專利名稱：用于有空間位置及角度要求單機的定位裝置及其設計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種設備定位裝配工裝，特別涉及一種用于安裝衛(wèi)星上有空間位置及角度要求單機的定位裝置，以及關于該定位裝置的設計方法。
背景技術：
目前，衛(wèi)星上單機的安裝方式分兩種，有安裝精度要求的和無安裝精度要求的。無安裝精度要求的單機在裝星時安裝方向正確即可；一般有安裝精度要求的單機主要用于衛(wèi)星在太空中的姿態(tài)控制，在衛(wèi)星本體坐標系中有相對夾角要求，但此類單機在衛(wèi)星本體坐標系中的空間坐標位置要求低。一部分精度單機的xyz軸與衛(wèi)星本體坐標系XYZ軸重合，相對夾角為0°，則在測量設備上調整單機安裝精度時，只要求在測量設備坐標系上找垂直或平行即可；另外一部分精度單機的xyz軸與衛(wèi)星本體坐標系XYZ軸的相對夾角不為0°，則精度單機一般自身配有棱鏡，裝配調整過程中，只需利用經緯儀將棱鏡的俯仰角、偏置角及滾動角調整到位。某衛(wèi)星型號上的一種單機，既有較高的空間坐標位置要求，又有空間安裝角度要求，但單機基準中心為圓環(huán)，無法直接獲得；且單機上也未配備棱鏡，用上述的各種方法無法做到滿足單機精度調整的要求。目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發(fā)明內容
為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于空間位置及角度要求單機的定位裝置及其設計方法，解決某些衛(wèi)星上既有較高的空間坐標位置要求，又有空間安裝角度要求的單機裝配問題，特別是該單機基準中心無法直接獲得，單機上也無配備棱鏡。 由于采用原先精度單機調整的各種方法已無法滿足設計要求，采取用一種能夠代表高精度單機的定位裝置來進行裝配調整，且在測試設備上能便捷的進行測量調整。設計定位裝置時將基準中心轉換到可直接獲得的位置，將原xyz軸轉換到與衛(wèi)星本體坐標系MZ軸重合。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下本發(fā)明用于有空間位置及角度要求單機的定位裝置，包括定位工裝與定位塊；所述定位工裝的前端呈圓柱端面，圓柱端面標有十字中心線；定位工裝的精度等級要求較高，可為加工零件設置工藝中心孔，將尺寸基準都統(tǒng)一轉換到工藝中心孔上。進一步，所述定位工裝選用鋁合金材料，切削加工容易，加工時精度容易達到要求。所述定位塊為端面呈直角三角形的柱狀塊，三角形兩直角邊所在的兩個平面，其中一個是定位面，另一個是基準面；所述定位面是緊靠所述定位工裝底座側邊。進一步，所述定位塊選用超硬鋁合金材料，其基準面與定位面需進行磨削來滿足定位要求；三個定位塊進行組合安裝在定位工裝的底座及側部用于確定一個單機的安裝位置。本發(fā)明還涉及上述定位裝置的設計方法，也就是單機安裝的精度調整方法，主要通過將單機的基準中心與空間夾角進行轉換。所述定位工裝即代表精度單機，將單機的基準中心轉換到定位工裝前端圓柱端面的十字中心，定位工裝的十字中心可以直接獲得。調節(jié)單機精度時，所述定位工裝圓柱端面的十字中心點與單機的圓環(huán)中心點坐標位置保持一致，所述單機的圓環(huán)中心點也就是基準中心。所述定位工裝將單機安裝的空間夾角轉換到定位工裝的圓柱中心軸線與定位工裝底座的夾角，定位工裝圓柱中心軸線與衛(wèi)星本體坐標系坐標軸重合。所述定位裝置中定位工裝圓柱中心軸線與定位工裝底面中心線的夾角與單機的安裝角度相同。所述定位塊是確定定位工裝及正式單機位置的零件，三個定位塊進行組合確定一個單機的安裝位置。所述的定位裝置的尺寸精度及形位公差的指標均按照單機的精度要求進行提出， 代替精度單機進行裝配。進一步，所述定位工裝的底座與單機安裝底座結構外形及安裝接口尺寸保持一致。本發(fā)明的有益效果是，方法簡單可靠，有效解決了有空間安裝位置及角度要求的單機的裝星問題，并為此類型的精度單機提供了一種精度調整解決方法。


