一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，涉及航天器制造技术领域；包括如下步骤：步骤一、根据节点舱制造8块防护板；步骤二、将其中1块防护板相对于节点舱进行径向定位；步骤三、安装n个防护板安装支座；步骤四、在防护板安装支座的轴向顶端安装定位支撑结构；步骤五、采用磁力柱遍历防护板的外壁；确定全部待打孔位置，并标记；步骤六、按照标记在防护板上打孔；将防护板通过安装在防护板安装支座上；步骤七、重复7次步骤二至步骤六；完成其余7块防护板的安装；本发明解决了节点舱结构舱外防护板的安装问题，解决了遮挡空间无法准确钻打安装孔的问题，实现了快速获取防护板安装支座的定位点的坐标值。
1.一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、选取球形结构的节点舱(1)；节点舱(1)的外壁不均匀布满加强筋；根据节点舱(1)制造8块防护板(2)；实现8块防护板(2)拼接后为与节点舱(1)同心的球体，且拼接后的8块防护板(2)套在节点舱(1)的外壁；
步骤二、将其中1块防护板(2)相对于节点舱(1)的外壁，进行径向定位；
步骤三、在节点舱(1)对应该防护板(2)区域内的加强筋顶部处安装n个防护板安装支座(3)；
步骤四、在每个防护板安装支座(3)的轴向顶端固定安装1个定位支撑结构(4)；
步骤五、采用磁力柱(5)遍历防护板(2)的外壁；确定全部待打孔位置，并标记；
步骤六、将所有定位支撑结构(4)拆除；按照标记在防护板(2)上打孔；将防护板(2)通过螺钉固定安装在防护板安装支座(3)上；
步骤七、重复7次步骤二至步骤六；将其余7块防护板(2)安装在节点舱(1)的外壁，完成安装。
2.根据权利要求1所述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，其特征在于：所述步骤二中，径向定位后，防护板(2)与节点舱(1)的外壁的间距为945mm。
3.根据权利要求2所述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，其特征在于：所述步骤三中，防护板安装支座(3)为轴向竖直放置的立方体结构；尺寸为16mm×18mm×
940mm；n个防护板安装支座(3)不均匀分布；相邻2个防护板安装支座(3)的间距为200-
4.根据权利要求3所述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，其特征在于：所述步骤四中，所述定位支撑结构(4)包括球头(41)、接触段(42)和连接段(43)；其中，连接段(43)为轴向竖直放置的柱段结构；接触段(42)为轴向竖直放置的柱段结构；接触段(42)同轴设置在连接段(43)的顶端；球头(41)设置在接触段(42)顶部的中心处；安装时，连接段(43)伸入防护板安装支座(3)的顶部；接触段(42)的下表面与防护板安装支座(3)的上表面接触；球头(41)的顶端与防护板(2)的内壁接触。
5.根据权利要求4所述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，其特征在于：所述连接段(43)直径为4mm；轴向长度为6mm；接触段(42)直径为12mm；轴向长度为2mm；所述球头(41)、接触段(42)和连接段(43)均采用45#钢材料。
6.根据权利要求5所述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，其特征在于：所述球头(41)的球面半径为SR1524；与防护板(2)内壁半径一致。
7.根据权利要求6所述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，其特征在于：所述步骤五中，确定待打孔位置的方法时，当磁力柱(5)移动至定位支撑结构(4)附近时，磁力柱(5)与定位支撑结构(4)产生磁吸力；当磁吸力大于3000GS时，认为磁力柱(5)位于定位支撑结构(4)的正上方，该位置为1个待打孔位置。
8.根据权利要求7所述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，其特征在于：所述步骤五中，所述磁力柱(5)为柱状结构；直径为10mm；轴向长度为20mm。
9.根据权利要求1-8之一所述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，其特征在于：所述步骤六中，安装防护板(2)时，在防护板(2)与防护板安装支座(3)之间设置有玻璃钢垫(6)和橡胶垫(7)；在螺钉下表面与防护板(2)上表面之间设置有玻璃钢垫(6)。
一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种航天器制造技术领域，特别是一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法。
背景技术
