阅读说明：本技术 一种膜结构在轨组装装置 (Membrane structure on-orbit assembling device ) 是由 李伟杰 王耀兵 杨飞 张伟伟 马超 唐钧跃 苏小波 于 2020-05-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种膜结构在轨组装装置,包括定位机构、驱动前进机构、储存拼接胶线的胶线筒、胶线输送机构、加热器、摆动机构和收放机构,驱动前进机构滑动设置在定位机构上,胶线筒、胶线输送机构、加热器、摆动机构和收放机构均设置在驱动前进机构上,定位机构将已拼接薄膜单元与待拼接薄膜单元定位,加热器正对两薄膜单元的接缝处布置,摆动机构带动加热器左右运动；胶线输送机构将胶线筒上的拼接胶线输送至加热器,随着驱动前进机构的前进、摆动机构的运动及收放机构同步展开成卷的待拼接薄膜单元,加热器左右摇摆喷出加热后的胶线拼接两薄膜单元。本发明实现薄膜之间的快速拼接与展开,连接可靠性高,灵活性高,占用空间小。(The invention provides an on-orbit assembly device of a membrane structure, which comprises a positioning mechanism, a driving advancing mechanism, a rubber wire cylinder for storing spliced rubber wires, a rubber wire conveying mechanism, a heater, a swinging mechanism and a retracting mechanism, wherein the driving advancing mechanism is arranged on the positioning mechanism in a sliding manner; the glue line conveying mechanism conveys the spliced glue lines on the glue line cylinder to the heater, the coiled film units to be spliced are synchronously unfolded along with the movement of the advancing mechanism and the swinging mechanism and the retracting mechanism, and the heater sprays out the heated glue lines in a left-right swinging mode to splice the two film units. The invention realizes the quick splicing and unfolding of the films, and has high connection reliability, high flexibility and small occupied space.)

一种膜结构在轨组装装置

技术领域

本发明属于航空航天领域，尤其是涉及一种膜结构在轨组装装置。

背景技术

柔性薄膜单元由功能区、支撑区、拼接区三部分组成，如图1所示。功能区实现薄膜在轨功能需求；支撑区采用充气方式实现薄膜的支撑，保证各个方向稳定性；拼接区为连接区域。柔性薄膜单元以卷状形式储存，柔性薄膜具有单元规格统一；大收纳比；在轨组装灵活性强的优点，因此现在航天领域多选择柔性薄膜进行在轨建造，也就是根据任务需求对两个薄膜进行定位与拼接，现有薄膜定位，采用视觉定位技术，现有的对柔性薄膜利用纯机械拼接方式进行组装，这就会存在空间限制、不灵活的缺点，因此有必要设计一种空间不受限制、灵活的且拼接可靠的柔性薄膜在轨组装装置。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种膜结构在轨组装装置，实现薄膜之间的快速拼接与展开，连接可靠性高，灵活性高，占用空间小。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种膜结构在轨组装装置，包括定位机构、驱动前进机构、储存拼接胶线的胶线筒、胶线输送机构、加热器、摆动机构和收放机构，所述的驱动前进机构滑动设置在定位机构上，所述的胶线筒、胶线输送机构、加热器、摆动机构和收放机构均设置在驱动前进机构上，所述的定位机构将已拼接薄膜单元与待拼接薄膜单元定位，所述加热器正对两薄膜单元的接缝处布置，所述摆动机构带动加热器左右运动；

所述的胶线输送机构将胶线筒上的拼接胶线输送至加热器，随着驱动前进机构的前进、摆动机构的运动及收放机构同步展开成卷的待拼接薄膜单元，加热器左右摇摆喷出加热后的胶线拼接两薄膜单元；

所述驱动前进机构由电机一提供动力，所述胶线输送机构、摆动机构和收放机构均由电机二提供动力。

进一步的，所述定位机构包括固定在机架上的两个导轨支架，两个导轨支架平行且正对布置，在每个导轨支架的内侧面均设有用于安装薄膜单元的安装槽，且两个安装槽正对布置，在每个导轨支架的上表面均设有滑槽。

