阅读说明：本技术 基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构及其方法 (Cutting mechanism and method for machining high-pressure gas storage tank based on aerospace test ) 是由 郭东伟 陈林 侯永柱 王文民 刘华锁 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构及其方法,涉及航天试验技术领域,航天试验用高压气体储罐加工用切割机构包括压力罐承载基座,所述压力罐承载基座的两侧端面均通过焊接方式固定设置有槽钢板,两个所述槽钢板的上、下端面均固定开设有拓位槽孔,且两个所述槽钢板的上方共同连接有压力罐切割机构,该压力罐切割机构可以借助槽钢板以及拓位槽孔在压力罐承载基座的上方移动,当操作员做出切割标记后,通过移动压力罐切割机构,让切割头准确定位被标记的切割点,该机构在移动后,不仅可以截断压力罐,还可以在压力罐的表面开孔,从而可以根据实际的需求,实现多个方式的切割处理,提高实用性。(The invention discloses a cutting mechanism for processing a high-pressure gas storage tank for an aerospace test and a method thereof, and relates to the technical field of the aerospace test, the cutting mechanism for processing the high-pressure gas storage tank for the aerospace test comprises a pressure tank bearing base, the end surfaces of the two sides of the pressure tank bearing base are respectively and fixedly provided with a slotted steel plate in a welding mode, the upper end surface and the lower end surface of the two slotted steel plates are respectively and fixedly provided with an expansion slotted hole, a pressure tank cutting mechanism is jointly connected above the two slotted steel plates, the pressure tank cutting mechanism can move above the pressure tank bearing base by means of the slotted steel plates and the expansion slotted holes, when an operator makes a cutting mark, a cutting head is enabled to accurately position the marked cutting point by moving the pressure tank cutting mechanism, after the mechanism moves, the pressure tank can be cut off, holes can also be formed on the surface of the pressure tank, so that the actual requirements can, realize the cutting of a plurality of modes and handle, improve the practicality.)

基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构及其方法

技术领域

本发明涉及航天试验技术领域，具体为基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构及其方法。

背景技术

验证航天器的性能、寿命和可靠性而进行的全面检测试验。航天器试验继承火箭试验的程序和技术，并在此基础上发展了空间环境试验，一般分为研制试验、鉴定试验、验收试验、寿命试验和可靠性试验等。试验对象为零件、部件、分系统和航天器整体。零部件的环境应力筛选试验、回收系统的试验、姿态控制系统的试验、温度控制系统的热真空试验、结构系统的模态试验等，是航天器整体试验的基础。环境试验是航天器整体试验的主要内容，环境试验技术和设备十分复杂。

在航天试验的项目中，需要对高压气体储罐进行切割加工，而在这一过程中需要借助切割机构来完成，但是目前现有压力储罐所用的切割机构，不仅在结构上复杂，而且在功能上也较为的单一，无法实现精确的定位处理，使得压力储罐在切割后，切割端口因误差较大而造成损坏，另外，在压力储罐在切割后，变成两段，掉落的过程中会发生变形，损伤，进而造成经济损失，为此，本领域的技术人员提出了一种基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构及其方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构及其方法，解决了现有压力储罐所用的切割机构，不仅在结构上复杂，而且在功能上也较为的单一，无法实现精确的定位处理，使得压力储罐在切割后，切割端口因误差较大而造成损坏，另外，在压力储罐在切割后，变成两段，掉落的过程中会发生变形，损伤，进而造成经济损失的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构，包括压力罐承载基座，所述压力罐承载基座的顶部端面对称式固定安装有两个压力罐支架，所述两个压力罐支架的顶部端面共同承载放置有压力罐，所述压力罐的顶部表面对称式焊接固定连接有两个吊耳板，所述压力罐承载基座的两侧端面均通过焊接方式固定设置有槽钢板，两个所述槽钢板的上、下端面均固定开设有拓位槽孔，且两个所述槽钢板的上方共同连接有压力罐切割机构，所述压力罐承载基座内部的两侧端面共同滑动连接有缓冲防护机构。

优选的，所述压力罐切割机构包括分别对应安装在两个槽钢板上方的两个滑动基座，所述两个滑动基座的顶部端面共同焊接设置有一区段弧面板，所述一区段弧面板的两端内嵌式安装有铰接轴，且一区段弧面板的两端通过两个所述铰接轴分别对应连接有二区段弧面板和三区段弧面板。

优选的，所述一区段弧面板、二区段弧面板以及三区段弧面板共同拼接形成一个圆形结构的限位框架，且一区段弧面板、二区段弧面板以及三区段弧面板的内部均固定开设有导向槽孔，所述导向槽孔的内部滑动式安装有激光切割头。

