yùn)動(dòng)，滑塊與螺母一起實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)，上模板移動(dòng)部件的滑塊與對(duì)接板固定在一起，自動(dòng)分離時(shí)，對(duì)接板上的固定銷在攝像頭的監(jiān)測(cè)下插入箭體上的插孔中，此時(shí)空間位姿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)向下運(yùn)動(dòng)，上模板和下模板在下模板的錐型導(dǎo)軌的引導(dǎo)下自動(dòng)分離。

所述對(duì)接板固定在箭體上不動(dòng)時(shí)，上模板與固定于其上部的上模板移動(dòng)部件通過滾珠絲杠一起向前運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)固定于上模板下部的加泄連接器加持板和加泄連接器向前一起運(yùn)動(dòng)，加泄連接器在前端攝像頭的監(jiān)測(cè)下與箭體活門準(zhǔn)確對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)載火箭推進(jìn)劑加注過程中加泄連接器與箭體活門的自動(dòng)對(duì)接。