【技術實現步驟摘要】
本技術涉及桁架結構領域，尤其是涉及一種空間大型桁架結構在軌制造的裝置。
技術介紹
1、目前,隨著空間探索活動的深入，人類對空間設施的需求日益增長。為了滿足這些需求，需要制造出更大、更復雜的空間結構。傳統的空間桁架結構制造大多采用加工方式先制造出梁材，再通過焊接、組裝完成空間桁架結構制造，工程工藝繁瑣、加工周期長、產品質量差、內部結構不一致且無法一次性形成空間結構，考慮到大型化、輕量化是航天器及其空間附屬機構的發展趨勢，受地空運載能力與運載成本的約束，現有常規就地制造技術已無法滿足大尺寸、高性能、復雜結構件的太空應用需求。
2、空間桁架結構在軌制造技術仍在研發當中，研究較多的有在軌3d打印和基于模塊或素材的在軌組裝。基于3d打印的在軌制造方式，由于其受工藝方法的限制，對于超大型空間結構在軌構建效率較低。基于模塊或素材的在軌組裝方式，由于其組裝接口較多，無人自主組裝操作方法相對復雜，結構構建效率及剛度都相對較低。
技術實現思路
1、本技術的目的在于提供一種空間桁架結構在軌制造裝置，通過持續輸入上下兩部分帶狀材料，后經過成型模件即可完成管材成型,后可調整工位進行橫縱梁交叉結構生成，成型效果好，成型效率高。
2、為了實現以上目的，本技術采用以下技術方案：一種空間桁架結構在軌制造裝置，主要由縱梁生成裝置、橫梁生成裝置、交叉封固裝置組件和桁架支撐裝置組成；縱梁生成裝置和橫梁生成裝置垂直布置，橫梁生成裝置的布置位置處于其設備中心軸線與上交叉封固裝置組件和下交叉封固裝置組件
3、本技術一種空間桁架結構在軌制造裝置，上導向模和下導向模都具有狹縫狀的空間異形彎曲結構，狹縫彎曲的形狀介于平片定型形狀之間的過渡形狀且兩彎曲狹縫的開口相對。
4、本技術一種空間桁架結構在軌制造裝置，成型模組件包括成型芯模組件、成型上模組件和成型下模組件；成型芯模組件由成型芯模和控制成型芯模前后運動的芯模驅動機構組成；成型上模組件由成型上模和控制成型上模上下運動的上模驅動機構組成；成型下模組件由成型下模和控制成型下模上下運動的下模驅動機構組成；成型上模和成型下模閉合形成的空腔尺寸大于成型芯模的尺寸而形成間隙，間隙的厚度與縱梁或橫梁的壁厚相當；間隙的形狀可以為圓形、橢圓形或方形等。
5、本技術一種空間桁架結構在軌制造裝置，前接縫封固裝置組件和后接縫封固裝置組件都分別由壓輪、焊接頭、能量發生裝置和焊接頭運動驅動機構組成，壓輪與焊接頭前后布置，焊接頭與能量發生裝置連接并整體可與焊接頭運動驅動機構連接。
6、本技術一種空間桁架結構在軌制造裝置，上料盤和下料盤上下布置，隨后分別對應布置上送料輥和下送料輥、上導向模和下導向模、成型上模組件和成型下模組件，成型芯模置于成型上模和成型組件形成的腔室內。
7、本技術一種空間桁架結構在軌制造裝置，在縱梁和橫梁的交叉部位處布置有交叉封固裝置組件，包括上交叉封固裝置組件和下交叉封固裝置組件，都分別由交叉封固模具、加熱裝置和交叉封固裝置的運動驅動機構組成，交叉封固模具的工作面具有兩管路交叉所形成的形狀。
8、本技術一種空間桁架結構在軌制造裝置，上料盤和下料盤具有卷軸狀的結構，卷軸中心可設置張力控制裝置。
9、本技術一種空間桁架結構在軌制造裝置，上導向模或下導向模相對于狹縫可以是開合式的兩半結構，也可以是封閉式的固定結構。
10、本技術一種空間桁架結構在軌制造裝置，前接縫封固裝置組件和后接縫封固裝置組件可都分別由點膠頭、壓輪、膠槍和點膠頭運動驅動機構組成，壓輪與點膠頭前后布置，點膠頭和膠槍連接并整體與點膠頭運動驅動機構連接。
11、本技術一種空間桁架結構在軌制造裝置，包括桁架切割裝置，設置于成型模組件出口。
