(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211105374.0 (22)申请日 2022.09.09 (71)申请人 北京控制工程研究所 地址 100080 北京市海淀区北京272 9信箱 (72)发明人 臧孝华　潘明强　曾昭奇　蔡坤　 刘全成　孙超　魏延明　谭顺栓　 汪洋海　李莹　张瀚文　 (74)专利代理 机构 中国航天科技专利中心 11009 专利代理师 范晓毅 (51)Int.Cl. B23K 26/21(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种航天器电动阀门产品自动装配装置及 方法 (57)摘要 本发明公开了一种航天器电动阀门产品自 动装配装置， 位移平台用于调节翻转机构在三维 空间中的位置， 阀门产品工装用于在预紧力加载 装置的作用下对阀门产品施加预紧力， 还设有用 于电性能测试和跑合的上电接口和用于焊接阀 门产品的焊接孔， 翻转机构带动旋转机构翻转， 旋转机构带动阀门产品工装实旋转。 本发明还公 开了一种航天器电动阀门产品自动装配方法， 阀 门产品工装移动至预紧力加载装置下方， 进行阀 芯行程测试、 电性能测试和跑合； 阀门产品工装 移动至激光焊接装置下方进行焊接。 本发明有利 于简化操作， 而且可以通过一种机构实现两个工 位的自动化操作功能， 使系统简洁、 小型化， 低成 本实现自动化。 权利要求书3页 说明书10页 附图5页 CN 115415667 A 2022.12.02 CN 115415667 A 1.一种航天器电动阀门产品自动装配装置， 其特征在于， 包括三坐标位移机构(1)、 翻 转机构(2)、 旋转机构(3)、 阀门产品工装、 预紧力加载装置(5)和激光焊接装置(6)； 三坐标位移机构(1)包括 位移平台和位于位移 平台上方的安装支 架(10)； 翻转机构(2)安装于位移平台， 预紧力加载装置(5)和激光焊接装置(6)安装于安装支 架(10)上， 位移 平台用于调节翻转机构(2)在三维空间中的位置； 阀门产品(41)固定安装于阀门产品工装中， 阀门产品工装用于在预紧力加载装置(5) 的作用下对阀门产品(4 1)施加预紧力， 阀门产品工装还设有用于电性能测试和跑合的上电 接口(415)和用于焊接阀门产品(41)的焊接孔； 阀门产品工装安装于旋转机构(3)上， 翻转机构(2)用于带动旋转机构(3)实现在第一 平面内的翻转， 旋转机构(3)用于带动阀门产品工装实现在第二平 面内的旋转； 第一平 面与 第二平面垂直； 预紧力加载装置(5)用于通过阀门产品工装 对阀门产品施加预紧力； 激光焊接装置(6)用于通过阀门产品工装 对阀门产品进行焊接 。 2.根据权利要求1所述的一种航天器电动阀门产品自动装配装置， 其特征在于， 位移平 台包括X轴(7)、 Y轴(8)和Z轴(9)， 其中Z轴(9)为竖直方向， X轴(7)和Y轴(8)在水平面内相互 垂直； 翻转机构(2)滑动安装于X轴(7)， X轴(7)一端滑动安装于Y轴(8)， Y轴(8)一端滑动安 装于Z轴(9)； X轴(7)和Y轴(8)采用自动运动滑台， Z轴(9)采用带断电自锁 功能的自动升降滑台； 预紧力加载装置(5)和激光焊接装置(6)沿平行于X轴(7)的方向安装于安装支架(10) 上， 安装支 架(10)滑动安装于Z轴(9)； 设阀门产品工装的最大直径为Ф， 预紧力加载装置(5)和激光焊接装置(6)的最小安装 距离为M， 阀门产品(41)的最大、 最小尺寸分别 为L最大、 L最小， 激光焊接装置(6)的焦距调整距 离为S， X轴(7)的行程≥Ф+M， Y轴(8)的行程≥Ф， Z轴(9)的行程≥L最 大‑L最小+S。 3.根据权利要求2所述的一种航天器电动阀门产品自动装配装置， 其特征在于， 翻转机 构(2)包括依次连接的翻转电机(11)、 减速器(12)和翻转支架(14)， 还包括翻转定位组件 (13)； 旋转机构(3)安装于翻转支架(14)中， 减速器(12)安装于X轴(7)上， 电机(11)通过减速 器(12)带动翻转支 架(14)翻转； 翻转定位组件(13)用于检测翻转支 架(14)的翻转角度。 4.