一种火箭发动机翻转机构的制作方法

1.本发明涉及航空设备生产技术领域，尤其涉及一种火箭发动机翻转机构。


背景技术：

2.火箭发动机在装配运输的过程中需要多次进行姿态调整，而火箭发动机多采用竖直状态装配，为了方便运输交付等，会对发动机进行整体水平翻转，翻转过程中对设备提出了诸多要求。
3.例如翻转系统与地面的固定方式应当尽量简单，避免对地面造成破坏，其次翻转过程中，发动机应当整体保持平稳，翻转的速度应当可以进行电动控制，且翻转过程中应当可以实现任意角度的悬停和锁定功能。现有技术中虽然具有可以实现上述功能的翻转机构，但是结构复杂，因此也难以实现针对不同型号的发动机进行拓展应用。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提出了一种结构设计合理的火箭发动机翻转机构。
5.本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种火箭发动机翻转机构，其包括：支撑柱、固定框架、旋转轴、拨块和驱动装置，支撑柱对称设置在固定框架相对的两端，固定框架用于固定火箭发动机，固定框架靠近支撑柱的侧面均设置有旋转轴，旋转轴抵接在支撑柱上，固定框架可绕旋转轴转动，驱动装置固定安装在其中一个支撑柱上，固定框架靠近驱动装置的一侧设有拨块，驱动装置选择性地与拨块传动连接并可驱动固定框架绕旋转轴转动。
6.在以上技术方案的基础上，优选的，所述驱动装置包括驱动机构、转动机构和拨杆，所述转动机构与其中一个支撑柱转动连接，转动机构的转轴与旋转轴同轴，驱动机构固定安装在支撑柱上，驱动机构驱动转动机构转动，拨杆可转动安装在转动机构靠近固定框架的一侧，拨杆的转轴与旋转轴平行，拨杆靠近固定框架的一端开设有通槽，拨块位于拨杆的转动轨迹上，调整拨杆相对于转动机构的角度，可以使拨块选择性地通过通槽或被拨杆阻挡。
7.在以上技术方案的基础上，优选的，所述转动机构包括转盘和齿圈，转盘转动安转在支撑柱上，转盘的边缘安装有齿圈，齿圈与转盘的转轴同轴设置，所述驱动机构的驱动端与齿圈啮合。
8.在以上技术方案的基础上，优选的，所述驱动机构为蜗轮蜗杆减速机。
9.更进一步优选的，还包括限位固定座和限位块，限位固定座固定安装在安装有转动机构的支撑柱上，限位块的数量为两个，两个限位块分别固定安装在转盘靠近固定座的一侧面的不同位置，转盘转动的过程中，两个限位块可选地分别抵持在限位固定座相对的两侧面。
10.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括操作杆和锁紧插销，所述操作杆的一端与拨杆表面固定连接，且操作杆垂直于拨杆的转轴，锁紧插销垂直于转动机构表面，转动机
构上开设有螺孔，所述拨杆靠近转动机构的一端开设有两个沉孔，锁紧插销贯穿螺孔并选择性地嵌入在沉孔内，锁紧插销嵌入两个不同的沉孔内，从而使拨块选择性地通过通槽或被拨杆阻挡。
11.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括支撑座和滚轮，支撑座固定安装在支撑柱的表面，两个滚轮转动安装在支撑座靠近固定框架的一侧，两个滚轮的转轴与转动轴相互平行，两个滚轮的转轴在同一水平面上，两个滚轮间隔设置且两个滚轮表面的最小间距小于旋转轴的直径，所述旋转轴滚动设置在两个滚轮之间。
12.在以上技术方案的基础上，优选的，所述支撑座靠近固定框架的一侧沿竖直方向向上开设有导向槽，所述滚轮分别沿水平方向设置在导向槽的两侧，旋转轴嵌入在导向槽内。
