CN102730201A - 无震动旋转离心舱 - Google Patents
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Abstract
无震动旋转离心舱， 航天--载人空间飞行器，类似与空间站利用旋转所产生的离心力来模仿重力效果，这种离心舱已有人研究了.但旋转的舱体会因其整体重心不在其几何中心而产生震动现象，就像洗衣机甩干时的震动情况.而且当人和物体在舱体内移动时，会不停的改变整体重心在几何中心的位置，这样会产生持续的无规律的震动频率，造成飞船的固定姿态不好调整。本发明是采用离心舱与飞船不直接固定连接的方式结合.让离心舱在可控范围内自由位移，通过位移过程来带动另一重物向相反的方向移动，以此来自动调整离心舱的重心在其几何中心的位置，以此达到旋转时不产生震动的目的.且舱体位移时不影响飞船的姿态稳定。
Description
技术领域：
航天----载人空间飞行器，类似与空间站
背景技术：
利用旋转所产生的离心力来模仿重力效果，这种离心舱已有人研究了.但旋转的舱体会因其整体重心不在其几何中心而产生震动现象，就像洗衣机甩干时的震动情况.而且当人和物体在舱体内移动时，会不停的改变整体重心在几何中心的位置，这样会产生持续的无规律的震动频率，造成飞船的固定姿态不好调整.
发明内容：
本发明是采用离心舱与飞船不直接固定连接的方式结合.让离心舱在可控范围内自由位移，通过位移过程来带动另一重物向相反的方向移动，以此来自动调整离心舱的重心在其几何中心的位置，以此达到旋转时不产生震动的目的.且舱体位移时不影响飞船的姿态稳定。
附图说明：
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明.
图1是飞船和离心舱的结合方式简图.
图2是中心轴图.
图3是双向位移连接部件图.
图4是双向位移连接部件图.
图5是环状圆柱体舱简图.
图6是位移联动杠杆部件图.
图7是离心舱的剖面结构图.
图8是A段舱和D段舱的剖面结构图.
图9是A段舱和D段舱的侧剖面结构图.
图10是A段舱和D段舱的运作原理图.
图11是离心舱第一种位移效果图.
图12是离心舱第二种位移效果图.
图13是离心舱第三种位移效果图.
附图中(1)离心舱，(2)飞船，(3)中心轴，(4)位移联动杠杆部件，(5)双向位移连接部件，(6)双向位移连接部件，(7)位移重心平衡砣，
具体实施方式：
在图1中，离心舱(1)通过4个双向位移连接部件(图3和图4)和2个位移联动杠杆部件(图6)与中心轴(图2)连接.中心轴(图2)与飞船(2)固定连接.
在图2中，中心轴是离心舱旋转时的中心线和力的支撑点.
在图3中，内小圆与中心轴上的电动机相连，以中心轴为中心旋转.外大圆与离心舱内壁固定连接，同步旋转.两个横杠和竖杠是滑动轨道.此部件让离心舱旋转.
在图4中，内小圆与中心轴固定连接，外大圆与离心舱内壁滑动连接，而不影响其旋转.两个横杠和竖杠是滑动轨道.此部件让离心舱随飞船移动
在图5中，离心舱分为四段.A段是平衡重心的舱体.B段是进出离心舱的桥箱舱体.C段是载人主舱体.D段是平衡重心的舱体，与A段相同.
在图6中，外大圆与中心轴滑动连接，内小圆与离心舱两端内壁口连接，都与离心舱同步旋转.四根杠杆与内小圆活动连接，以连接点为中心偏转.四根杠杆与外大圆滑动连接，杠杆从外大圆上的小孔中穿过.
在图7中，中心轴(3)从离心舱的中间穿过，通过位移联动杠杆部件(4)，双向位移连接部件(5)和双向位移连接部件(6)与离心舱结合，离心舱与中心轴之间的距离就是可位移的范围.B段舱以离心舱的内壁为轴旋转.A段舱和D段舱中的位移重心平衡驼(7)与位移联动杠杆部件(4)的杠杆外端连接.小方框是舱壁上向外开的舱门，两个扇形是B段舱和C段舱的对开舱门.