12、本技術一種空間桁架結構在軌制造裝置的制造方法步驟如下：
13、首先生成縱梁，方法如下：帶狀材料分別纏繞在上料盤和下料盤上，帶狀材料從上料盤和下料盤繞下之后，分別通過上送料輥和下送料輥向前輸送，分別經過上導向模和下導向模后，初步使帶狀材料產生變形，然后繼續向前進入成型模組件；此時，成型上模和成型下模處于閉合狀態，成型芯模置于成型上模和成型下模閉合形成的空腔中；在成型芯模組件、成型上模組件和成型下模組件的共同作用下形成縱梁的梁坯，縱梁的梁坯的前后材料有重合部位，重合部位經過前接縫封固裝置組件和后接縫封固裝置組件分別封固形成縱梁；當生成長度達到目標長度時，通過橫梁切割裝置切斷。
14、其次生成橫梁，方法如下：生成方法和縱梁生成方法一致。
15、最后生成交叉結構，方法如下：當需生成桁架的交叉結構時，縱梁生成裝置的成型芯模在芯模驅動機構的作用下向料盤端移動，將所生成的橫梁對應的交叉部位伸入至縱梁生成裝置上下兩帶狀材料之間；此時，預熱上交叉封固裝置組件和下交叉封固裝置組件的交叉封固模具，溫度達到高于帶狀材料的高彈態轉變溫度10-30℃(低于帶狀材料的粘流轉變溫度)時，上交叉封固裝置組件和下交叉封固裝置組件相向運動，和橫梁生成裝置的成型芯模的共同作用下，使封固形成縱梁和橫梁的交叉結構。
16、由以上技術方案可知，本技術與現有技術相比具有如下優點：
17、本技術具有高效的在軌制造能力，傳統的空間桁架結構大多采用地面加工后發射到太空進行組裝的方式。這種方式不僅工藝繁瑣，周期長，而且運輸成本高，結構一致性難以保證。而新型的空間結構桁架在軌制造技術則能夠在太空環境中直接進行桁架結構的制造，顯著提高了制造效率，降低了運輸和組裝成本。
18、本技術在結構性能的優化，采用持續輸入帶狀材料的方式進行制造，通過成型模件完成管材成型，再經過交叉封固裝置組件進行橫縱梁交叉結構生成。這種方式可以確保桁架結構的成型效果好，成型效率高，而且結構性能更加穩定。與傳統的焊接或組裝方式相比，新型制造技術能夠減少結構接口，提高結構的整體剛度，從而確保航天器的穩定性和可靠性。
19、本技術自動化程度高，此種空間結構桁架制造技術采用了自動化程度較高的設備和系統，如自動送料輥、自動成型模組件、自動封固裝置等。這些設備和系統能夠減少人為干預，提高制造過程的自動化程度，從而確保制造過程的穩定性和一致性。
20、本技術適應性強，此種空間結構桁架制造技術不受地面加工和運輸的限制，因此可以制造出更大、更本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種空間桁架結構在軌制造裝置，其特征在于：由縱梁生成裝置、橫梁生成裝置、交叉封固裝置組件和桁架支撐裝置組成，縱梁生成裝置和橫梁生成裝置垂直布置，橫梁生成裝置的布置位置處于其設備中心軸線與上交叉封固裝置組件和下交叉封固裝置組件的中心對齊；桁架支撐裝置布置于縱梁生成裝置和橫梁生成裝置的周邊；縱梁生成裝置和橫梁生成裝置具有相同的結構，由機架、上料盤、下料盤、上送料輥、下送料輥、上導向模、下導向模、成型模組件、前接縫封固裝置組件、后接縫封固裝置組件、桁架切割裝置和帶狀材料組成；上送料輥和下送料輥都分別由被動輥、主動輥、主動輥驅動裝置、間隙調整裝置和定位裝置組成，被動輥和主動輥平行布置，被動輥的輥面和主動輥的輥面之間形成間隙，間隙調整裝置與被動輥或主動輥連接，主動輥驅動裝置與主動輥連接，定位裝置設置于間隙之前或之后；上料盤和下料盤上下布置，隨后分別對應布置上送料輥和下送料輥、上導向模和下導向模、成型上模組件和成型下模組件，成型芯模置于成型上模和成型組件形成的腔室內；在縱梁和橫梁的交叉部位處布置有交叉封固裝置組件，包括上交叉封固裝置組件和下交叉封固裝置組件，都分別由交叉封固模具、加熱裝置
