图 2。1 形位补偿机构

方案（2）利用限位孔以及孔内填充金属胶[10]和一根弹簧连接加上一个空间的3-UPU[11]机构和动平台连接。这种结构虽然具有较大的承载能力，但是由于是靠金属胶来提供补偿效果的，所以对填充物的要求比较高，补偿效果也没有方案（1）好。由金属胶来提供形位补偿的机构的具体三维模型如图2。2所示

图 2。2形位补偿机构

方案（3）通过将6个自由度分开，把沿y轴的平动和沿x、y轴的自转分担到一个中间框架上，再利用连杆机构完成另外三个自由度的要求，即采用一个2R1T[12]和RTT机构。它的具体三维模型如图2。3所示

图 2。3形位补偿机构

方案（3）虽然结构上面比方案（1）复杂一些，但是它具有更强的承载能力，而且没有方案（2）需要依靠金属胶这种柔性材料来达到补偿的目的，所以通过综合考虑，本文选择方案（3）来进行设计。

2。1形位补偿机构任务要求及方案设计

形位补偿机构的主要技术要求如下：

（1）由于信号检测系统检测箭体信息再到检测信息传递到执行机构的过程需要耗费一段时间，同时检测系统也存在着一定误差，所以，形位补偿机构的动平台的动作相对于运载火箭箭体需要有一定的滞后，为安全起见，取3个平动方向因执行机构的延迟而产生的变形量均为±5mm，三个转动方向的变形量均为0。5°。

（2）连接器面板再与运载箭体的随动过程中，因为执行机构的延迟，会与运载火箭上的面板产生碰撞，所以设计要求接触碰撞力越小越好，最大不能超过3000N。

（3）在与运载火箭对接之前，形位补偿机构需要承受连接器面板大约为30kg的重力作用。设计要求静平衡时连接器面板尽可能减少连接面板在竖直方向的倾斜量。

（4）为保证对接平稳成功，连接器面板与动平台之间要有一定的同步运动性。因此为了保证对对接精度的要求，连接器面板与动平台之间的运动位移差越小越好。

形位补偿机构主要有连接面板，4根立着的弹簧和4跟卧着的弹簧，框架，滑杆，螺母，关节一，关节二，关节三和动平台等部分组成。框架、滑杆、螺母、关节一、关节二、关节三、弹簧共同组成柔顺部分。柔顺部分的各个部件都衔接在框架之上。滑杆将弹簧、螺母和连接块连接起来，其中连接块和滑杆孔轴连接。4根立着的弹簧和4跟卧着的弹簧分别起着不同的补偿，立着的弹簧将提供面板相对于z轴的前后平动所需的补偿;卧着的弹簧将提供面板相对于x轴、y轴的左右平动以及相对于z轴的转动所需的补偿。关节一，关节二，关节三组合起来，为连接面板提供相对于x轴、y轴的转动的补偿。文献综述

下一章节将根据技术设计要求来设计形位补偿机构具体的机械机构与尺寸长度。

2。2连接面板设计

按照经验选择面板材料为钢材，再根据面板的重量，初步确定连接面板为长486mm，宽306mm厚30mm的长方体。考虑到与框架的连接，需要在四个角打上孔，面板孔的直径取16mm。它的三维模型与二维简图如图2。4、2。5所示。

2。3弹簧设计

分为立着的4根弹簧和横着的4根弹簧，由给定的技术设计要求可知，面板重量约为30kg，考虑到多个弹簧对面板同时起到或拉或压的作用，并且特殊结构也承载了一部分重力，初步给横着的弹簧设定50N/mm的刚度系数，根据经验初步假设弹簧直径5mm，弹簧指数 弹簧中径D=35mm。

曲度系数k=1。21

选取第2类Ⅱ组碳素弹簧钢丝

按表16-3（《机械原理与机械设计》范元勋版，下文没有特殊指出查表都在本书）取