优选的，所述二区段弧面板和三区段弧面板顶部相接触的一端为互补结构，互补结构之间通过螺栓固定连接。

优选的，所述滑动基座包括设置在槽钢板上方的基础承载架，所述基础承载架的上表面固定连接有立板，所述基础承载架底部的两侧均固定安装有滚筒轴，所述滚筒轴置于槽钢板的内部，且滚筒轴的底端延伸至槽钢板的下方并且固定连接有限位板。

优选的，所述缓冲防护机构包括分别与压力罐承载基座内部两侧壁滑动连接的两个滑轨，所述两个滑轨的顶端共同连接有一块基板，所述基板的顶部端面对称安装有两个伸缩杆，所述两个伸缩杆之间共同连接有一根横轴杆，所述横轴杆的外部区段活动套接有两个滑套，且横轴杆的外部区段且位于伸缩杆和滑套之间套接有第一缓冲弹簧。

优选的，所述两个伸缩杆伸缩端的外部均套接设置有第二缓冲弹簧，且两个伸缩杆的伸缩端共同连接有受力板。

优选的，所述受力板的底部端面且位于两个第二缓冲弹簧之间固定安装有缓冲力衔接件，所述缓冲力衔接件为三角状的铰接件，所述缓冲力衔接件的底部两端分别对应与两个滑套通过销轴连接。

优选的，所述压力罐承载基座内部的两侧均固定焊接设置有若干个加强板，且压力罐承载基座两侧的底部分别对应安装有若干个万向滚轮。

优选的，所述基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构的操作方法包括如下步骤：

S1、准备工作：在放置压力罐之前，操作人员将连接二区段弧面板和三区段弧面板顶部互补结构的螺栓拧下，在铰接轴的作用下，可以分别将二区段弧面板和三区段弧面板向外展开，让原本处于密封状态的限位框架打开一个缺口；

S2、放置待加工压力罐：借助吊车，将悬吊绳索挂置在两个吊耳板的内部，启动吊车，将压力罐借助步骤S1中所打开的缺口放置到两个压力罐支架的顶部，随后，让二区段弧面板和三区段弧面板重新连接，重构一区段弧面板、二区段弧面板以及三区段弧面板所共同组成圆形的限位框架；

S3、切割点定位调整：操作员根据加工要求，在压力罐的表面对应标记出需要切割的位置，借助槽钢板和拓位槽孔可以让压力罐切割机构整体在压力罐的外部移动，直至激光切割头的末端位于标记处；

S4、切割加工：启动激光切割头，操作员手持激光切割头的握持端，在导向槽孔的作用下，激光切割头可以在一区段弧面板、二区段弧面板以及三区段弧面板所共同组成圆形的限位框架内做圆周运动，实现对压力罐的切割处理；

S5、切割缓冲：当压力罐被切割成两段时，切割端会落至一区段弧面板的内部，此时，再次整体移动压力罐切割机构，让切割端脱离一区段弧面板，随后一区段弧面板落至缓冲防护机构的上方，借助第一缓冲弹簧和第二缓冲弹簧以及伸缩杆实现缓冲作用；

S6、收集归整：将切割后所形成的两段压力罐，分别利用吊车吊离整个切割机构，即可完成切割处理。

有益效果

本发明提供了基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构及其方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

1、该基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构，包括压力罐承载基座，压力罐承载基座的两侧端面均通过焊接方式固定设置有槽钢板，两个槽钢板的上、下端面均固定开设有拓位槽孔，且两个槽钢板的上方共同连接有压力罐切割机构，该压力罐切割机构可以借助槽钢板以及拓位槽孔在压力罐承载基座的上方移动，当操作员做出切割标记后，通过移动压力罐切割机构，让切割头准确定位被标记的切割点，该机构在移动后，不仅可以截断压力罐，还可以在压力罐的表面开孔，从而可以根据实际的需求，实现多个方式的切割处理，提高实用性。

2、该基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构，通过在压力罐承载基座内部的两侧端面共同滑动连接有缓冲防护机构，该缓冲防护机构与压力罐承载基座之间为滑动连接，从而缓冲防护机构可以根据实际的切割点在压力罐承载基座上移动，适用于不同的切割位置，另外，通过自身的缓冲弹簧以及伸缩杆的配合使用，可以实现对掉落的压力罐区段进行良好的缓冲处理，防止出现损坏变形的问题，结构科学合理，使用安全方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明压力罐切割机构的结构示意图；

图3为本发明压力罐切割机构的正视图；

图4为本发明压力罐切割机构的展开结构示意图；

图5为本发明基础承载架的结构示意图；

图6为本发明缓冲防护机构的结构示意图。

图中：1、压力罐承载基座；2、万向滚轮；3、加强板；4、压力罐支架；5、压力罐；6、吊耳板；7、槽钢板；8、拓位槽孔；9、压力罐切割机构；91、滑动基座；911、基础承载架；912、立板；913、滚筒轴；914、限位板；92、一区段弧面板；93、二区段弧面板；94、三区段弧面板；95、导向槽孔；96、激光切割头；97、铰接轴；10、缓冲防护机构；101、滑轨；102、基板；103、伸缩杆；104、横轴杆；105、滑套；106、第一缓冲弹簧；107、第二缓冲弹簧；108、缓冲力衔接件；109、受力板。