进一步的，所述驱动前进机构包括丝杠、丝母平台和两个安装支座，所述丝杠两端分别安装在一安装支座上，电机一的输出轴带动丝杠旋转，所述的丝母平台与丝杠配合，两个安装支座均通过滑轨安装在对应的导轨支架的滑槽上。

进一步的，所述胶线输送机构包括定位架、主动带轮、从动带轮和从动轴，所述定位架固定在丝母平台的下方，所述主动带轮安装在电机二的输出轴上，在主动带轮和从动带轮之间配合有传送带，电机二的输出轴和从动轴支撑在定位架上，电机二设置在定位架的左侧，所述的胶线筒固定在定位架上，且布置在定位架的前侧，在定位架的底部设有弹簧板，胶线筒上的拼接胶线端部伸入传送带底部与弹簧板之间的缝隙，电机二的输出轴转动，带动主动带轮转动，从而带动传送带下方的拼接胶线向加热器方向移动，为加热器进给拼接胶线。

进一步，所述摆动机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、曲柄、连杆和滑杆，所述第一锥齿轮固设在电机二的输出轴上，且靠近定位架的左侧布置，所述第二锥齿轮通过轴安装在定位架的后侧，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮配合，所述曲柄安装在第二锥齿轮上，曲柄通过连杆与滑杆的一端转动连接，所述滑杆穿过限位框架，所述限位框架固设在定位架的后侧，所述加热器固定在限位框架内的滑杆上。

进一步的，所述收放机构包括主动齿轮、从动齿轮、两个过渡齿轮及成对布置的支撑座，在成对布置的支撑座中配合有拆卸式薄膜卷筒轴，在拆卸式薄膜卷筒轴上卷有待拼接的薄膜单元，两个支撑座均与丝母平台底部固定连接，所述主动齿轮设置在电机二的输出轴的端部，所述主动齿轮通过两个过渡齿轮与从动齿轮配合，所述从动齿轮通过固定轴与右侧的支撑座固定连接。

进一步的，在丝母平台的底部设有两组压紧机构，且两组压紧机构分别位于加热器的后侧及胶线筒的前侧，且两组压紧机构正对两薄膜单元的接缝处布置；每组压紧机构均包括压紧座、压紧弹簧和压紧滚轮，所述的压紧座上设有倾斜且平行设置的两个压紧空心杆，所述压紧滚轮设置在安装架上，在每个压紧空心管内设有一压紧弹簧，且压紧弹簧的末端抵在伸入压紧空心管的安装架部分。

进一步的，所述支撑座为开口结构，且在支撑座的相对的侧壁上设有顶紧弹簧销，所述顶紧弹簧销与拆卸式薄膜卷筒轴端部的斜面配合。

进一步的，在两个安装支座上还设有导向光轴，且导向光轴穿过丝母平台设置。

进一步的，在两薄膜单元的接缝处设有支撑板，所述支撑板固定在两个导轨支架上。

相对于现有技术，本发明所述的一种膜结构在轨组装装置具有以下优势：

1、薄膜基材采用在轨组装，对薄膜气路管道注入气体可以对其进行支撑；卷装薄膜基材最大限度的节省了空间，并克服纯机械拼接组装空间限制、不灵活的缺点。

2、薄膜基材采用在轨组装，实现薄膜之间的快速拼接与展开，连接可靠性高。

3、仅通过设置两个电机就实现柔性薄膜的在轨绞线拼接，结构简单，大大减小整体装置的重量，有利于在轨建造。

4、通过设置弹簧板始终对拼接胶线保持预紧力，保证胶线输送机构的可靠性。

5、通过支撑板29和两组压紧机构配合，保证了两薄膜单元的接缝处能够有效的拼接，拼接效果好。

6、胶线筒设置两个，冗余设置，保证拼接装置的可靠性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为柔性薄膜单元示意图；

