CN102673804A - 一种足部限位器 - Google Patents

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卢新昌
李永宣
姚旗
田昀
史秀萍
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Beijing Satellite Manufacturing Factory Co Ltd
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Abstract

一种足部限位器，包括连杆组件、脚踏板、固定板和角度调整机构；脚踏板上有连接孔，连杆组件穿过所述连接孔且随脚踏板一起转动，固定板位于连杆组件两端且与连杆组件固定连接，固定板内部有通孔，角度调整机构穿过固定板内部的通孔；当角度调整机构锁紧时，固定板不能转动，脚踏板位置得以固定；当角度调整机构松开时，固定板能够转动，脚踏板的角度任意调整。本发明针对航天空间站中的特殊性，有效实现空间站中航天员足部的角度调整与固定，操作方便且结构简单、易于拆卸，减重效果良好。

Description

一种足部限位器
技术领域
本发明涉及一种足部限位器，适用于航天空间站中宇航员的足部限位。
背景技术
随着载人航天技术的进一步发展，建立有人值守的空间站将成为我国航天技术领域发展的重心。空间站将为航天员提供一个长期、安全的工作平台，便于我国开展对空间领域的进一步探索研究工作。在轨状态下，航天员的日常生活与工作，如饮食、舱内移动、货物搬运等，都是在微重力的环境下进行的，这些行为与地面有很大区别。在轨航天员必须借助各种辅助装置才能完成足部的角度变换，面临操作不便、机构装卸复杂且重量过重的问题。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种足部限位器，整个设备操作方便，装卸简单、重量较轻。
本发明的技术解决方案是：一种足部限位器，包括连杆组件、脚踏板、固定板和角度调整机构；脚踏板上有连接孔，连杆组件穿过所述连接孔且随脚踏板一起转动，固定板位于连杆组件两端且与连杆组件固定连接，固定板内部有通孔，角度调整机构穿过固定板内部的通孔；当角度调整机构锁紧时，固定板不能转动，脚踏板位置得以固定，当角度调整机构松开时，固定板能够转动，脚踏板的角度能任意调整。
所述角度调整机构包括锁紧杆、定位销、支架和转轴，支架内部有通孔且与固定板内部的通孔相通，转轴穿过支架和固定板内部相通的通孔，转轴上有与固定板相配合的压紧凸台，定位销穿过转轴内部，定位销一端有限位凸台且所述限位凸台位于支架的外侧，定位销另一端与锁紧杆固定连接，定位销在靠近锁紧杆的部分有与转轴配合的螺纹；锁紧杆带动定位销转动，并利用所述的螺纹控制角度调整机构的锁紧与松开。
所述转轴与支架之间有轴套，轴套的材料为具有润滑作用的聚四氟乙烯。
所述限位凸台一端与支架之间有用于增大摩擦力的第一橡胶垫。
所述压紧凸台的端面与固定板之间有橡胶垫，用于角度锁紧机构锁紧时增加转轴与固定板的摩擦力。
所述连杆组件的材料为碳纤维管材。
所述脚踏板为2A12T4的金属材料，脚踏板的上表面铺有一层用于提高舒适性的聚氨酯软泡沫塑料，所述脚踏板的上方有用于调节松紧的紧固带。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明通过连接于脚踏板的连杆组件带动固定板转动，再用锁紧机构控制固定板，从而有效实现角度的调整与固定，操作方便且结构简单，易于拆卸；
(2)通过反复试验，本发明在连杆组件、角度调整机构和脚踏板的材料上选择了既能保证结构强度，又能起到很高减重效果的材料；
(3)本发明通过对脚踏板采取金属加软泡沫的双层结构，既保证了转动强度，又提高了航天员在轨作业时的舒适程度。
附图说明
图1为本发明一种足部限位器的立体图；
图2为本发明一种足部限位器的正视图；
图3为图2中A方向的视图；
图4为本发明支架水平放置以后的整体俯视图；
图5为角度调整机构的内部结构图；
图6为本发明脚踏板的立体图。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明包括连杆组件1、脚踏板2、固定板3和角度调整机构4。脚踏板2上有连接孔5，连杆组件1穿过所述连接孔5且随脚踏板2一起转动。为了加强连接孔与连杆组件的配合，可以在连接孔5内加入轴套。固定板3位于连杆组件1两端且与连杆组件1固定连接，固定板3内部有通孔，角度调整机构4穿过固定板3内部的通孔；当角度调整机构4锁紧时，固定板3不能转动，脚踏板2位置得以固定，当角度调整机构4松开时，固定板3转动，脚踏板2的角度能任意调整。其中，出于减重的考虑，连杆的材料选择密度较低的碳纤维管材，脚踏板2的材料选择2A12T4的金属材料，因为经过反复的实验得知，该种金属材料在能保证强度的所有金属材料中密度最低。
