大型运载火箭自动装填转载装置及转载方法

1.一种大型运载火箭自动装填转载装置，其特征在于，包括：集装箱组和转载平台车；
所述集装箱组包括一个以上的特种集装箱，每个所述特种集装箱内均装配运输支架车，所述运输支架车的上部为用于支撑火箭箭体模块的托座，下部为底架，所述底架和所述托座固定连接；
所述转载平台车设有单一轨距的第一导轨，每个特种集装箱均设有与所述第一导轨的轨距相同的第二导轨；所述运输支架车的底架的底部设有行进于所述第二导轨的轮组；
所述转载平台车设有自动对中组件，所述自动对中组件包括：控制器、偏差测量器、六自由度调整模块，所述控制器与所述偏差测量器、所述六自由度调整模块连接；
所述运输支架车的轮组配有驱动电机、控制器和位置传感器，所述控制器分别与所述驱动电机、所述位置传感器电连接。
2.如权利要求1所述的大型运载火箭自动装填转载装置，其特征在于，所述运输支架车的托座设有系固装置。
3.如权利要求1所述的大型运载火箭自动装填转载装置，其特征在于，所有所述特种集装箱内的运输支架车的底架结构相同，托座结构不同。
4.一种利用权利要求1所述的大型运载火箭自动装填转载装置进行转载的方法，其特征在于，包括：
特种集装箱驶入转载间，并与转载平台车对接；
特种集装箱内导轨上的运输支架车行进至所述转载平台车导轨上；
所述运输支架车上落放箭体并与所述箭体系固；
所述运输支架车带动箭体进入所述特种集装箱内，并与所述特种集装箱系固；
解除所述特种集装箱和所述转载平台车的对接；
所述特种集装箱驶出所述转载间，完成转载装箱。
5.如权利要求4所述的利用大型运载火箭自动装填转载装置进行转载的方法，其特征在于，所述与转载平台车对接的对接方式为：所述特种集装箱的第二导轨与所述转载平台车的第一导轨共线。
6.如权利要求4所述的利用大型运载火箭自动装填转载装置进行转载的方法，其特征在于，所述运输支架车带动箭体进入所述特种集装箱内包括：
所述运输支架车的底架底部的轮组在驱动电机的作用下从第一导轨驶入第二导轨，带动箭体进入所述特种集装箱内部。
7.如权利要求4-6任一项所述的利用大型运载火箭自动装填转载装置进行转载的方法，其特征在于，所述特种集装箱驶出所述转载间，完成转载装箱后，所述方法还包括：
装载有箭体的所述特种集装箱驶入第二转载间；
解除所述运输支架车和所述特种集装箱之间的系固连接；
第二转载间内的第二转载平台车与装载有箭体的所述特种集装箱对接；
所述运输支架车带动箭体行进至所述第二转载平台车的导轨上；
解除所述运输支架车与箭体之间的系固连接；
从所述运输支架车上吊离箭体。
8.如权利要求7所述的利用大型运载火箭自动装填转载装置进行转载的方法，其特征在于，所述从所述运输支架车上吊离箭体后，所述方法还包括：
所述运输支架车回退到所述特种集装箱内；
解除所述特种集装箱和所述第二转载平台车的对接；
所述特种集装箱驶出第二转载间。

大型运载火箭自动装填转载装置及转载方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及箭体转载技术领域，具体而言，涉及大型运载火箭自动装填转载装置及转载方法。\n背景技术\n[0002] 在航天领域，火箭通常通过铁路棚车进行运输，运输前，首先需将铁路棚车与位于厂房内的铁路平车对接，然后将铁路运输架车停放于铁路平车上，火箭落放在铁路运输架车上后，人工推行至铁路棚车内，完成转载装车。转载卸车过程与其相反。该转载方式全程人工完成，对人员及操作空间需求较高。\n[0003] 随着运载火箭技术的发展，箭体直径越来越大，在运输限界等因素的综合影响下，公路运输、海运、空运成为可选的运输方式，如美国宇宙神5(ATLASV)通过吊装到特种运输车上驶入大型运输机实施空运，DELTA IV运载火箭通过吊装到特种自行式运输车上驶入专用滚装船舱内实施海运，欧空局Ariane 5各级箭体吊装入上开盖式特种集装箱后，由公路运输车转载驶入滚装船进行海运，日本H-2A运载火箭通过吊装箭体到上开盖式特种集装箱后，通过公路运输车运输至码头，将集装箱吊装至运输船实施海运，上述各种箭体的转载形式均通过吊装直接落放至运输车或集装箱内实现。