13.在以上技术方案的基础上，优选的，所述固定框架靠近支撑柱的侧面均沿直线阵列开设有若干通孔，所述旋转轴和拨块分别选择性地嵌入安转在不同的通孔内。
14.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括斜拉杆和限位柱，所述限位柱设置在支撑柱靠近固定框架的一侧，每个限位柱上均可拆卸连接有至少两个斜拉杆，两个斜拉杆远离限位柱的一端分别与限位柱所在一侧的支撑柱上不同的位置紧固连接。
15.本发明的火箭发动机翻转机构相对于现有技术具有以下有益效果：
16.(1)本发明的火箭发动机翻转机构由固定框架和支撑柱支撑，两者之间通过旋转轴实现转动连接，通过驱动装置驱动固定框架转动，以实现姿态调整，结构简单，便于对固定框架进行更换或者改变，以适应不同的型号卫星翻转；
17.(2)为了使本发明的火箭发动机翻转机构能够适应不同的发动机，还对驱动结构进行了改进，固定框架与驱动装置之间采用容易拆卸的插接方式进行连接，且插接和分离的切换简单，通过手动调整拨杆相对转动机构的角度即可实现模式切换；
18.(3)进一步，为了实现稳定的翻转驱动，本发明采用蜗轮蜗杆减速机进行转动驱动，通过齿圈和减速机的输出端啮合的方式进行驱动，具体的，齿圈可以采用加茂滚轮齿圈，可以消除啮合间隙，确保翻转角度准确，同时具有一定的自锁功能；
19.(4)本发明中固定框架上的旋转轴以及拨块的位置均可以进行调整更换，从而可以方便调整固定框架相对支撑柱的位置，以适应不同型号的火箭发动机；
20.(5)本发明中还采用斜拉杆结构和限位柱，用于对固定框架进行临时位置固定，保证翻转过程中姿态的稳定性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明火箭发动机翻转机构的轴测图；
23.图2为图1的爆炸图；
24.图3为本发明火箭发动机翻转机构的轴测图；
25.图4为本发明火箭发动机翻转机构中斜拉杆的轴测图；
26.图5为本发明火箭发动机翻转机构中驱动装置部分的局部爆炸图。
27.图中：1-支撑柱、2-固定框架、3-旋转轴、4-拨块、5-驱动装置、6-限位固定座、7-限位块、8-操作杆、9-锁紧插销、10-支撑座、11-滚轮、12-斜拉杆、13-限位柱、51-驱动机构、52-转动机构、53-拨杆、521-转盘、522-齿圈、523-螺孔、531-通槽、532-沉孔、101-导向槽、21-通孔。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
29.如图1所示，结合图2-5，本发明的火箭发动机翻转机构，其包括支撑柱1、固定框架2、旋转轴3、拨块4和驱动装置5，支撑柱1对称设置在固定框架2相对的两端，固定框架2用于固定火箭发动机，固定框架2靠近支撑柱1的侧面均设置有旋转轴3，旋转轴3抵接在支撑柱1上，固定框架2可绕旋转轴3转动，驱动装置5固定安装在其中一个支撑柱1上，固定框架2靠近驱动装置5的一侧设有拨块4，驱动装置5选择性地与拨块4传动连接并可驱动固定框架2绕旋转轴3转动。
30.以上实施方式中，支撑柱1对称设置在固定框架2相对的两端，固定框架2正对支撑柱的两侧面均安装有旋转轴3和拨块4，在稳定状态下，旋转轴3抵持在支撑柱1的上表面，且拨块4位于旋转轴3的正上方或者正下方，驱动装置5则安装在其中一个支撑柱1表面，驱动装置5选择性地与拨块4相互配合，并驱动拨块4围绕旋转轴3转动，从而实现驱动固定框架2转动，旋转轴3在固定框架2的重力作用下而抵持在支撑柱1表面，作为优选的，旋转轴3的长度方向水平设置。
31.以上实施方式中，固定框架2可以直接通过其中设备提升而脱离支撑柱1，实现更换或拆卸或者调整。
