一种多功能火箭对接架车

技术领域

本发明涉及一种对接架车，具体涉及一种多功能火箭对接架车。

背景技术

目前，国内现役液体运载火箭在总装过程中均利用轨道上的架车进行舱段与贮箱的对接工作。

传统的总装对接架车结构简单，功能单一，仅仅具备滚转、升降、平移的功能。在总装过程中，对接架车通常成对使用。当箭体停放在架车上时，箭体轴线需要与地面平行，这样才能保证箭体结构受力良好。为达到这一目的，需要支撑箭体的两台架车的箭体托架位于同一高度。而在实际总装现场，两台架车的支撑高度往往并不一致，在箭体结构产品停放前，需要调节架车支撑的高度。然而架车支撑需要与箭体外包络一致，呈圆弧状，在高度调节的过程中，无法通过目测确保架车的箭体托架处于同一高度。通常做法是，使用卷尺分别测量两个箭体托架距离地面的距离，确保两台架车的箭体托架位于同一高度。而一发液体火箭，往往需要数台架车，再加之近年高密度的发射任务，现有的工艺方法已明显无法适应未来火箭的生产。

其次，在火箭箭体停放时，需要按照箭体的支撑部位进行停放。两台架车的相对距离需要按照箭体具体的尺寸进行调整。在传统的工艺中通常使用卷尺测量两台架车的相对距离，操作起来误差大，工艺水平落后。按照这样的操作，往往在箭体即将落入架车支撑时，需要对架车进行二次调整，整个火箭停放过程需要参与的人多，且考验操作人员的耐心，增加操作人员的劳动强度。

再次，从人身安全角度出发，现有的火箭对接架车同样存在一定的隐患，可能会对人身造成伤害。在以往火箭的生产过程中，操作人员在推动架车时，出现过脚掌未及时离开轨道，而遭架车轮子碾压的事故。而这一隐患一直未得到有效的解决，经验丰富的操作工会相互提醒避免架车轮子碾压脚掌，而对于经验欠缺的操作工来说，并不具备这样的安全意识，同一安全事故经常会在若干年后再次发生。

此外，按照火箭总装工艺流程，通常在火箭的舱段与贮箱对接完成后，往往需要进行火箭子级质量特性测量的工作，而对接架车并不具备质量测量的功能，导致火箭在分级对接完成后，需要多次吊装来完成质量测量的工作。测量项目的操作过程不仅单调繁琐，占用大量时间，且多次吊装作业会增加人员和产品发生安全事故的概率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种多功能火箭对接架车，用于至少解决上述技术问题之一。

本发明采用的技术方案为：

本发明实施例提供一种多功能火箭对接架车，包括：架车本体和设置在所述架车本体上的监测装置，所述架车本体包括底框以及设置在底框上的调整组件和箭体托架；所述监测装置包括：设置在所述箭体托架上的架车对中测距装置，设置在所述调整组件上的质量测量装置，以及设置在所述底框上的架车安全防护预警装置；所述架车对中测距装置包括第一控制器、激光发射器、激光测点接收装置和第一显示屏，所述第一控制器与所述激光发射器和所述第一显示屏通信连接，所述激光测点接收装置上设置有对准标识；在对两台架车进行对中操作时，控制其中的一台架车上的激光发射器向另一台架车上的激光测点接收装置发射激光，通过判断激光点是否与对应的对准标识的位置重合来判断所述两台架车的支撑高度是否一致；在对两台架车进行测距操作时，控制其中的一台架车上的激光发射器向另一台架车上的激光测点接收装置发射激光，所述第一控制器根据所述激光发射器发射的激光信号获取所述两台架车之间的距离并发送给所述第一显示屏进行显示；所述测距操作在所述对中操作之后进行；所述质量测量装置包括通信连接的压力传感器、第二控制器和第二显示屏，在箭体放置在架车上时，所述压力传感器将检测到的重量数据发送给所述第二控制器，所述第二控制器基于所述重量数据得到对应的箭体重量值并发送给所述第二显示屏进行显示；所述架车安全防护预警装置包括通信连接的第三控制器、超声雷达和报警器，所述超声雷达用于监测所述底框与铁轨之间的距离，并将监测的距离数据发送给所述第三控制器，所述第三控制器将接收到的距离数据与预设的距离区间进行比较，在接收的距离数据没有位于所述预设的距离区间时，控制所述报警器进行报警提示。