\n[0004] 我国的大型箭体运输方式与日本H-2A相似，不同点在于特种集装箱为端开门式而不是上开盖式，因此，箭体无法直接通过吊装方式实现转载出入集装箱，需通过专用转载设备及流程方法来实现。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于提供大型运载火箭自动装填转载装置及转载方法，以达到将大型火箭的各箭体模块的自动装填和转载的问题。\n[0006] 本发明提供了一种大型运载火箭自动装填转载装置，其包括：集装箱组和转载平台车；所述集装箱组包括一个以上的特种集装箱，每个所述特种集装箱内均装配运输支架车，所述运输支架车的上部为用于支撑火箭箭体模块的托座，下部为底架，所述底架和所述托座固定连接；\n[0007] 所述转载平台车设有单一轨距的第一导轨，每个特种集装箱均设有与所述第一导轨的轨距相同的第二导轨；所述运输支架车的底架的底部设有行进于所述第二导轨的轮组。\n[0008] 在一些实施例中，优选为，所述转载平台车设有自动对中组件，所述自动对中组件包括：控制器、偏差测量器、六自由度调整模块，所述控制器与所述偏差测量器、所述六自由度调整模块连接。\n[0009] 在一些实施例中，优选为，所述运输支架车的托座设有系固装置。\n[0010] 在一些实施例中，优选为，所有所述特种集装箱内的运输支架的底架结构相同，托座结构不同。\n[0011] 在一些实施例中，优选为，所述运输支架的轮组配有驱动电机、控制器和位置传感器，所述控制器分别与所述驱动电机、所述位置传感器。\n[0012] 本发明另一方面还提供了一种利用大型运载火箭自动装填转载装置进行转载的方法，其包括：\n[0013] 特种集装箱驶入转载间，并与转载平台车对接；\n[0014] 特种集装箱内导轨上的运输支架车行进至所述转载平台车导轨上；\n[0015] 所述运输支架车上落放箭体并与所述箭体系固；\n[0016] 所述运输支架车带动箭体进入所述特种集装箱内，并与所述特种集装箱系固；\n[0017] 解除所述特种集装箱和所述转载平台车的对接；\n[0018] 所述特种集装箱驶出所述转载间，完成转载装箱。\n[0019] 在一些实施例中，优选为，所述与转载平台车对接的对接方式为：所述特种集装箱的第二导轨与所述转载平台车的第一导轨共线。\n[0020] 在一些实施例中，优选为，所述运输支架车带动箭体进入所述特种集装箱内包括：\n所述运输支架车的底架底部的轮组在驱动电机的作用下从第一导轨驶入第二导轨，带动箭体进入所述特种集装箱内部。\n[0021] 在一些实施例中，优选为，所述特种集装箱驶出所述转载间，完成转载装箱后，所述方法还包括：\n[0022] 装载有箭体的所述特种集装箱驶入第二转载间；\n[0023] 解除所述运输支架车和所述特种集装箱之间的系固连接；\n[0024] 第二转载间内的第二转载平台车与装载有箭体的所述特种集装箱对接；\n[0025] 所述运输支架车带动箭体行进至所述第二转载平台车的导轨上；\n[0026] 解除所述运输支架车与箭体之间的系固连接；\n[0027] 从所述运输支架车上吊离箭体。\n[0028] 在一些实施例中，优选为，所述从所述运输支架车上吊离箭体后，所述方法还包括：\n[0029] 所述运输支架车回退到所述特种集装箱内；\n[0030] 解除所述特种集装箱和所述第二转载平台车的对接；\n[0031] 所述特种集装箱驶出第二转载间。\n[0032] 本发明实施例提供的大型运载火箭自动装填转载装置及转载方法，与现有技术相比，针对大型箭体出厂运输前及发射任务进场后的转载需求，设计了特种集装箱和转载平台车，特种集装箱内配置运输支架车，其中特种集装箱对应火箭不同位置的箭体模块进行设计。