32.在具体实施方式中，所述驱动装置5包括驱动机构51、转动机构52和拨杆53，所述转动机构52与其中一个支撑柱1转动连接，转动机构52的转轴与旋转轴3同轴，驱动机构51固定安装在支撑柱1上，驱动机构51驱动转动机构52转动，拨杆53可转动安装在转动机构52靠近固定框架2的一侧，拨杆53的转轴与旋转轴3平行，拨杆53靠近固定框架2的一端开设有通槽531，拨块4位于拨杆53的转动轨迹上，调整拨杆53相对于转动机构52的角度，可以使拨块4选择性地通过通槽531或被拨杆53阻挡。
33.以上实施方式中，转动机构52通过拨杆53选择性地与拨块4进行驱动连接，且转动机构52的转轴与旋转轴3同轴，因此当转动机构52与拨块4连接时，若转动机构52转动，则可以带动固定框架2随之转动，具体的，拨块4突出于固定框架2的表面且朝向支撑柱1设置，而拨杆53靠近固定框架2的一端沿着拨杆53的径向方向开设通槽531，因此当转动机构52保持位置不变，而转动拨杆53时，通槽531的开口方向随之变化，其中个存在一种拨杆53的角度，可以使转动机构52转动时，拨块4能够顺利通过通槽531，若拨杆53并不在该特定角度时，转动机构52转动的过程中，拨块4会抵持在拨杆53的外表面，而当拨杆53在该特定角度，且转动机构52转动至拨块4嵌入在通槽531内时，在该状态下转动拨杆53，从而可以使拨块4相对
拨杆53固定。
34.以上实施方式提供了一种固定框架2可以相对支撑柱1进行拆卸和选择性的固定以及可驱动转动连接的方案，采用该方案，可以使固定框架2方便进行更换以适应不同型号的卫星的翻转。
35.在具体实施方式中，所述转动机构52包括转盘521和齿圈522，转盘521转动安转在支撑柱1上，转盘521的边缘安装有齿圈522，齿圈522与转盘521的转轴同轴设置，所述驱动机构51的驱动端与齿圈522啮合。
36.以上实施方式中，优选的，齿圈522为加茂滚轮齿圈通过驱动机构51驱动齿圈522转动，齿圈522传动，方便进行角度锁定，且加茂滚轮齿圈可以消除啮合间隙，有利于进行角度精确控制。
37.在具体实施方式中，所述驱动机构51为具备自锁功能的蜗轮蜗杆减速机。
38.以上实施方式中，蜗轮蜗杆减速机用于驱动转动机构52转动，还具有自锁能力，安全性能高。
39.在具体实施方式中，还包括限位固定座6和限位块7，限位固定座6固定安装在安装有转动机构52的支撑柱1上，限位块7的数量为两个，两个限位块7分别固定安装在转盘521靠近固定座1的一侧面的不同位置，转盘521转动的过程中，两个限位块7可选地分别抵持在限位固定座6相对的两侧面。
40.以上实施方式中，目标实现的翻转角度在0-90
°
之间，因此转动机构52的转动角度需要进行限制，若转动角度超过限定时固定框架2可能无法保持稳定，为了实现角度限制，在转盘521表面对应位置分别安装两个限位块7，限位块7用于与固定座6配合限位，具体的，在拨块4和拨杆53传动连接的情况下，在固定框架2保持自然状态下，其上固定的发动机处于竖直状态，此时其中一个限位块7抵持在固定座6的其中一侧表面，当固定框架2翻转至发动机处于水平状态时，另一个限位块则抵持在固定座6的另一侧表面，两个限位块7与旋转轴连线之间的夹角不超过90
°
。
41.在具体实施方式中，还包括操作杆8和锁紧插销9，所述操作杆8的一端与拨杆53表面固定连接，且操作杆8垂直于拨杆53的转轴，锁紧插销9垂直于转动机构52表面，转动机构52上开设有螺孔523，所述拨杆53靠近转动机构52的一端开设有两个沉孔532，锁紧插销9贯穿螺孔523并选择性地嵌入在沉孔532内，锁紧插销9嵌入两个不同的沉孔532内，从而使拨块4选择性地通过通槽531或被拨杆53阻挡。