[0002] 针对空间站核心舱的节点舱结构，节点舱结构位于空间站核心舱的头部，属于密封加压舱，是空间站的重要连接枢纽。针对空间碎片对航天器安全运行带来的威胁，航天器的舱体外侧布置防护板对舱体进行保护。节点舱结构防护板位于节点舱球形壁板的外侧。节点舱壁板是采用球形滚弯成形的，在成形后的网格筋上安装孔位置与理论位置存在一定偏差，防护板相对于整舱的安装位置标定困难，无法直接进行节点舱防护板的安装。需要通过使用精测设备和大型五轴数控机床进行精确安装，装配效率非常低。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，解决了节点舱结构舱外防护板的安装问题，解决了遮挡空间无法准确钻打安装孔的问题，实现了快速获取防护板安装支座的定位点的坐标值。
[0004] 本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
[0005] 一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，包括如下步骤：
[0006] 步骤一、选取球形结构的节点舱；节点舱的外壁不均匀布满加强筋；根据节点舱制造8块防护板；实现8块防护板拼接后为与节点舱同心的球体，且拼接后的8块防护板套在节点舱的外壁；
[0007] 步骤二、将其中1块防护板相对于节点舱的外壁，进行径向定位；
[0008] 步骤三、在节点舱对应该防护板区域内的加强筋顶部处安装n个防护板安装支座；
[0009] 步骤四、在每个防护板安装支座的轴向顶端固定安装1个定位支撑结构；
[0010] 步骤五、采用磁力柱遍历防护板的外壁；确定全部待打孔位置，并标记；
[0011] 步骤六、将所有定位支撑结构拆除；按照标记在防护板上打孔；将防护板通过螺钉固定安装在防护板安装支座上；
[0012] 步骤七、重复7次步骤二至步骤六；将其余7块防护板安装在节点舱的外壁，完成安装。
[0013] 在上述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，所述步骤一中，防护板为弧形结构。
[0014] 在上述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，所述步骤二中，径向定位后，防护板与节点舱的外壁的间距为945mm。
[0015] 在上述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，所述步骤三中，防护板安装支座为轴向竖直放置的立方体结构；尺寸为16mm×18mm×940mm；n个防护板安装支座不均匀分布；相邻2个防护板安装支座的间距为200-600mm；n为正整数，且140≤n≤150。
[0016] 在上述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，所述步骤四中，所述定位支撑结构包括球头、接触段和连接段；其中，连接段为轴向竖直放置的柱段结构；接触段为轴向竖直放置的柱段结构；接触段同轴设置在连接段的顶端；球头设置在接触段顶部的中心处；安装时，连接段伸入防护板安装支座的顶部；接触段的下表面与防护板安装支座的上表面接触；球头的顶端与防护板的内壁接触。
[0017] 在上述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，所述连接段直径为4mm；轴向长度为6mm；接触段直径为12mm；轴向长度为2mm；所述球头、接触段和连接段均采用45#钢材料。
[0018] 在上述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，所述球头的球面半径为SR1524；与防护板内壁半径一致。
[0019] 在上述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，所述步骤五中，确定待打孔位置的方法时，当磁力柱移动至定位支撑结构附近时，磁力柱与定位支撑结构产生磁吸力；当磁吸力大于3000GS时，认为磁力柱位于定位支撑结构的正上方，该位置为1个待打孔位置。
[0020] 在上述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，所述步骤五中，所述磁力柱为柱状结构；直径为10mm；轴向长度为20mm。
[0021] 在上述的一种球形舱体防护板非接触定位的安装方法，所述步骤六中，安装防护板时，在防护板与防护板安装支座之间设置有玻璃钢垫和橡胶垫；在螺钉下表面与防护板上表面之间设置有玻璃钢垫。
[0022] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0023] (1)本发明在节点舱结构防护板安装过程中，放弃了使用激光跟踪仪精测节点舱球形舱壁上防护板安装支座的位置点，再利用大型五轴机床进行辅助加工防护板上的多个位置点的方法，选择使用舱体内、外非接触定位的方法，避免了精测和大型五轴机床辅助加工的时间，装配效率提高2倍以上，有效地缩短了节点舱防护板的安装周期，能够较好地满足安装的精度要求，综上此种舱体内、外非接触定位的方法具有较好的市场竞争力；
[0024] (2)本发明采用了定位支撑结构和磁力装置相互配合的方法，解决了遮挡空间无法准确钻打安装孔的问题，有效地缩短了节点舱防护板的安装周期；