特种集装箱和转载平台车上分配设有统一轨距的第二导轨、第一导轨，当二者对接同线后，运输支架车上的轮组能够在从第二导轨驶入第一导轨，运输支架车上可落入箭体，随后运输支架车带动箭体重新驶入特种集装箱内，基本完成转载。卸载与装填转载步骤相反既可以将满载的箭体转移到存放厂房中。解决了大型箭体改用公路运输及海运后带来的的转载难题，并通过提高对接、装填过程自动化程度，降低人员需求。\n附图说明\n[0033] 图1为本发明一个实施例中大型运载火箭自动装填转载装置的结构示意图；\n[0034] 图2为本发明图1的主视结构示意图；\n[0035] 图3为本发明图1中大型运载火箭自动装填转载装置的箭体装填转载的过程示意图；\n[0036] 图4为本发明图1中大型运载火箭自动装填转载装置的箭体卸载转载的过程示意图。\n具体实施方式\n[0037] 下面通过具体的实施例结合附图对本发明做进一步的详细描述。\n[0038] 考虑到火箭通常通过铁路棚车进行运输，运输前，首先需将铁路棚车与位于厂房内的铁路平车对接，然后将铁路运输架车停放于铁路平车上，火箭落放在铁路运输架车上后，人工推行至铁路棚车内，完成转载装车。转载卸车过程与其相反。该转载方式全程人工完成，对人员及操作空间需求较高的问题，本发明提供了一种大型运载火箭自动装填转载装置及转载方法，解决了大型箭体改用公路运输及海运后带来的转载难题，并通过提高对接、装填过程自动化程度，降低人员需求。\n[0039] 一种大型运载火箭自动装填转载装置，其包括：集装箱组和转载平台车；所述集装箱组包括一个以上的特种集装箱，每个所述特种集装箱内均装配运输支架车，所述运输支架车的上部为用于支撑火箭箭体模块的托座，下部为底架，所述底架和所述托座固定连接；\n[0040] 所述转载平台车设有单一轨距的第一导轨，每个特种集装箱均设有与所述第一导轨的轨距相同的第二导轨；所述运输支架车的底架的底部设有行进于所述第二导轨的轮组。\n[0041] 利用大型运载火箭自动装填转载装置进行转载的方法，其包括：\n[0042] 特种集装箱驶入转载间，并与转载平台车对接；\n[0043] 特种集装箱内导轨上的运输支架车行进至所述转载平台车导轨上；\n[0044] 所述运输支架车上落放箭体并与所述箭体系固；\n[0045] 所述运输支架车带动箭体进入所述特种集装箱内，并与所述特种集装箱系固；\n[0046] 解除所述特种集装箱和所述转载平台车的对接；\n[0047] 所述特种集装箱驶出所述转载间，完成转载装箱。\n[0048] 针对大型箭体出厂运输前及发射任务进场后的转载需求，设计了特种集装箱和转载平台车，特种集装箱内配置运输支架车，其中特种集装箱对应火箭不同位置的箭体模块进行设计。特种集装箱和转载平台车上分配设有统一轨距的第二导轨、第一导轨，当二者对接同线后，运输支架车上的轮组能够在从第二导轨驶入第一导轨，运输支架车上可落入箭体，随后运输支架车带动箭体重新驶入特种集装箱内，基本完成转载。卸载与装填转载步骤相反既可以将满载的箭体转移到存放厂房中。解决了大型箭体改用公路运输及海运后带来的的转载难题，并通过提高对接、装填过程自动化程度，降低人员需求。\n[0049] 接下来，对该转载技术进行详细描述：\n[0050] 一种大型运载火箭自动装填转载装置，如图1，2所示，在箭体3采用特种集装箱4(端开门式)装载，通过公路及海运进行运输的前提下，配置了集装箱组和转载平台车2；所述集装箱组包括一个以上的特种集装箱4，每个所述特种集装箱4内均装配运输支架车1，每个特种集装箱4都不同，分别应用于转载火箭不同的箭体3模块，所述运输支架车1的上部为用于支撑火箭箭体3模块的托座，下部为底架，所述底架和所述托座固定连接；\n[0051] 所述转载平台车2设有单一轨距的第一导轨，每个特种集装箱4均设有与所述第一导轨的轨距相同的第二导轨；所述运输支架车1的底架的底部设有行进于所述第二导轨的轮组，第一导轨、第二导轨的规格统一，方便运输支架车1在二者之间移动。