42.以上实施方式中，操作杆8用于辅助操作调节拨杆53的旋转角度，锁紧插销9则用于对拨杆53的位置进行限位固定，具体的，锁紧插销9与转动机构52上端螺孔523螺纹连接，锁紧插销9相对螺孔532转动时，锁紧插销9的末端相对转盘521的距离变化，并可选择性嵌入在沉孔532内，实现转动机构52相对拨杆53锁紧和不锁紧的切换。
43.在具体实施方式中，还包括支撑座10和滚轮11，支撑座10固定安装在支撑柱1的表面，两个滚轮11转动安装在支撑座10靠近固定框架2的一侧，两个滚轮11的转轴与转动轴3相互平行，两个滚轮11的转轴在同一水平面上，两个滚轮11间隔设置且两个滚轮11表面的最小间距小于旋转轴3的直径，所述旋转轴3滚动设置在两个滚轮11之间。
44.以上实施方式中，为了降低固定框架2与支撑柱1之间转动过程中的摩擦力，采用两个滚轮11作为承接结构，作为优选的，所述滚轮11为轨迹滚轮，承载力强且具有良好的可
靠性，且两个滚轮11作为承接滚动接触结构，还具有一定的限位作用，可以避免转动过程中旋转轴3脱离连接位置。
45.在具体实施方式中，所述支撑座10靠近固定框架2的一侧沿竖直方向向上开设有导向槽101，所述滚轮11分别沿水平方向设置在导向槽101的两侧，旋转轴嵌入在导向槽101内。
46.以上实施方式中，由于滚轮11的限位效果有限，其限位效果主要是由于滚轮11与旋转轴3之间接触面的切向斜面形成的向心支撑作用形成，因此限位效果受到斜面倾斜度影响，但是斜面倾斜度过大时，旋转轴3则容易对两个滚轮产生水平反向的作用力，最终使旋转轴3受到的支撑作用力较弱，容易导致摩擦力过大以及坠落的问题，本技术通过设置一个导向槽101，从而直接对旋转轴3形成水平方向的位置限定。
47.在具体实施方式中，所述固定框架2靠近支撑柱1的侧面均沿直线阵列开设有若干通孔21，所述旋转轴3和拨块4分别选择性地嵌入安转在不同的通孔21内。
48.以上实施方式中，将旋转轴3和拨块4嵌入在通孔21内，从而可以实现调整固定框架2的转动轴的位置，以适应不同尺寸的发动机的安装和翻转，由于不同尺寸发动机的重心位置不同，因此当旋转轴3的轴线方向与发动机的重心位置接近重合或者重合时，固定框架2在翻转时因重力产生的力矩则更小，翻转更容易，相比直接更换固定框架2，以上实施方案可以大幅度缩减工装夹具的用量，提高同一种固定框架2的利用率。
49.在具体实施方式中，还包括斜拉杆12和限位柱13，所述限位柱13设置在支撑柱1靠近固定框架2的一侧，每个限位柱13上均可拆卸连接有至少两个斜拉杆12，两个斜拉杆12远离限位柱13的一端分别与限位柱13所在一侧的支撑柱1上不同的位置紧固连接。
50.以上实施方式中，斜拉杆12为伸缩螺母杆，斜拉杆12的长度可以进行调节，根据固定框架2的翻转角度，调节多个斜拉杆12的长度，从而使对应的固定框架2与支撑柱1之间通过至少两个斜拉杆12进行刚性连接，实现位置固定，具体的，斜拉杆12的末端分别与支撑柱1的表面以及固定框2上的限位柱13进行紧固连接，具体的可以是压紧过盈配合，更具体的，斜拉杆12的末端设有限位环，通过将限位柱13与限位环进行限位固定连接，在支撑柱1的表面可以开设螺孔，通过螺栓贯穿斜拉杆12末端的限位环并螺接于螺孔内，实现与支撑柱1的紧固连接。
51.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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。