本发明实施例提供的多功能火箭对接架车，由于在架车本体上设置有架车对中测距装置、质量测量装置和架车安全防护预警装置，至少具有以下优点：

1.在多台架车的支撑需要对中时，对中操作更容易，对中精度更高，花费时间更少。

2.通过测距仪测量两台架车之间的距离，使得测量数据更准确，花费时间更少。

3.由于装备有安全防护装置，在架车行驶中，杜绝了架车对操作人员造成意外伤害。

4.具备质量特性测量功能，简化了箭体称重工艺，减少了箭体多次吊装的操作，降低了操作人员的劳动强度。

附图说明

图1和图2分别为显示本发明实施例提供的多功能火箭对接架车的对中测距装置的示意图；

图3为本发明使用的激光发射器的示意图；

图4为本发明的激光测点接收装置的示意图；

图5为显示本发明实施例提供的多功能火箭对接架车的安全防护预警装置的示意图；

图6为显示本发明实施例提供的多功能火箭对接架车的质量测量装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1和图2分别为显示本发明实施例提供的多功能火箭对接架车的对中测距装置的示意图；图3为本发明使用的激光发射器的示意图；图4为本发明的激光测点接收装置的示意图；图5为显示本发明实施例提供的多功能火箭对接架车的安全防护预警装置的示意图；图6为显示本发明实施例提供的多功能火箭对接架车的质量测量装置的示意图。

如图1至图6所示，本发明实施例提供的多功能火箭对接架车，包括：架车本体和设置在架车本体上的监测装置，架车本体包括底框1以及设置在底框1上的调整组件2和箭体托架3。

在本发明实施例中，架车本体可为现有产品。图1、图2、图5和图6所示出的架车本体结构为航天领域内已有可采购获得的部件，但仅是本发明的一个示意性实施例，架车本体可以为现有的任何产品，例如，可为公开号CN112936202A、发明名称为“固体运载火箭总装架车”的文献公开的架车结构。本发明的意图不是对架车本体进行改进，因此，对架车本体不作特别限制，只要是能够满足火箭总装功能的任何架车本体结构均可。

在本发明实施例中，监测装置可包括：设置在箭体托架上的架车对中测距装置，设置在调整组件上的质量测量装置，以及设置在底框上的架车安全防护预警装置。

进一步地，如图1和图2所示，本发明实施例中的架车对中测距装置可包括第一控制器（未图示）、激光发射器4、激光测点接收装置5和第一显示屏6，第一控制器与激光发射器4和第一显示屏6通信连接。第一控制器可通过有线或者无线方式与激光发射器4和第一显示屏6通信连接，优选的，可通过有线方式与激光发射器4和第一显示屏6通信连接，可采用现有的线路连接结构进行连接。第一控制器可为任何具有数据处理和控制功能的结构，例如，可为单片机。激光发射器4的结构可如图3所示，可为市售产品。

如图4所示，激光测点接收装置5可为板状的接收板501，在一个示意性实施例中，可为铝板。在接收板501的中心位置可设置有对准标识502。通过判断激光发射器4发射的激光点是否落入对准标识502中来判断两台架车的高度是否一致。在一个示例中，对准标识502可为圆形凹槽，但并不局限于此，还可以为其他任何形状，例如，正方形凹槽、三角形凹槽等，优选，为方便识别，为圆形凹槽。为提高激光点的识别度，在一个示例中，对准标识502可设置为能够与接收板501区分的颜色，例如，红色、黄色等。在另一个示例中，可在接收板501上设置对照标识503，对照标识503可与对准标识连接或者间隔设置，优选，为能准确找到对准标识，对准标识和对照标识间隔设置。对准标识和对照标识的形状不相同，以便能够区分对准标识和对照标识。

对照标识503可设置在接收板501的任何位置，只要能够与对准标识区分开即可。例如，在一个示例中，对照标识可沿接收板的两条中心线形成，如图4所示，即包括四个对照标识，这四个对照标识与对准标识构成十字型结构。又例如，在另一个示例中，对照标识可沿接收板的两条对角心线形成，即包括四个对照标识，这四个对照标识与对准标识构成“×”字型结构。又例如，在另一个示例中，对照标识可为以对准标识为圆心的多个同心圆。对照标识可为凹槽结构。在对照标识与对准标识构成十字型结构或“×”字型结构的情况下，在一个示例中，每个对照标识可为一个条形凹槽，在另一个示例中，每个对照标识可为间隔设置的多个条形凹槽。在对照标识为同心圆的情况下，对照标识可为圆形凹槽。

在本发明实施例中，凹槽可与接收板501一体形成即在接收板501上向下开设凹槽，也可以单独形成然后通过焊接或者粘接的方式设置在接收板501上。

在本发明实施例中，第一显示屏6可为LED显示屏。

在本发明实施例中，架车对中测距装置可布置在箭体托架3的前后两端，并且在两端的布置位置相反，以便在对任意两台架车进行对中测距操作时，能够使得两台架车的激光发射器和激光测点接收装置相对。激光发射器4、激光测点接收装置5和第一显示屏6可通过例如铆接或者螺纹连接的方式固定在箭体托架3的预定位置处，优选，为确保每台架车的架车对中测距装置的固定位置一样，第一控制器、激光发射器4、激光测点接收装置5和第一显示屏6可布置在箭体托架3的前后两端的左右角处。如图1和图2所示，可在箭体托架3的前端一个角固定激光测点接收装置5，在另一个角固定激光发射器4和第一显示屏6，而在箭体托架3的后端对应前端的角上固定激光发射器4和第一显示屏6，在对应前端的另一个角上固定激光测点接收装置5。激光发射器4、激光测点接收装置5布置在同一高度上。