[0025] (3)本发明采用水平定位工装与垂直定位工装，提高了获得准确的定位点位置的精度，实现了节点舱防护板的外形轮廓的高精度对准；
[0026] (4)本发明采用了一种舱体内外非接触定位的方法，避免了精测和大型五轴机床辅助加工的时间，提高了球形防护板的装置效率，实现了快速获取防护板安装支座的定位点的坐标值。
附图说明
[0027] 图1为本发明防护板安装流程图；
[0028] 图2为本发明节点舱与防护板位置示意图；
[0029] 图3为本发明防护板安装支座安装示意图；
[0030] 图4为本发明定位支撑结构示意图；
[0031] 图5为本发明防护板安装示意图。
具体实施方式
[0032] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
[0033] 本发明解决了节点舱结构舱外防护板的安装问题，解决了遮挡空间无法准确钻打安装孔的问题，可以实现快速获取防护板安装支座的定位点的坐标值，在很大程度上缩短了装配周期。
[0034] 本发明提供的防护板非接触定位的安装方法，在节点舱1结构舱外防护板2的安装过程中，将防护板2的安装分为试装阶段和正式安装，并在试装阶段，采用一种舱体内、外非接触定位的方法完成防护板安装孔的配打，避免精测设备和大型五轴数控机床的使用，可以有效的提高装配效率。如图1，主要包括如下步骤：
[0035] 步骤一、选取球形结构的节点舱1；节点舱1舱壁为球形结构，其直径SR为2.85m，由8块节点舱壁板拼焊而成。其中节点舱1壁板是采用球形滚弯成形的，成形误差在±2mm左右，受球形滚弯成形精度的影响，在成形后的网格筋上安装孔位置与理论位置会有较大偏差。节点舱1的外壁不均匀布满加强筋；根据节点舱1制造8块防护板2；防护板2为弧形结构。
实现8块防护板2拼接后为与节点舱1同心的球体，且拼接后的8块防护板2套在节点舱1的外壁，如图2。8块球形防护板2(SD内侧直径为3048mm)相对于整舱的安装位置标定困难，无法直接进行节点舱防护板的安装。因此，不能直接按照理论位置进行节点舱防护板安装孔位的加工，最终确定的方案为节点舱防护板在零件状态下不加工安装孔。
[0036] 步骤二、采用外形定位装置对防护板外形进行定位：将其中1块防护板2相对于节点舱1的外壁，进行径向定位；径向定位后，防护板2与节点舱1的外壁的间距为945mm；留有安装定位支撑结构4的空间。
[0037] 步骤三、作为节点舱1与防护板2之间的连接结构，在节点舱1对应该防护板2区域内的加强筋顶部处安装n个防护板安装支座3，如图3。防护板安装支座3为轴向竖直放置的立方体结构；尺寸为16mm×18mm×940mm；n个防护板安装支座3不均匀分布；相邻2个防护板安装支座3的间距为200-600mm；n为正整数，且140≤n≤150。防护板安装支座3在节点舱1舱壁与防护板2之间起连接与支撑作用。
[0038] 步骤四、由于在防护板2与防护板安装支座3之间形成的遮挡空间里，无法从防护板2外部准确找到防护板安装支座3上连接孔的具体位置。因此，在防护板2内侧设计了一种防护板定位支撑结构4。在每个防护板安装支座3的轴向顶端固定安装1个定位支撑结构4，如图4。定位支撑结构4包括球头41、接触段42和连接段43；其中，连接段43为轴向竖直放置的柱段结构；接触段42为轴向竖直放置的柱段结构；接触段42同轴设置在连接段43的顶端；球头41设置在接触段42顶部的中心处；安装时，连接段43伸入防护板安装支座3的顶部；接触段42的下表面与防护板安装支座3的上表面接触；增大了与防护板安装支座3连接的接触面积。球头41的顶端与防护板2的内壁接触。连接段43直径为4mm；轴向长度为6mm；接触段42直径为12mm；轴向长度为2mm；所述球头41、接触段42和连接段43均采用45#钢材料。球头41的球面半径为SR1524；与防护板2内壁半径一致；用于支撑防护板2的内侧壁。
[0039] 步骤五、采用磁力柱5遍历防护板2的外壁；磁力柱5为柱状结构；直径为10mm；轴向长度为20mm。确定全部待打孔位置，并标记；确定待打孔位置的方法时，当磁力柱5移动至定位支撑结构4附近时，磁力柱5与定位支撑结构4产生磁吸力；当磁吸力大于3000GS时，认为磁力柱5位于定位支撑结构4的正上方，该位置为1个待打孔位置。
[0040] 步骤六、将所有定位支撑结构4拆除；按照标记在防护板2上打孔；将防护板2通过螺钉固定安装在防护板安装支座3上；安装防护板2时，在防护板2与防护板安装支座3之间设置有玻璃钢垫6和橡胶垫7；在螺钉下表面与防护板2上表面之间设置有玻璃钢垫6，如图5。防护板2与防护板安装支座3之间是采用具有缓冲功能的橡胶垫7和玻璃钢垫6进行支撑的，两者不直接进行接触，保证了固定的牢固，以及互相不损伤。
[0041] 步骤七、重复7次步骤二至步骤六；将其余7块防护板2安装在节点舱1的外壁，完成安装。
[0042] 本发明的安装方法，作为通用方法，可以应用于后续深空探测、载人登月等有防护需求的航天任务，同时也能够应用于其他有防护需求的舱体或产品上，具有较好的应用前景。
[0043] 本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
