用于有空间位置及角度要求单机的定位装置及其设计方法 技术领域 本发明涉及一种设备定位装配工装， 特别涉及一种用于安装卫星上有空间位置及 角度要求单机的定位装置， 以及关于该定位装置的设计方法。
背景技术 目前， 卫星上单机的安装方式分两种， 有安装精度要求的和无安装精度要求的。 无 安装精度要求的单机在装星时安装方向正确即可 ； 一般有安装精度要求的单机主要用于卫 星在太空中的姿态控制， 在卫星本体坐标系中有相对夹角要求， 但此类单机在卫星本体坐 标系中的空间坐标位置要求低。
一部分精度单机的 xyz 轴与卫星本体坐标系 XYZ 轴重合， 相对夹角为 0°， 则在测 量设备上调整单机安装精度时， 只要求在测量设备坐标系上找垂直或平行即可 ； 另外一部 分精度单机的 xyz 轴与卫星本体坐标系 XYZ 轴的相对夹角不为 0°， 则精度单机一般自身配 有棱镜， 装配调整过程中， 只需利用经纬仪将棱镜的俯仰角、 偏置角及滚动角调整到位。
某卫星型号上的一种单机， 既有较高的空间坐标位置要求， 又有空间安装角度要 求， 但单机基准中心为圆环， 无法直接获得 ； 且单机上也未配备棱镜， 用上述的各种方法无 法做到满足单机精度调整的要求。
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道， 也尚未收集到国内外类似的资 料。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷， 本发明提供一种用于空间位置及角度要求单 机的定位装置及其设计方法， 解决某些卫星上既有较高的空间坐标位置要求， 又有空间安 装角度要求的单机装配问题， 特别是该单机基准中心无法直接获得， 单机上也无配备棱镜。 由于采用原先精度单机调整的各种方法已无法满足设计要求， 采取用一种能够代表高精度 单机的定位装置来进行装配调整， 且在测试设备上能便捷的进行测量调整。设计定位装置 时将基准中心转换到可直接获得的位置， 将原 xyz 轴转换到与卫星本体坐标系 XYZ 轴重合。
为了实现上述目的， 本发明的技术方案如下 ：
本发明用于有空间位置及角度要求单机的定位装置， 包括定位工装与定位块 ；
所述定位工装的前端呈圆柱端面， 圆柱端面标有十字中心线 ； 定位工装的精度等 级要求较高， 可为加工零件设置工艺中心孔， 将尺寸基准都统一转换到工艺中心孔上。
进一步， 所述定位工装选用铝合金材料， 切削加工容易， 加工时精度容易达到要 求。
所述定位块为端面呈直角三角形的柱状块， 三角形两直角边所在的两个平面， 其 中一个是定位面， 另一个是基准面 ； 所述定位面是紧靠所述定位工装底座侧边。
进一步， 所述定位块选用超硬铝合金材料， 其基准面与定位面需进行磨削来满足 定位要求 ； 三个定位块进行组合安装在定位工装的底座及侧部用于确定一个单机的安装位置。 本发明还涉及上述定位装置的设计方法， 也就是单机安装的精度调整方法， 主要 通过将单机的基准中心与空间夹角进行转换。
所述定位工装即代表精度单机， 将单机的基准中心转换到定位工装前端圆柱端面 的十字中心， 定位工装的十字中心可以直接获得。
调节单机精度时， 所述定位工装圆柱端面的十字中心点与单机的圆环中心点坐标 位置保持一致， 所述单机的圆环中心点也就是基准中心。
所述定位工装将单机安装的空间夹角转换到定位工装的圆柱中心轴线与定位工 装底座的夹角， 定位工装圆柱中心轴线与卫星本体坐标系坐标轴重合。
所述定位装置中定位工装圆柱中心轴线与定位工装底面中心线的夹角与单机的 安装角度相同。
所述定位块是确定定位工装及正式单机位置的零件， 三个定位块进行组合确定一 个单机的安装位置。
所述的定位装置的尺寸精度及形位公差的指标均按照单机的精度要求进行提出， 代替精度单机进行装配。
进一步， 所述定位工装的底座与单机安装底座结构外形及安装接口尺寸保持一致。 本发明的有益效果是， 方法简单可靠， 有效解决了有空间安装位置及角度要求的 单机的装星问题， 并为此类型的精度单机提供了一种精度调整解决方法。
附图说明 图 1 为本发明有空间安装位置及角度要求的单机的装配示意图 ；
图 1A 为图 1 的 A-A 向剖视图。
图 2 为本发明定位装置的组成及装配示意图 ；
图 2A 为图 2 的 B-B 向剖视图。
图 3 为图 2 中的定位工装的主视图 ；
图 4 为与图 3 对应的定位工装的侧视图 ；
图 5 为与图 3 对应的定位工装的俯视图。
图 6 为图 2 中的定位块的主视图 ；
图 7 为与图 6 对应的定位块的俯视图。
图中， 1、 定位工装， 2、 定位块， 3、 星体， 01、 框架， 02、 单机， 03、 圆环中心， 11、 十字中 心， 12、 工艺中心孔， 13、 圆柱端面。
具体实施方式 ：
为了使本发明的创作特征、 技术手段与达成目的易于明白理解， 以下结合具体实 施例进一步阐述本发明及其设计原理。