如图5所示，角度调整机构4包括锁紧杆6、定位销7、支架8和转轴9。支架8用于与外部机构连接，支架8内部有通孔且与固定板3内部的通孔相通，为了减重，支架8和固定板3带有轴向凸台，支架8所带的轴向凸台与固定板3所带的轴向凸台的端面彼此接触，在锁紧机构锁紧时，支架8在轴向从左向右挤压固定板3。
转轴9穿过支架8和固定板3内部相通的通孔，转轴9上有与固定板3相配合的压紧凸台10，用于在锁紧机构锁紧时，在轴向从右向左挤压固定板3，从而与支架8配合，在固定板3两端通过挤压使固定板3得到定位。在转轴9与支架8之间可以加入与转轴9配合的轴套11，用于避免转轴9与支架8两种材料的互相划伤且促进转轴9的转动。经过反复试验，所述轴套11的材料采用具有润滑作用的聚四氟乙烯起到的保护作用最好。在压紧凸台10的端面与固定板3之间加上橡胶垫，可以增大挤压时的摩擦力，使定位更牢固。
定位销7穿过转轴9内部，定位销7一端有限位凸台12，该限位凸台12位于支架8的外侧，定位销7另一端与锁紧杆6通过螺钉13和垫片14实现固定连接，定位销7在靠近锁紧杆6的部分与转轴9有螺纹配合，定位销上有外螺纹17；锁紧杆6带动定位销7转动，并利用定位销7上的螺纹17控制角度调整机构4的锁紧与松开。当螺纹配合松开时，定位销7上的限位凸台12远离支架8外侧，使支架8不能在轴向挤压固定板3，固定板3得以在脚踏板2的带动下自由转动，调整足部位置；当角度位置调整好以后，旋转锁紧杆6，使螺纹配合由松开变紧密，定位销7上的限位凸台12贴紧支架8的外侧，为了增加挤压的摩擦力，还可以在定位销7的限位凸台12与支架8之间加入第一橡胶垫18，该限位凸台12施加给支架8一个在轴向从左向右的力，支架8将力传给固定板3，同时转轴9也通过压紧凸台10在轴向从右向左挤压固定板3，固定板3受到左右挤压后，不能再转动，足部的角度位置得以确定，完成足部限位。
如图6所示，脚踏板2的主体为金属材料，为了提高宇航员足部的舒适性，在脚踏板2的上表面加一层聚氨酯软泡沫塑料15，该种材料质量轻、舒适度高。另外，所述脚踏板2的上方有用于调节松紧的紧固带16，一方面使宇航员在调整角度时操作更方便，另一方面也可以适应不同足部大小的宇航员使用。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种足部限位器，其特征在于：包括连杆组件(1)、脚踏板(2)、固定板(3)和角度调整机构(4)；脚踏板(2)上有连接孔(5)，连杆组件(1)穿过所述连接孔(5)且随脚踏板(2)一起转动，固定板(3)位于连杆组件()两端且与连杆组件(1)固定连接，固定板(3)内部有通孔，角度调整机构(4)穿过固定板(3)内部的通孔；当角度调整机构(4)锁紧时，固定板(3)不能转动，脚踏板(2)位置得以固定，当角度调整机构(4)松开时，固定板(3)能够转动，脚踏板(2)的角度能任意调整。
2.根据权利要求1所述的一种足部限位器，其特征在于：所述角度调整机构(4)包括锁紧杆(6)、定位销(7)、支架(8)和转轴(9)，支架(8)内部有通孔且与固定板(3)内部的通孔相通，转轴(9)穿过支架(8)和固定板(3)内部相通的通孔，转轴(9)上有与固定板(3)相配合的压紧凸台(10)，定位销(7)穿过转轴(9)内部，定位销(7)一端有限位凸台(12)且所述限位凸台(12)位于支架(8)的外侧，定位销(7)另一端与锁紧杆(6)固定连接，定位销(7)在靠近锁紧杆(6)的部分有与转轴(9)配合的螺纹(17)；锁紧杆(6)带动定位销(7)转动，并利用所述的螺纹(17)控制角度调整机构(4)的锁紧与松开。
3.根据权利要求2所述的一种足部限位器，其特征在于：所述转轴(9)与支架(8)之间有轴套(11)，轴套(11)的材料为具有润滑作用的聚四氟乙烯。
4.根据权利要求2所述的一种足部限位器，其特征在于：所述限位凸台(12)一端与支架(8)之间有用于增大摩擦力的第一橡胶垫(18)。
5.根据权利要求2所述的一种足部限位器，其特征在于：所述压紧凸台(10)的端面与固定板(3)之间有橡胶垫，用于角度锁紧机构锁紧时增加转轴与固定板(3)的摩擦力。
6.根据权利要求1所述的一种足部限位器，其特征在于：所述连杆组件(1)的材料为碳纤维管材。
7.根据权利要求1所述的一种足部限位器，其特征在于：所述脚踏板(2)为2A12T4的金属材料，脚踏板(2)的上表面铺有一层用于提高舒适性的聚氨酯软泡沫塑料(15)，所述脚踏板(2)的上方有用于调节松紧的紧固带(16)。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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