根据权利要求3所述的一种航天器电动阀门产品自动装配装置， 其特征在于， 旋转机 构(3)包括旋转电机(15)、 小齿轮(16)、 大齿轮(17)、 托盘(18)、 轴 承(19)、 驱动盘(20)和光 电传感器(21)； 翻转支架(14)包括底板和与底板垂直的竖板， 托盘(18)利用轴承(19)安装于底板上， 旋转电机(15)通过相互啮合的小齿轮(16)和大齿轮(17)驱动驱动盘(20)转动， 驱动盘(20) 的转动带动托盘(18)转动， 光电传感器(21)设于翻 转支架(14)的底板上， 光电传感器(21) 用于检测托盘(18)的旋转角度。 5.根据权利要求4所述的一种航天器电动阀门产品自动装配装置， 其特征在于， 阀门产 品工装包括壳体(42)、 下压 板(43)、 上压 板(44)、 弹簧(45)、 弹簧压 板(46)和压紧螺母(47)； 壳体(42)内部设有用于容纳阀门产品(41)的空腔； 下压板(43)连接于壳体(42)下端，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115415667 A 2下压板(43)的上表 面设有与阀门产品(41)下端盖接触的第一凸台； 上压板(44)安装于壳体 (42)内部且位于下压板(43)上方， 上压板(44)下表 面设有与阀门产品(41)上端盖接触的第 二凸台； 弹簧(45)下端与上压板(44)上表面接触， 弹簧(45)上端与弹簧压板(46)下表面接触， 弹簧压板(46)的向下运动通过弹簧(45)转化为上压板(44)对阀门产品(41)上端盖施加的 预紧力； 压紧螺母(47)位于弹簧压板(46)上方， 与壳体(42)上端螺纹连接， 压紧螺母(7)用于锁 定弹簧压 板(6)的位置； 壳体(42)上设有用于电性能测试的上电接口(415)； 上压板(44)、 下压板(43)或壳体(42)上设有用于焊接阀门产品(41)的焊接孔。 6.根据权利要求5所述的一种航天器电动阀门产品自动装配装置， 其特征在于， 阀门产 品(41)的轴线与壳体(42)的轴线重合， 下压板(43)和上压板(44)的中心分别设有第一通孔 和第二通孔； 阀门产品(41)的下端盖和上端盖上分别设有下端盖接头和上端盖接头， 下压板(43)的 第一凸台用于与阀门产品(41)下端盖的端面接触， 阀门产品(4 1)下端盖接头通过第一通孔 伸出下压板(43)， 上压板(44)的第二凸台用于与阀门产品(41)上端盖的端面接触， 阀门产 品(41)上端盖 接头通过第二 通孔伸出上压板(44)； 弹簧压板(46)中心设有用于阀门产品(41)上端盖 接头通过的第三 通孔； 下压板(43)的第一凸台和上压板(44)的第二凸台均为环形凸台， 所述环形凸台的外径 小于等于阀门产品(41)下端盖和阀门产品(41)上端盖的直径。 7.根据权利要求5所述的一种航天器电动阀门产品自动装配装置， 其特征在于， 壳体 (42)开设沿上下方向的导向槽(48)， 所述导向槽(48)的个数≥3， 各导向槽(48)沿壳体(42) 圆周方向均匀分布； 弹簧压板(46)包括压板主体和与压板主体边缘连接的压爪(410)， 压板主体位于壳体 (42)内部， 压爪(410)从导向槽(48)伸出壳体(42)， 压紧螺母(47)上下运动时下压或放松弹 簧压板(46)的压爪(410)， 使压爪(410)沿导向槽(48)向下或向上运动。 8.根据权利要求5所述的一种航天器电动阀门产品自动装配装置， 其特征在于， 壳体 (42)包括筒状结构和设于筒状结构下端的轴肩， 轴肩的直径大于筒状结构直径， 上电接口 (415)设于轴肩上； 轴肩上还设有第一定位装置(412)、 定位销孔(413)和压紧装置(414)； 翻转支架(14)底板上还设有到位传感器(25)， 托盘(18)上设有锁止组件(24)、 第二定 位装置(26)和定位销(27)； 定位销孔(413)与定位销(27)的配合实现阀门产品工装在托盘(18)上的定位； 第一定位装置(412)和第二定位装置(26)为相互吸引的磁铁， 到位传感器(25)为磁传 感器， 到位传感器(25)通过检测第一定位装置(412)和第二定位装置(26)是否对齐贴合反 馈定位销孔(413)与定位销(27)的配合是否 到位； 锁止组件(24)通过锁紧压紧装置(414)， 实现阀门产品工装在托盘(18)上的锁紧； 焊接孔包括设于上压板(44)上、 用于焊接阀门产品(41)上端盖和外壳的上端盖焊接孔 (417)， 设于下压板(43)上、 用于焊接阀门产品(41)下端盖和外壳的下端盖焊接孔(418)和权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115415667 A 3