圖1為本發(fā)明有空間安裝位置及角度要求的單機的裝配示意圖；圖IA為圖1的A-A向剖視圖。圖2為本發(fā)明定位裝置的組成及裝配示意圖；圖2A為圖2的B-B向剖視圖。圖3為圖2中的定位工裝的主視圖；圖4為與圖3對應的定位工裝的側視圖；圖5為與圖3對應的定位工裝的俯視圖。圖6為圖2中的定位塊的主視圖；圖7為與圖6對應的定位塊的俯視圖。圖中，1、定位工裝，2、定位塊，3、星體，01、框架，02、單機，03、圓環(huán)中心，11、十字中
心，12、工藝中心孔，13、圓柱端面。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的創(chuàng)作特征、技術手段與達成目的易于明白理解，以下結合具體實施例進一步闡述本發(fā)明及其設計原理。參看圖1與圖1A，為有空間安裝位置及角度要求的單機的實際裝配要求示意圖， 在坐標系中的坐標尺寸x、y、z均有要求、框架01內的單機02的軸線與Y軸的夾角θ有要求，且單機02的圓環(huán)中心03無法直接測量獲得，單機軸線安裝后的角度無法測量。
參看圖2與圖2A，本發(fā)明所述的定位裝置包括定位工裝1與三個定位塊2。中心點在坐標系中的坐標尺寸為x、y、ζ ；圓柱軸線與Y軸線夾角為0如圖3、圖4及圖5所示，定位工裝1的前端呈圓柱端面13，圓柱端面13標有十字中心線；定位工裝的精度等級要求較高，可為加工零件設置工藝中心孔12，將尺寸基準都統(tǒng)一轉換到工藝中心孔12上。進一步，所述定位工裝1選用鋁合金材料，切削加工容易，加工時精度容易達到要求。參看圖6與圖7，定位塊2進行組合可用于定位工裝1及單機02位置的確定，定位塊2為端面呈直角三角形的柱狀塊，三角形兩直角邊所在的兩個平面，其中一個是定位面 21，另一個是基準面22 ；所述定位面21是緊靠所述定位工裝1底座側邊。結合附圖1，說明單機02的基準中心位置、空間夾角的進行這種方式轉換的原因如圖1、圖2所示，定位裝置中定位工裝1的底座與單機02安裝底座結構外形及安裝接口尺寸保持一致。單機02的圓環(huán)中心03轉換圖4所示，定位裝置中定位工裝1圓柱端面13的十字中心11與單機02的圓環(huán)中心點坐標位置保持一致，即調整中心坐標位置時，以定位工裝1圓柱端面13的十字中心11作為測量調整依據。單機02的軸線與Y軸線夾角的轉換圖3所示，定位裝置中定位工裝1圓柱中心軸線與定位工裝1底面中心線(即與單機軸平行)的夾角θ與單機02安裝角度θ相同， 將定位工裝1圓柱中心軸線與Y軸調整到平行，即保證了單機軸線安裝角度θ。所述單機02的調整，即轉變?yōu)槎ㄎ还ぱb1圓柱端面13十字中心11坐標位置的調整及圓柱軸線與Y軸平行度的調整。定位裝置的尺寸精度及形位公差的指標均按照單機02的精度要求進行提出，并分析在定位裝置的極限偏差位置同樣能滿足單機02的精度要求。圖3所示，定位工裝1精度等級要求較高，可為加工零件設置工藝中心孔12，將尺寸基準都統(tǒng)一轉換到工藝中心孔12上。所述定位工裝1選用鋁合金材料，切削加工容易，加工時精度容易達到要求。所述定位塊2選用超硬鋁合金，其基準面及定位面需進行磨削來滿足定位要求。下面結合

本發(fā)明的優(yōu)選實施例。參看上述各圖，衛(wèi)星在測試設備上就位，并將衛(wèi)星坐標系與測試設備坐標系調整成一致狀態(tài)，將定位工裝1安裝在星體3上，然后調整定位工裝1圓柱端面13十字中心11 坐標尺寸X，y，Ζ,即調整十字中心Il在測量坐標系中的尺寸位置精度。同時，調整定位工裝1圓柱中心軸線與Y軸線的平行度，即調整圓柱外圓與測量坐標系Y軸線平行，或調整圓柱端面13與測量坐標系Z軸平行。當上述兩項要求都滿足要求后，即將定位工裝1的位置度調整到位，然后將定位塊2的定位面緊靠定位工裝1底座側邊。三個定位塊2均安裝到位后，即確定了該單機的安裝位置，且精度均滿足設計要求。圖1、圖2所示，定位工裝1圓柱端面13十字中心11即精度單機02圓環(huán)中心03 位置確定后，即可進行框架01的精度調整。