\n[0052] 由于火箭的各位置箭体3模块形状、结构不同，因此，对应转载各位置箭体3模块的特种集装箱4内的运输支架的底架结构相同，托座结构不同。为提高通用性，转载平台车2上铺设单一轨距导轨，各特种集装箱4内铺设与之相同的统一轨距导轨，各级箭体3运输支架车1采用与之匹配的轮距实现在转载平台车2及特种集装箱4第二导轨上行进，运输支架车1底架进行了标准化，根据箭体3模块的不同对支架车托座进行适应性设计，统一的轨距及标准化底架保障了本发明的通用性，使之可应用于任何采用特种集装箱4端开门方式装载箭体3的转载系统中。\n[0053] 为了达到第一导轨、第二导轨的共线，所述转载平台车2设有自动对中组件，所述自动对中组件包括：控制器、偏差测量器、六自由度调整模块，所述控制器与所述偏差测量器、所述六自由度调整模块连接。这种自动对中的设计能够提高自动化程度，该自动对中组件具备六自由度自动调整能力，可以实现与特种集装箱4的偏差自动测量、快速自动调整、调整到位判断等流程，实现闭环控制，且对中精度更高。\n[0054] 为了在转载运输中提高箭体3的稳定性，以及运输支架车1在特种集装箱4内稳定存在，不来回晃动，所述运输支架车1的托座设有系固装置，方便运输支架车1与箭体3系固，以及运输支架车1与特种集装箱4的内壁系固。\n[0055] 由于火箭的形状越来越大，每个箭体3模块的体积都较大，满载箭体3模块后的运输支架车1非常重，因此，运输支架车1采用电动推进，所述运输支架的轮组配有驱动电机、控制器和位置传感器，所述控制器分别与所述驱动电机、所述位置传感器。控制器接收位置传感器的信号，并根据该信号操纵驱动电机运转。本设计实现箭体3自动出入集装箱，避免了以往人工推动所需要的大量操作人员及操作空间需求，降低了劳动强度，提高了转载作业效率。\n[0056] 该大型运载火箭自动装填转载装置能够适应大型箭体(直径大于3.35米)的运输转载要求，转载过程自动化程度高，人员及操作空间需求低，转载装置通用性高。\n[0057] 利用大型运载火箭自动装填转载装置进行转载的方法为：\n[0058] 火箭总装出厂运输前，转载装箱流程为，如图3所示：\n[0059] (1)公路运输车装载特种集装箱倒驶入转载间大门，打开特种集装箱大门；\n[0060] (2)转载平台车进行自动对中，前进与特种集装箱完成对接，转载平台车上第一导轨与特种集装箱内第二导轨共线，将在特种集装箱内第二导轨上停放的运输支架车推出至转载平台车第一导轨上；\n[0061] (3)将箭体从厂房停放设备上吊装落放至运输支架车上，连接箭体与运输支架车，启动驱动电机，驱动支架车带动箭体进入特种集装箱内部；\n[0062] (4)将运输支架车与特种集装箱内部进行系固，解除转载平台车与特种集装箱对接状态，关闭特种集装箱大门，公路车装载特种集装箱开出转载间，转载装箱完成。\n[0063] 其它模块箭体转载流程与之相同，如此串联往复，完成所有箭体模块的转载装箱。\n转载出箱操作则与之相反。\n[0064] 箭体到达发射场后，转载出箱的流程为，如图4所示：\n[0065] (1)公路运输车装载特种集装箱(满载)倒驶入发射场的转载间大门，打开特种集装箱大门，解除运输支架车与特种集装箱之间的系固连接；\n[0066] (2)转载平台车进行自动对中，前进与特种集装箱完成对接，转载平台车上第一导轨与特种集装箱内第二导轨共线；\n[0067] (3)启动驱动电机，运输支架车承载箭体沿第二导轨行驶至转载平台车第一导轨上，解除运输支架车与箭体间的系固连接；\n[0068] (4)将箭体从运输支架车上吊离，推动运输支架车至特种集装箱内停放并系固连接，解除转载平台车与特种集装箱对接状态，关闭特种集装箱大门，公路车开出转载间；\n[0069] (5)箭体落放至厂房停放设备上，转载出箱完成。\n[0070] 以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。