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一种空间应用可升降压紧机构以及空间压紧装置

文献发布时间:2023-06-19 16:09:34



技术领域

本发明涉及空间技术领域,具体涉及一种空间应用可升降压紧机构以及空间压紧装置。

背景技术

随着人们对空间技术及空间科学的探索,太空、月球、火星作业及深空探测的不断发展,通过航天员在轨的操作支持,完成对空间科学载荷进行在轨实验、在轨维修等操作的需求逐渐增多。

在空间微重力环境下,小尺寸的载荷维修或操作时,航天员可单手手持进行操作;对于大尺寸、复杂类载荷的操作或维修,需设计一种固定装置,防止空间载荷漂浮。

目前航天员在轨进行空间载荷的维修/操作时通常有三种方式:1、使用束缚带将空间载荷临时束缚固定后,进行维修/操作;2、单手手持小空间载荷直接进行维修/操作;3、使用粘扣将钩面粘在舱内底板上,将毛面粘在载荷设备上,将钩面与毛面贴合实现临时束缚,进行维修/操作。

使用束缚带束缚空间载荷时,由于束缚带本身具有弹性,无法实现空间载荷的刚性束缚,在进行旋拧螺钉、插拔连接器等操作时空间载荷会跟随操作进行晃动,无法进行操作力较大或精细操作。手持空间载荷进行维修/操作时受限于航天员手的尺寸,同时在空间微重力环境下空间载荷需有方便航天员抓握的把手,无法进行较大类空间载荷的维修/操作。使用粘扣方式进行束缚时受限于粘扣粘力,无法进行操作力较大或精细操作。随着空间科学任务的发展,空间空间载荷尺寸越来越大,需航天员进行的操作越来越精细,上述方案已无法适应航天员在轨操作需求。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种,提供了一种空间应用可升降压紧机构以及空间压紧装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种空间应用可升降压紧机构,包括立柱、滑道、锁紧件以及压紧组件,所述滑道与所述立柱垂直布置,所述滑道的一端设置在所述立柱上且能够沿立柱的长度方向滑动,所述滑道的一端通过锁紧件与立柱锁紧配合;所述滑道内设有能够沿滑道长度方向移动的滑块,所述压紧组件沿平行于所述立柱的方向布置且中部与所述滑块螺纹连接;所述压紧组件的两端分别为操作端和用于压紧载荷的压紧端,所述操作端和压紧端分别位于所述滑道的两侧。

本发明的有益效果是:本发明的空间应用可升降压紧机构,通过锁紧件能够将滑道锁紧定位在滑道上的任意位置,还能够将压紧组件在滑道的任意位置移动,可以利用滑道上的压紧组件对载荷进行压紧固定,能够满足在微重力条件下,通过航天员的操作,对在轨各尺寸、多形状科学实验载荷实现快速固定操作功效的要求。

在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。

进一步,所述压紧组件包括压紧螺栓和压块,所述压紧螺栓贯穿所述滑块布置且与所述滑块螺纹连接,所述压块活动设置在所述压紧螺栓的压紧端。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过将压紧螺栓贯穿滑块布置且与滑块螺纹连接,可以通过滑块将压紧螺栓以及压块移动到滑道的任意位置,以对不同形状结构的载荷进行压紧定位。

进一步,所述压紧螺栓的压紧端的周侧壁上设有一圈环形槽,所述压块的一端端面上开设有连接槽,所述连接槽的槽口设有一圈环形收口沿,所述压紧螺栓的压紧端伸入所述连接槽内,所述环形收口沿活动卡接在所述环形槽内。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过在压紧螺栓的压紧端的周侧壁上设置一圈环形槽,并将压块的环形收口沿活动卡接在环形槽内,使压块有一定跟随空间载荷设备外形的能力,避免进行压紧的时候损伤空间载荷表面。

进一步,沿所述压紧螺栓的轴向方向,所述环形收口沿的轴向厚度小于所述环形槽的轴向宽度。

采用上述进一步方案的有益效果是:为环形收口沿的轴向运动提供一定的轴向运动空间。

进一步,所述立柱的两端分别为自由端和连接端,所述自由端和连接端分别位于所述滑道的两侧,所述连接端与所述压紧端位于所述滑道的同一侧。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设置连接端和自由端,可以利用连接端进行立柱的连接固定,并利用压紧端将载荷压紧固定在连接端和压紧组件之间。