此外，在本发明实施例中，架车对中测距装置还包括与第一控制器连接的开关按钮7和测量按钮8。开关按钮7和测量按钮8可布置在激光发射器4旁边。通过按压开关按钮7，可实现架车对中测距装置通电操作，通电后，激光发射器4可发射激光束。通过按压测量按钮8，可进行测距操作。

具体地，在对具有一定距离的两台架车进行对中操作时，如图2所示，通过按压其中的一台架车的开关按钮来控制其中的一台架车上的激光发射器向另一台的架车上的激光测点接收装置发射激光，通过判断（认为判断）激光点是否与对应的对准标识的位置重合来判断两台架车的支撑高度是否一致。如果激光点与对应的对准标识的位置重合，则表示两台架车的支撑高度一致，架车对中操作完成。如果不一致，则表示两台架车的支撑高度不一致，则可通过手动调节调节组件来进行调节，直到支撑高度一致完成对中操作。本发明通过激光束和对准标识来进行对中操作，与现有的通过卷尺进行测量的方式相比，使得对中操作更加方便，准确性更高。

在完成对中操作后，对两台架车进行测距操作时，通过按下测量按钮控制其中的一台的架车上的激光发射器向另一台的架车上的激光测点接收装置发射激光，第一控制器根据激光发射器发射的激光信号获取两台架车之间的距离并发送给第一显示屏进行显示。由于对中操作完成后，本发明通过激光束来测量两台架车之间距离，与现有的通过卷尺进行测量的方式相比，使得测距操作更加方便，准确性更高。

在本发明实施例中，如图5所示，质量测量装置可包括通信连接的压力传感器9、第二控制器（未图示）和第二显示屏10。压力传感器9可放置在调节组件的两侧的调节杆上，可焊接或者螺纹连接在该调节杆上。第二控制器可为任何具有数据处理和控制功能的结构，例如，可为单片机。第二显示屏10可设置在调节组件的中间的调节杆上，可为LED显示屏。

在箭体放置在架车上时，压力传感器会对箭体的重量进行检测并将检测到的重量数据发送给第二控制器，第二控制器基于重量数据得到对应的箭体重量值并发送给第二显示屏进行显示，实现架车的“对接+称重”一体化功能。箭体的实际重量等于两台架车的第二显示屏显示的箭体重量值之和。本发明实施例通过质量测量装置自动对箭体重量进行测量，与现有的通过多次吊装来完成质量测量的工作的方式相比，能够使得测量操作更加简便，测量时间更短。

在本发明实施例中，如图6所示，架车安全防护预警装置可包括通信连接的第三控制器（未图示）、超声雷达11和报警器12。架车安全防护预警装置可设置在底框1的端部位置处。超声雷达11用于在架车的移动过程中发射雷达波13实时监测底框与铁轨之间的距离，并将监测的距离数据发送给第三控制器。第三控制器将接收到的距离数据与预设的距离区间进行比较，在接收的距离数据没有位于预设的距离区间时，控制报警器12进行报警提示，报警器可以声音或/和灯光闪烁的方式进行报警，优选，通过声音加灯光闪烁的方式进行报警，以更有效的提示操作者。在一个示例中，预设的距离区间可为D±d，D为底框与铁轨之间的初始距离值，可在架车开始移动时实时测量D，或者，预先设定D。d为预设的公差值，用于消除由于地面铁轨的不平度、架车生产制造引入的误差，例如，可为3~5mm。由于使用了d，这样，能够避免在架车移动过程中例如由于铁丝、固体颗粒、铁轨自身平整度等导致的D变化而进行报警，以减少报警次数，避免干扰操作者。在正常情况下，超声雷达实施监控距离数据并反馈到第三控制器。当监控数据在D±d时，第三控制器通过数据判读为“正常”，此时报警器不工作；当脚面等障碍物处于轨道14上时，实测值DT＜D-d，第三控制器判读为“异常”，此时报警器被激活，鸣音发出警示。通过本发明实施例提供的架车安全防护预警装置，可以做到提醒就近人员远离轨道的目的，从而确保了人身的安全。

在本发明实施例中，第一控制器、第二控制器和第三控制器可集成在一个模块上，以减少控制器的使用数量，节约成本。

综上，本发明实施例提供的多功能火箭对接架车，由于在架车本体上设置有架车对中测距装置、质量测量装置和架车安全防护预警装置，至少具有以下优点：

1.在多台架车的支撑需要对中时，通过激光束和对准标识进行对中操作，使得对中操作更容易，对中精度更高，花费时间更少。

2.通过测距仪测量两台架车之间的距离，使得测量数据更准确，花费时间更少。

3.由于装备有安全防护装置，在架车行驶中，杜绝了架车对操作人员造成意外伤害，有效保证人体生命安全。

4.由于设置了质量测量装置，使得架车不仅仅具备火箭大部段对接的功能，同时具备质量特性测量的功能，简化了箭体称重工艺，减少了箭体多次吊装的操作，降低了操作人员的劳动强度。大大提高单位时间内火箭的总装进度。

以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。