图2为本发明实施例所述的一种膜结构在轨组装装置的结构示意图；

图3为去掉驱动前进机构后一种膜结构在轨组装装置的结构示意图；

图4为胶线输送机构和摆动机构的某一角度的结构示意图；

图5为胶线输送机构、摆动机构和收放机构的另一角度的结构示意图；

图6为定位架的结构示意图；

图7为加热器的结构示意图；

图8为支撑座的结构示意图；

图9为压紧机构的结构示意图。

附图标记说明：

1-胶线筒，2-加热器，3-电机一，4-电机二，5-导轨支架，6-丝杠，7-丝母平台，8-安装支座，9-定位架，10-主动带轮，11-拆卸式薄膜卷筒轴，12-传送带，13-弹簧板，14-拼接胶线，15-第一锥齿轮，16-第二锥齿轮，17-曲柄，18-滑杆，19-限位框架，20-主动齿轮，21-从动齿轮，22-过渡齿轮，23-支撑座，24-压紧座，25-压紧滚轮，26-安装架，27-顶紧弹簧销，28-导向光轴，29-支撑板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图2-图9所示，一种膜结构在轨组装装置，包括定位机构、驱动前进机构、储存拼接胶线的胶线筒1、胶线输送机构、加热器2、摆动机构和收放机构，所述的驱动前进机构滑动设置在定位机构上，所述的胶线筒1、胶线输送机构、加热器2、摆动机构和收放机构均设置在驱动前进机构上，所述的定位机构将已拼接薄膜单元与待拼接薄膜单元定位，所述加热器2正对两薄膜单元的接缝处布置，所述摆动机构带动加热器2左右运动；

所述的胶线输送机构将胶线筒1上的拼接胶线输送至加热器2，随着驱动前进机构的前进、摆动机构的运动及收放机构同步展开成卷的待拼接薄膜单元，加热器2左右摇摆喷出加热后的胶线拼接两薄膜单元；

所述驱动前进机构由电机一3提供动力，所述胶线输送机构、摆动机构和收放机构均由电机二4提供动力。

定位机构包括固定在机架上的两个导轨支架5，两个导轨支架5平行且正对布置，在每个导轨支架5的内侧面均设有用于安装薄膜单元的安装槽，且两个安装槽正对布置，在每个导轨支架5的上表面均设有滑槽。

驱动前进机构包括丝杠6、丝母平台7和两个安装支座8，所述丝杠6两端分别安装在一安装支座8上，电机一3的输出轴带动丝杠6旋转，所述的丝母平台7与丝杠6配合，两个安装支座8均通过滑轨安装在对应的导轨支架5的滑槽上。

胶线输送机构包括定位架9、主动带轮10、从动带轮和从动轴，所述定位架9固定在丝母平台7的下方，所述主动带轮10安装在电机二4的输出轴上，在主动带轮10和从动带轮之间配合有传送带12，电机二4的输出轴和从动轴支撑在定位架9上，电机二4设置在定位架9的左侧，所述胶线筒1固定在定位架9上，且布置在定位架9的前侧，在定位架9的底部设有弹簧板13，胶线筒1上的拼接胶线端部伸入传送带12底部与弹簧板13之间的缝隙，电机二4的输出轴转动，带动主动带轮10转动，从而带动传送带12下方的拼接胶线14向加热器2方向移动，为加热器2进给拼接胶线14。弹簧板13始终对拼接胶线14保持预紧力，保证胶线输送机构的可靠性。

摆动机构包括第一锥齿轮15、第二锥齿轮16、曲柄17、连杆和滑杆18，所述第一锥齿轮15固设在电机二4的输出轴上，且靠近定位架9的左侧布置，所述第二锥齿轮16通过轴安装在定位架9的后侧，所述第一锥齿轮15与第二锥齿轮16配合，所述曲柄17安装在第二锥齿轮16上，曲柄17通过连杆与滑杆18的一端转动连接，所述滑杆18穿过限位框架19，所述限位框架19固设在定位架9的后侧，所述加热器2固定在限位框架19内的滑杆上。