2.根據權利要求1所述的一種空間桁架結構在軌制造裝置，其特征在于：上導向模和下導向模都具有狹縫狀的空間異形彎曲結構，狹縫彎曲的形狀介于平片定型形狀之間的過渡形狀且兩彎曲狹縫的開口相對；成型模組件包括成型芯模組件、成型上模組件和成型下模組件，成型芯模組件由成型芯模和控制成型芯模前后運動的芯模驅動機構組成；成型上模組件由成型上模和控制成型上模上下運動的上模驅動機構組成；成型下模組件由成型下模和控制成型下模上下運動的下模驅動機構組成；成型上模和成型下模閉合形成的空腔尺寸大于成型芯模的尺寸而形成間隙，間隙的厚度與縱梁或橫梁的壁厚相當；間隙的形狀為圓形、橢圓形或方形。
3.根據權利要求1所述的一種空間桁架結構在軌制造裝置，其特征在于：前接縫封固裝置組件和后接縫封固裝置組件都分別由壓輪、焊接頭、能量發生裝置和焊接頭運動驅動機構組成，壓輪與焊接頭前后布置，焊接頭與能量發生裝置連接并整體與焊接頭運動驅動機構連接。
4.根據權利要求1所述的一種空間桁架結構在軌制造裝置，其特征在于：上料盤和下料盤具有卷軸狀的結構，卷軸中心可設置張力控制裝置。
5.根據權利要求1所述的一種空間桁架結構在軌制造裝置，其特征在于：上導向模或下導向模相對于狹縫是開合式的兩半結構，或是封閉式的固定結構。
6.根據權利要求1所述的一種空間桁架結構在軌制造裝置，其特征在于：前接縫封固裝置組件和后接縫封固裝置組件可都分別由點膠頭、壓輪、膠槍和點膠頭運動驅動機構組成，壓輪與點膠頭前后布置，點膠頭和膠槍連接并整體與點膠頭運動驅動機構連接。
...【技術特征摘要】
1.一種空間桁架結構在軌制造裝置，其特征在于：由縱梁生成裝置、橫梁生成裝置、交叉封固裝置組件和桁架支撐裝置組成，縱梁生成裝置和橫梁生成裝置垂直布置，橫梁生成裝置的布置位置處于其設備中心軸線與上交叉封固裝置組件和下交叉封固裝置組件的中心對齊；桁架支撐裝置布置于縱梁生成裝置和橫梁生成裝置的周邊；縱梁生成裝置和橫梁生成裝置具有相同的結構，由機架、上料盤、下料盤、上送料輥、下送料輥、上導向模、下導向模、成型模組件、前接縫封固裝置組件、后接縫封固裝置組件、桁架切割裝置和帶狀材料組成；上送料輥和下送料輥都分別由被動輥、主動輥、主動輥驅動裝置、間隙調整裝置和定位裝置組成，被動輥和主動輥平行布置，被動輥的輥面和主動輥的輥面之間形成間隙，間隙調整裝置與被動輥或主動輥連接，主動輥驅動裝置與主動輥連接，定位裝置設置于間隙之前或之后；上料盤和下料盤上下布置，隨后分別對應布置上送料輥和下送料輥、上導向模和下導向模、成型上模組件和成型下模組件，成型芯模置于成型上模和成型組件形成的腔室內；在縱梁和橫梁的交叉部位處布置有交叉封固裝置組件，包括上交叉封固裝置組件和下交叉封固裝置組件，都分別由交叉封固模具、加熱裝置和交叉封固裝置的運動驅動機構組成，交叉封固模具的工作面具有兩管路交叉所形成的形狀；于成型模組件出口處設置桁架切割裝置。
2.根據權利要求1所述的一種空間桁架結構在軌制造裝置，其特征在于：上導向模和下導向模都具有狹縫狀的空間異形彎曲結構...
【專利技術屬性】
技術研發人員：焦志偉，李翼龍，王鵬飛，程祥，丁玉梅，楊衛民，高夢琦，趙維剛，
申請(專利權)人：北京化工大學，
類型：新型
國別省市：
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