上述步驟完成后，拆下定位工裝1，安裝單機02，單機02底座側面緊靠定位塊2定位面21，即完成了該單機精度調整的整個過程。作為應用實例，本發(fā)明所述的定位裝置解決了既有較高的空間坐標位置要求，又有空間安裝角度要求的單機的裝配問題。經過實踐，本發(fā)明所述的定位裝置已經應用于某衛(wèi)星型號太陽翼驅動機構的裝配，解決了該類型單機的裝星問題及太陽翼安裝框架的調整，且獲得了非常高的裝配精度。本發(fā)明定位裝置的設計原理將單機的基準中心位置、空間夾角進行轉換，并為此類型的精度單機提供了一種精度調整的方法。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求
1.用于有空間位置及角度要求單機的定位裝置，其特征在于，它包括定位工裝與定位塊，所述定位工裝的前端呈圓柱端面，所述圓柱端面標有十字中心線；所述定位塊為端面呈直角三角形的柱狀塊，三角形兩直角邊所在的兩個平面，其中一個是定位面，另一個是基準面，所述定位面緊靠所述定位工裝底座側邊。
2.根據權利要求1所述的用于有空間位置及角度要求單機的定位裝置，其特征在于， 所述定位工裝為加工零件設置工藝中心孔，定位工裝選用鋁合金材料制成。
3.根據權利要求1所述的用于有空間位置及角度要求單機的定位裝置，其特征在于， 所述定位塊選用超硬鋁合金材料制成。
4.根據權利要求1所述的用于有空間位置及角度要求單機的定位裝置，其特征在于， 三個定位塊組合確定一個單機的安裝位置，分別安裝在定位工裝的底座及側部。
5.基于權利要求1所述的用于有空間位置及角度要求單機的定位裝置的設計方法，其特征在于，所述定位工裝即代表有空間位置及角度要求的單機，將所述單機的基準中心轉換到定位工裝前端圓柱端面的十字中心；所述定位工裝將單機安裝的空間夾角轉換到定位工裝的圓柱中心軸線與定位工裝底座的夾角，定位工裝圓柱中心軸線與衛(wèi)星本體坐標系坐標軸重合。
6.根據權利要求5所述的用于有空間位置及角度要求單機的定位裝置的設計方法，其特征在于，所述定位工裝的底座與單機安裝底座結構外形及安裝接口尺寸保持一致。
7.根據權利要求5所述的用于有空間位置及角度要求單機的定位裝置的設計方法，其特征在于，所述定位工裝圓柱端面的十字中心點與單機的圓環(huán)中心點坐標位置保持一致。
8.根據權利要求5所述的用于有空間位置及角度要求單機的定位裝置的設計方法，其特征在于，所述定位裝置中定位工裝圓柱中心軸線與定位工裝底面中心線的夾角與單機的安裝角度相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于有空間位置及角度要求單機的定位裝置及其設計方法，所述定位裝置包括定位工裝與定位塊，所述定位工裝即代表精度單機，將單機的基準中心轉換到定位工裝前端圓柱端面的十字中心，定位工裝的十字中心可以直接獲得；所述的定位工裝將單機安裝的空間夾角轉換到定位工裝的圓柱中心軸線與定位工裝底座的夾角，定位工裝圓柱中心軸線與衛(wèi)星本體坐標系XYZ軸重合。所述定位塊是確定定位工裝與正式單機位置的零件，三個定位塊組合確定一個單機的安裝位置。本發(fā)明有效解決了有空間安裝位置及角度要求的單機的裝星問題，并為此類型的精度單機提供了一種精度調整的解決方法。
文檔編號B23P19/04GK102371482SQ20101025496
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權日2010年8月17日
發(fā)明者吳躍鶯, 夏振濤, 姚駿, 朱儉 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所