收放机构包括主动齿轮20、从动齿轮21、两个过渡齿轮22及成对布置的支撑座23，在成对布置的支撑座23中配合有拆卸式薄膜卷筒轴11，在拆卸式薄膜卷筒轴11上卷有待拼接的薄膜单元，两个支撑座23均与丝母平台7底部固定连接，所述主动齿轮20设置在电机二4的输出轴的端部，所述主动齿轮20通过两个过渡齿轮22与从动齿轮21配合，所述从动齿轮21通过固定轴与右侧的支撑座23固定连接。所有齿轮均安装在丝母平台7右侧的限位座内。

在丝母平台7的底部设有两组压紧机构，且两组压紧机构分别位于加热器2的后侧及胶线筒1的前侧，且两组压紧机构正对两薄膜单元的接缝处布置；每组压紧机构均包括压紧座24、压紧弹簧和压紧滚轮25，所述的压紧座24上设有倾斜且平行设置的两个压紧空心杆，所述压紧滚轮25设置在安装架26上，在每个压紧空心管内设有一压紧弹簧，且压紧弹簧的末端抵在伸入压紧空心管的安装架部分。

支撑座23为开口结构，且在支撑座23的相对的侧壁上设有顶紧弹簧销27，所述顶紧弹簧销27与拆卸式薄膜卷筒轴11端部的斜面配合，如此设置便于拆卸式薄膜卷筒轴11的安装与拆卸。

在两个安装支座8上还设有导向光轴28，且导向光轴28穿过丝母平台7设置，使丝母平台7只能实现直线运动。

在两薄膜单元的接缝处设有支撑板29，所述支撑板29固定在两个导轨支架5上，支撑板29和两组压紧机构配合，保证了两薄膜单元的接缝处能够有效的拼接，拼接效果好。

所述胶线筒1对称设置两组，靠近胶线筒1和靠近加热器2处均设有一理线器，理线器对拼接胶线14进行整理，输线可靠。

本申请的拼接机构的工作过程为：

定位机构的导轨支架5将已拼接薄膜单元的两端及待拼接薄膜单元的一端定位，启动电机二4和电机一3，电机二4的输出轴带动传送带12运转，从而将胶线筒1上的拼接胶线14在传送带12与弹簧板13的摩擦力的作用下输送至加热器2，与此同时，电机二4的输出轴上的第一锥齿轮15转动，从而带动第二锥齿轮16转动及曲柄17的转动，在连杆和滑杆18及限位框架19的作用下，曲柄17带动滑杆18在限位框架19上左右移动，从而带动滑杆18上的加热器2左右摆动，而电机一3驱动丝杠6转动，丝母平台7在位于右侧的限位座的作用下，丝母平台7向前移动，从而带动丝母平台7上的所有部件都向前运动，在电机一3和电机二4的共同左右下，加热器2左右摇摆喷出加热后的胶线形成Z字型，从而拼接两薄膜单元，在电机二4的输出轴转动的同时，带动输出轴端部的主动齿轮20转动，经过两个过渡齿轮22将运动传递至从动齿轮21，由于从动齿轮21通过固定轴固定在支撑座23上，而卷有待拼接的薄膜单元的拆卸式薄膜卷筒轴11安装在支撑座23上，这样就使得电机二4带动待拼接的薄膜单元卷旋转松解，配合电机一3旋转丝母平台7带动待拼接的薄膜单元向前运动，因此随着驱动前进机构的前进、摆动机构的运动及收放机构同步展开成卷的待拼接薄膜单元，并且在两组压紧机构的作用下，加热器2左右摇摆喷出加热后的胶线拼接两薄膜单元，完成两薄膜单元的拼接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。