具体实施方式

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，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构及，包括压力罐承载基座1，压力罐承载基座1内部的两侧均固定焊接设置有若干个加强板3，且压力罐承载基座1两侧的底部分别对应安装有若干个万向滚轮2，压力罐承载基座1的顶部端面对称式固定安装有两个压力罐支架4，两个压力罐支架4的顶部端面共同承载放置有压力罐5，压力罐5的顶部表面对称式焊接固定连接有两个吊耳板6，压力罐承载基座1的两侧端面均通过焊接方式固定设置有槽钢板7，两个槽钢板7的上、下端面均固定开设有拓位槽孔8，且两个槽钢板7的上方共同连接有压力罐切割机构9，压力罐承载基座1内部的两侧端面共同滑动连接有缓冲防护机构10。

请参阅图2-4，压力罐切割机构9包括分别对应安装在两个槽钢板7上方的两个滑动基座91，两个滑动基座91的顶部端面共同焊接设置有一区段弧面板92，一区段弧面板92的两端内嵌式安装有铰接轴97，且一区段弧面板92的两端通过两个铰接轴97分别对应连接有二区段弧面板93和三区段弧面板94，一区段弧面板92、二区段弧面板93以及三区段弧面板94共同拼接形成一个圆形结构的限位框架，且一区段弧面板92、二区段弧面板93以及三区段弧面板94的内部均固定开设有导向槽孔95，导向槽孔95的内部滑动式安装有激光切割头96，二区段弧面板93和三区段弧面板94顶部相接触的一端为互补结构，互补结构之间通过螺栓固定连接。

请参阅图5，滑动基座91包括设置在槽钢板7上方的基础承载架911，基础承载架911的上表面固定连接有立板912，基础承载架911底部的两侧均固定安装有滚筒轴913，滚筒轴913置于槽钢板7的内部，且滚筒轴913的底端延伸至槽钢板7的下方并且固定连接有限位板914。

请参阅图6，缓冲防护机构10包括分别与压力罐承载基座1内部两侧壁滑动连接的两个滑轨101，两个滑轨101的顶端共同连接有一块基板102，基板102的顶部端面对称安装有两个伸缩杆103，两个伸缩杆103之间共同连接有一根横轴杆104，横轴杆104的外部区段活动套接有两个滑套105，且横轴杆104的外部区段且位于伸缩杆103和滑套105之间套接有第一缓冲弹簧106，两个伸缩杆103伸缩端的外部均套接设置有第二缓冲弹簧107，且两个伸缩杆103的伸缩端共同连接有受力板109，受力板109的底部端面且位于两个第二缓冲弹簧107之间固定安装有缓冲力衔接件108，缓冲力衔接件108为三角状的铰接件，缓冲力衔接件108的底部两端分别对应与两个滑套105通过销轴连接。

在发明中，基于航天试验用高压气体储罐加工用切割机构的操作方法包括如下步骤：

S1、准备工作：在放置压力罐之前，操作人员将连接二区段弧面板93和三区段弧面板94顶部互补结构的螺栓拧下，在铰接轴97的作用下，可以分别将二区段弧面板93和三区段弧面板94向外展开，让原本处于密封状态的限位框架打开一个缺口；

S2、放置待加工压力罐：借助吊车，将悬吊绳索挂置在两个吊耳板6的内部，启动吊车，将压力罐5借助步骤S1中所打开的缺口放置到两个压力罐支架4的顶部，随后，让二区段弧面板93和三区段弧面板94重新连接，重构一区段弧面板92、二区段弧面板93以及三区段弧面板94所共同组成圆形的限位框架；

S3、切割点定位调整：操作员根据加工要求，在压力罐5的表面对应标记出需要切割的位置，借助槽钢板7和拓位槽孔8可以让压力罐切割机构9整体在压力罐5的外部移动，直至激光切割头96的末端位于标记处；

S4、切割加工：启动激光切割头96，操作员手持激光切割头96的握持端，在导向槽孔95的作用下，激光切割头96可以在一区段弧面板92、二区段弧面板93以及三区段弧面板94所共同组成圆形的限位框架内做圆周运动，实现对压力罐5的切割处理；

S5、切割缓冲：当压力罐5被切割成两段时，切割端会落至一区段弧面板92的内部，此时，再次整体移动压力罐切割机构9，让切割端脱离一区段弧面板92，随后一区段弧面板92落至缓冲防护机构10的上方，借助第一缓冲弹簧106和第二缓冲弹簧107以及伸缩杆103实现缓冲作用；

S6、收集归整：将切割后所形成的两段压力罐5，分别利用吊车吊离整个切割机构，即可完成切割处理。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。