进一步,所述连接端设有底板,所述底板与所述立柱垂直布置,所述底板和滑道分别位于所述立柱的两侧,所述底板上设有连接件。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设置底板,并将底板与立柱垂直布置,可以通过底板将立柱固定在维修桌面上;而且将底板和滑道分别设置在立柱的两侧,避免底板对载荷放置位置进行干扰等。

进一步,所述立柱上开设有沿自身长度方向布置的第一滑槽,所述滑道的一端滑动设置在所述第一滑槽内,所述第一滑槽的槽底设有沿第一滑槽长度方向延伸布置的第一滑孔,所述锁紧件的一端穿过所述第一滑孔且与所述滑道的一端螺纹连接。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过在第一滑槽的槽底设置第一滑孔,便于滑道与立柱的滑动连接,也便于锁紧件与滑道一端的锁紧固定。

进一步,所述滑道包括第一盖板和第二盖板,所述第二盖板的一侧面上设有第二滑槽,所述第二滑槽沿所述滑道的长度方向布置,所述滑块滑动设置在所述第二滑槽内,所述第一盖板扣合在所述第二盖板上,所述第一盖板以及第二盖板的第二滑槽底部均开设有对应布置的第二滑孔,所述锁紧件穿过所述第二滑孔且与所述滑块螺纹连接,所述第一盖板或/和第二盖板的一端滑动设置在所述立柱上且与锁紧件连接。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设置第一盖板和第二盖板,便于滑块的拆装。

一种空间压紧装置,包括维修桌面以及所述的空间应用可升降压紧机构,所述立柱的一端连接在所述维修桌面上,所述压紧端位于所述滑道与所述维修桌面之间。

本发明的有益效果是:可以将立柱一端连接在维修桌面上,并将载荷设置在维修桌面上,利用滑道上滑动连接的压紧组件对载荷进行压紧固定。

进一步,所述维修桌面上设有多个空间应用可升降压紧机构,多个所述空间应用可升降压紧机构之间预留有用于放置载荷的空间。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设置多个空间应用可升降压紧机构,可以对空间载荷的多个位置分别进行压紧固定,有利于对空间载荷的稳定压紧定位。

附图说明

图1为本发明空间应用可升降压紧机构的立体结构示意图;

图2为本发明空间应用可升降压紧机构的俯视结构示意图;

图3为图2中A-A的剖视结构示意图;

图4为图3中A部的放大结构示意图;

图5为本发明空间压紧装置的主视结构示意图;

图6为本发明空间压紧装置的立体结构示意图。

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1、立柱;11、自由端;12、连接端;13、底板;14、连接件;15、第一滑槽;16、第一滑孔;

2、滑道;21、第一盖板;22、第二盖板;23、第二滑槽;24、第二滑孔;25、连接凸起;

3、锁紧件;

4、压紧螺栓;41、环形槽;42、环形收口沿;43、连接槽;

5、压块;6、滑块;7、维修桌面;8、载荷。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1~图6所示,本实施例的一种空间应用可升降压紧机构,包括立柱1、滑道2、锁紧件3以及压紧组件,所述滑道2与所述立柱1垂直布置,所述滑道2的一端设置在所述立柱1上且能够沿立柱1的长度方向滑动,所述滑道2的一端通过锁紧件3与立柱1锁紧配合;所述滑道2内设有能够沿滑道2长度方向移动的滑块6,所述压紧组件沿平行于所述立柱1的方向布置且中部与所述滑块6螺纹连接;所述压紧组件的两端分别为操作端和用于压紧载荷8的压紧端,所述操作端和压紧端分别位于所述滑道2的两侧。

如图3和图4所示,本实施例的所述压紧组件包括压紧螺栓4和压块5,所述压紧螺栓4贯穿所述滑块布置且与所述滑块6螺纹连接,所述压块5活动设置在所述压紧螺栓4的压紧端。通过将压紧螺栓贯穿滑块布置且与滑块螺纹连接,可以通过滑块将压紧螺栓以及压块移动到滑道的任意位置,以对不同形状结构的载荷进行压紧定位。