参看图 1 与图 1A， 为有空间安装位置及角度要求的单机的实际装配要求示意图， 在坐标系中的坐标尺寸 x、 y、 z 均有要求、 框架 01 内的单机 02 的轴线与 Y 轴的夹角 θ 有要 求， 且单机 02 的圆环中心 03 无法直接测量获得， 单机轴线安装后的角度无法测量。参看图 2 与图 2A， 本发明所述的定位装置包括 ： 定位工装 1 与三个定位块 2。中心 点在坐标系中的坐标尺寸为 x、 y、 z； 圆柱轴线与 Y 轴线夹角为 0
如图 3、 图 4 及图 5 所示， 定位工装 1 的前端呈圆柱端面 13， 圆柱端面 13 标有十字 中心线 ； 定位工装的精度等级要求较高， 可为加工零件设置工艺中心孔 12， 将尺寸基准都 统一转换到工艺中心孔 12 上。
进一步， 所述定位工装 1 选用铝合金材料， 切削加工容易， 加工时精度容易达到要 求。
参看图 6 与图 7， 定位块 2 进行组合可用于定位工装 1 及单机 02 位置的确定， 定位 块 2 为端面呈直角三角形的柱状块， 三角形两直角边所在的两个平面， 其中一个是定位面 21， 另一个是基准面 22 ； 所述定位面 21 是紧靠所述定位工装 1 底座侧边。
结合附图 1， 说明单机 02 的基准中心位置、 空间夹角的进行这种方式转换的原因 ：
如图 1、 图 2 所示， 定位装置中定位工装 1 的底座与单机 02 安装底座结构外形及安 装接口尺寸保持一致。
单机 02 的圆环中心 03 转换 ： 图 4 所示， 定位装置中定位工装 1 圆柱端面 13 的十 字中心 11 与单机 02 的圆环中心点坐标位置保持一致， 即： 调整中心坐标位置时， 以定位工 装 1 圆柱端面 13 的十字中心 11 作为测量调整依据。
单机 02 的轴线与 Y 轴线夹角的转换 ： 图 3 所示， 定位装置中定位工装 1 圆柱中心 轴线与定位工装 1 底面中心线 ( 即与单机轴平行 ) 的夹角 θ 与单机 02 安装角度 θ 相同， 将定位工装 1 圆柱中心轴线与 Y 轴调整到平行， 即保证了单机轴线安装角度 θ。
所述单机 02 的调整， 即转变为定位工装 1 圆柱端面 13 十字中心 11 坐标位置的调 整及圆柱轴线与 Y 轴平行度的调整。
定位装置的尺寸精度及形位公差的指标均按照单机 02 的精度要求进行提出， 并 分析在定位装置的极限偏差位置同样能满足单机 02 的精度要求。
图 3 所示， 定位工装 1 精度等级要求较高， 可为加工零件设置工艺中心孔 12， 将尺 寸基准都统一转换到工艺中心孔 12 上。
所述定位工装 1 选用铝合金材料， 切削加工容易， 加工时精度容易达到要求。
所述定位块 2 选用超硬铝合金， 其基准面及定位面需进行磨削来满足定位要求。
下面结合附图说明本发明的优选实施例。
参看上述各图， 卫星在测试设备上就位， 并将卫星坐标系与测试设备坐标系调整 成一致状态， 将定位工装 1 安装在星体 3 上， 然后调整定位工装 1 圆柱端面 13 十字中心 11 坐标尺寸 x， y， z， 即调整十字中心 11 在测量坐标系中的尺寸位置精度。
同时， 调整定位工装 1 圆柱中心轴线与 Y 轴线的平行度， 即调整圆柱外圆与测量坐 标系 Y 轴线平行， 或调整圆柱端面 13 与测量坐标系 Z 轴平行。
当上述两项要求都满足要求后， 即将定位工装 1 的位置度调整到位， 然后将定位 块 2 的定位面紧靠定位工装 1 底座侧边。
三个定位块 2 均安装到位后， 即确定了该单机的安装位置， 且精度均满足设计要 求。
图 1、 图 2 所示， 定位工装 1 圆柱端面 13 十字中心 11 即精度单机 02 圆环中心 03 位置确定后， 即可进行框架 01 的精度调整。上述步骤完成后， 拆下定位工装 1， 安装单机 02， 单机 02 底座侧面紧靠定位块 2 定 位面 21， 即完成了该单机精度调整的整个过程。
作为应用实例， 本发明所述的定位装置解决了既有较高的空间坐标位置要求， 又 有空间安装角度要求的单机的装配问题。经过实践， 本发明所述的定位装置已经应用于 某卫星型号太阳翼驱动机构的装配， 解决了该类型单机的装星问题及太阳翼安装框架的调 整， 且获得了非常高的装配精度。
本发明定位装置的设计原理 ： 将单机的基准中心位置、 空间夹角进行转换， 并为此 类型的精度单机提供了一种精度调整的方法。
以上显示和描述了本发明的基本原理、 主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理， 在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进， 这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。