[发明专利]一种运载火箭加泄连接器自动对接控制系统

说明书

一种运载火箭加泄连接器自动对接控制系统，包括：监控单元、运动控制单元、伺服控制器、力检测单元、锁紧机构，六自由度并联机构、视觉监测单元；视觉监测单元利用摄像头对运载火箭箭上接口位置和姿态进行检测；力监测单元利用力和力矩传感器对接后产生的力和力矩进行检测；锁紧机构完成加泄连接器与箭上接口的锁紧；运动控制单元利用视觉监测单元和力检测单元对六自由并联机构的运动进行控制；伺服驱动器完成对电动机的驱动。本发明实现在不对箭体进行改动的条件下完成加泄连接器与箭上接口的自动对接与锁紧，并跟随箭上接口的运动，相比于现在人工对接的方法，节省人力，保障人员安全。

技术领域

本发明涉及一种运载火箭加泄连接器自动对接控制系统，属于运载火箭地面设备加注技术领域。

背景技术

运载火箭或导弹与地面设备之间的气、液接口设备一般称为连接器。在发射之前，运载火箭一直通过箭上的接口与连接器连接在一起，完成运载火箭的各项测试。

目前我国运载火箭的连接器与箭上的接口对接全部依靠人工完成，尤其是推进剂加注和泻出连接器(简称“加泄连接器”)，由操作人员采取手动直接操作方式进行加泄连接器与箭体接口之间的连接，而运载火箭的液态推进剂具有易燃、易爆、易挥发及强腐蚀性的显著特性，少量吸入或接触即可能导致人员中毒，出现伤亡事故。

随着我国新一代重型运载火箭发展，加泄连接器的质量也在不断增大，正在逐步超出人力的能力范围；而由于技术的发展，对发射过程提出了快速、安全、可靠等要求，人工对接的方式已经不能满足相应要求。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种运载火箭加泄连接器自动对接控制系统，根据视觉和力检测箭上接口的位置和姿态，驱动六自由度并联机构完成对接、锁紧，并在加注过程中能够实时调整以适应箭体的晃动，加注完毕后控制加泄连接器与箭体活门解锁、分离并可靠回收到安全位置。解决了我国运载火箭连接依靠人工对接所带来的问题。

本发明解决的技术方案为：一种运载火箭加泄连接器自动对接控制系统，包括：监控单元、运动控制单元、伺服控制器、力检测单元、锁紧机构，六自由度并联机构、视觉监测单元；

六自由度并联机构，包括上表面和下表面，上表面的面积小于下表面的面积，上表面和下表面之间包括六个电动缸，六个电动缸分别为第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸、第六电动缸。

第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸、第六电动缸的缸桶一端均通过球形铰链连接在下表面的一侧，第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸、第六电动缸的活塞杆一端通过球形铰链连接在上表面的一侧；

设定上表面上的六个电动缸活塞杆一端的球形铰链与上表面的连接点所形成的圆为上铰链分布圆，上铰链分布圆的半径为R_a；

设定下表面上的六个电动缸缸桶一端的球形铰链与下表面的连接点所形成的圆为下铰链分布圆，下铰链分布圆的半径为R_b；

第一电动缸、第三电动缸、第五电动缸活塞杆一端的球形铰链在上表面均匀分布在半径为R_a的圆的边缘，且第一电动缸、第三电动缸、第五电动缸活塞杆一端的球形铰链分别与上表面连接形成的三个连接点，连线后呈正三角形；

第二电动缸、第四电动缸、第六电动缸缸桶一端的球形铰链在上表面均匀分布在半径为的R_a圆的边缘，且第二电动缸、第四电动缸、第六电动缸缸桶一端的球形铰链分别与上表面连接形成的三个连接点，连线后呈正三角形；