如图3和图4所示,本实施例的所述压紧螺栓4的压紧端的周侧壁上设有一圈环形槽41,所述压块5的一端端面上开设有连接槽43,所述连接槽43的槽口设有一圈环形收口沿42,所述压紧螺栓4的压紧端伸入所述连接槽43内,所述环形收口沿42活动卡接在所述环形槽41内。通过在压紧螺栓的压紧端的周侧壁上设置一圈环形槽,并将压块的环形收口沿活动卡接在环形槽内,使压块有一定跟随空间载荷设备外形的能力,避免进行压紧的时候损伤空间载荷表面。

具体的,如图3和图4所示,本实施例的环形收口沿42的边缘可以采用圆弧形结构,避免在压紧的过程中对环形槽41的槽壁造成划伤。本实施例的压块5背离所述滑道2的一端端面一般为平面,也可以采用其他形状的接触面。

如图3和图4所示,本实施例的一个具体方案为,沿所述压紧螺栓4的轴向方向,所述环形收口沿42的轴向厚度小于所述环形槽41的轴向宽度,为环形收口沿的轴向运动提供一定的轴向运动空间。

如图1和图3所示,本实施例的所述立柱1的两端分别为自由端11和连接端12,所述自由端11和连接端12分别位于所述滑道2的两侧,所述连接端12与所述压紧端位于所述滑道2的同一侧。通过设置连接端和自由端,可以利用连接端进行立柱的连接固定,并利用压紧端将载荷压紧固定在连接端和压紧组件之间。

如图1~图3、图5所示,本实施例的所述连接端12设有底板13,所述底板13与所述立柱1垂直布置,所述底板13和滑道2分别位于所述立柱1的两侧,所述底板13上设有连接件14。通过设置底板,并将底板与立柱垂直布置,可以通过底板将立柱固定在维修桌面上;而且将底板和滑道分别设置在立柱的两侧,避免底板对载荷放置位置进行干扰等。

如图1~图3所示,本实施例的所述立柱1上开设有沿自身长度方向布置的第一滑槽15,所述滑道2的一端滑动设置在所述第一滑槽15内,所述第一滑槽15的槽底设有沿第一滑槽15长度方向延伸布置的第一滑孔16,所述锁紧件3的一端穿过所述第一滑孔16且与所述滑道2的一端螺纹连接。通过在第一滑槽的槽底设置第一滑孔,便于滑道与立柱的滑动连接,也便于锁紧件与滑道一端的锁紧固定。

本实施例的立柱1由于设置了第一滑槽15使立柱1可以呈现U型槽结构形式。本实施例的第一滑孔16可以采用长圆孔。

如图1~图3所示,本实施例的滑道2的一端设有连接凸起25,所述连接凸起25的形状尺寸与所述第一滑槽15的形状尺寸适配。而所述滑道2的宽度(以图2中所示方位的上下宽度)与所述立柱1的宽度(以图2中所示方位的上下宽度)适配。

如图1~图5所示,本实施例的所述滑道2包括第一盖板21和第二盖板22,所述第二盖板22的一侧面上设有第二滑槽23,所述第二滑槽23沿所述滑道2的长度方向布置,所述滑块6滑动设置在所述第二滑槽23内,所述第一盖板21扣合在所述第二盖板22上,所述第一盖板21以及第二盖板22的第二滑槽23底部均开设有对应布置的第二滑孔24,所述锁紧件3穿过所述第二滑孔24且与所述滑块6螺纹连接,所述第一盖板21或/和第二盖板22的一端滑动设置在所述立柱1上且与锁紧件3连接。通过设置第一盖板和第二盖板,便于滑块的拆装。

本实施例的一个具体方案为,本实施例的第一盖板21两端分别向下延伸有卡接边沿,所述第一盖板21两端分别通过卡接边沿卡接罩设在所述第二盖板22的两端,所述第一盖板21和第二盖板之间通过螺钉进行紧固,所述第一盖板21的一端设有所述连接凸起25,所述连接凸起25滑动设置在所述第一滑槽15内。所述锁紧件3可以穿过所述第一滑孔16并与连接凸起25进行锁紧固定。本实施例的第一盖板21和第二盖板22上的第二滑孔24相对布置,都可以采用长圆孔。

本实施例的锁紧件3以及连接件14均可以采用松不脱螺钉。

本实施例的空间应用可升降压紧机构在使用的时候,可以先将底板13通过连接件14固定在维修桌面7上,使立柱1与维修桌面7垂直布置,所述再将滑道2一端的连接凸起25插入到第一滑槽15内并能够沿垂直于维修桌面7的方向滑动,当滑道2沿立柱1移动到合适的位置后,再通过拧紧锁紧件3,使滑道2在立柱1上锁紧固定住,再通过移动压紧螺栓4在滑道2上的位置,使压紧螺栓4移动到合适位置后,再通过拧动压紧螺栓4使压紧螺栓4一端的压块5压紧维修桌面7上的载荷8即可。

本实施例的空间应用可升降压紧机构,底板作为整个机构的支撑部分,立柱为滑道提供第一滑槽,起到支撑和导向作用,锁紧件透过立柱内的第一滑槽与滑道连接,旋拧锁紧件即可将滑道与立柱拉紧,通过立柱和滑道之间的摩擦力实现滑道沿Z方向固定。滑道作为整个机构的末端执行部分,第二盖板上设有第二滑槽,为滑块提供支撑和导向作用,第一盖板和第二盖板组合后,可使滑块沿第二滑槽运动,滑块中心开设有螺纹孔,压紧螺栓通过螺纹与滑块连接,旋拧压紧螺栓可控制压块上下运动以达到压紧效果。压紧螺栓以及锁紧件均可采用316L不锈钢制作,这些压紧螺栓以及锁紧件的手柄处均有倒圆角,满足在轨航天员操作的工效学要求,手柄的顶部开有内六角工具孔,若在轨发生卡死的情况,航天员可使用内六角扳手进行解锁。压紧螺栓通过螺纹穿过滑块,末端与压块相连,压紧螺栓通过螺纹旋拧进压块内部,使压块无法脱出,压紧螺栓末端由于环形槽与环形收口沿配合,使压块有一定跟随载荷设备外形的能力。压块可以采用尼龙制作,可保证进行压紧时不损伤载荷表面。

本实施例的空间应用可升降压紧机构,通过锁紧件能够将滑道锁紧定位在滑道上的任意位置,还能够将压紧组件在滑道的任意位置移动,可以利用滑道上的压紧组件对载荷进行压紧固定,能够满足在微重力条件下,通过航天员的操作,对在轨各尺寸、多形状科学实验载荷实现快速固定操作功效的要求。本实施例的机构通过与维修桌面对接,手动旋拧锁紧件和压紧螺栓,可快速、无工具地对载荷进行固定。本实施例的机构通过底板与维修平面相连,可快速安装、拆卸,航天员操作完成后能快速收纳,不占用舱内通道空间。

实施例2

如图5和图6所示,本实施例的一种空间压紧装置,包括维修桌面7以及所述的空间应用可升降压紧机构,所述立柱1的一端连接在所述维修桌面7上,所述压紧端位于所述滑道2与所述维修桌面7之间。

如图5和图6所示,本实施例的所述维修桌面7上设有多个空间应用可升降压紧机构,多个所述空间应用可升降压紧机构之间预留有用于放置载荷8的空间。通过设置多个空间应用可升降压紧机构,可以对空间载荷的多个位置分别进行压紧固定,有利于对空间载荷的稳定压紧定位。

本实施例的空间压紧装置在使用的时候,当使用两个空间应用可升降压紧机构,可以对称设置邻近载荷8的两侧壁的位置,也可以对称设置在邻近载荷8的两对角的位置,如图5和图6所示。当然,也可以根据载荷形状的不同,设置任意个数的空间应用可升降压紧机构,这些空间应用可升降压紧机构也可以设置在任意位置。

本实施例的空间压紧装置可以将立柱一端连接在维修桌面上,并将载荷设置在维修桌面上,利用滑道上滑动连接的压紧组件对载荷进行压紧固定,航天员可以在维修桌面上对任意尺寸、形状的科学载荷进行固定。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术分类

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