在图8中，中心轴(3)与位移联动杠杆部件(4)的外大圆滑动连接.右弧线为位移联动杠杆部件(4)的外大圆.左弧线为位移联动杠杆部件(4)的内小圆.位移联动杠杆部件(4)的杠杆外端与D段舱中的位移重心平衡砣(7)活动连接.
在图9中，位移重心平衡砣(7)有四个，形状不限的重物，与离心舱同步旋转时，离心力作用与舱壁.当位移联动杠杆部件(4)中的内小圆与外大圆发生相对移动时，位移重心平衡砣(7)在杠杆的摆动下做顺时针或逆时针位移.因为位移时，位移重心平衡砣(7)和位移联动杠杆部件(4)中内小圆的距离会变动，所以杠杆的外端着力点只要能推动位移重心平衡砣(7)就好，无需固定.
如图10所示，设想，舱体旋转，我们的眼睛随舱壁同步旋转，向中心看去，由于都在旋转，所以杠杆，砣和大小圆相对静止，在此前提下.
假设，当离心舱因重心原因向下移动时，位移联动杠杆部件(4)中的内小圆随离心舱向下移动，而位移联动杠杆部件(4)中的外大圆由于连接在中心轴(3)上，不能随离心舱移动，所以两圆圈相对产生位移距离，同时移动结果又带动杠杆以外大圆为支撑点发生偏转和滑动，杠杆又推动左右两个位移重心平衡砣(7)向上移动.也就是舱体向下移动，左右两个砣被动向上移动，这样以来，A段舱或D段舱内的局部重心向上移动，此重心移动会带动离心舱整体重心向上移动，平衡C段舱和B段舱内的重心因素.同理，当离心舱向上移动时，左右两个砣向下移动，舱体向左移动时，上下两个砣向右移动，舱体向右移动时，上下两个砣向左移动.砣总是和离心舱反方向移动来产生平衡效果.
如图11所示，三角形和四方形分别代表人和物体所在位置产生的综合重心.离心舱内的三角形影响舱体左半边向下移动，四方形影响舱体右半边向上移动，此时舱体将逆时针偏转，偏转后，A段舱的重心被动向上移动，D段舱的重心被动向下移动，结果是离心舱逆时针偏转一定角度后稳定旋转，与中心轴不平行.
如图12所示，三角形和四方形分别代表人和物体所在位置产生的综合重心.离心舱内的三角形和四方形都影响舱体向下移动，移动后，A段舱和D段舱的重心被动向上移动，结果离心舱平行下移，以上下旋转半径不同的姿态稳定旋转.
如图13所示，三角形和四方形分别代表人和物体所在位置产生的综合重心.离心舱内的三角形和四方形同在一边，离心舱右端产生较强的下移力量，而左端可能没有或很弱，此时舱体右边产生长距离位移，左边可能没有或很短，移动后，D段舱的重心向上移动较长距离，A段舱的重心可能没有或很短的向上移动，结果离心舱左边可能与轴距适中，而右边以上下半径不等的歪斜姿态稳定旋转.
然后，离心舱与中心轴的连接运转状态，如图7所示，双向位移连接部件(6)的内小圆与电动机连接，电动机固定在轴上，内小圆以轴为中心和支撑点旋转，通过扣住离心舱内壁的外大圆传递旋转力.舱体可在横竖轨道内上下左右移动，又能位移又能接收旋转力.双向位移连接部件(5)的内小圆扣住中心轴不旋转，外大圆也不旋转只和离心舱内壁滑动连接，当离心舱旋转产生位移时，此外大圆跟着在横竖轨道内上下左右移动，不影响离心舱，但当飞船整体调整姿态或上下左右飞行时，轨道上的闸与火箭发动机联动，发动机点火瞬间，轨道锁死，发动机的推力通过双向位移连接部件(5)传递给离心舱，发动机停，轨道开闸.
然后，B段舱和C段舱的连接运转状态，如图7所示，当B段舱以离心舱内壁为轴与离心舱同速同向旋转时，两个扇形门相对静止，B段舱与C段舱接通.当B段舱以离心舱内壁为轴与离心舱同速反向旋转时，B段舱与飞船相对静止，方形门可以出入。
Claims (4)
1.一种无震动旋转离心舱，通过旋转时所产生的离心力，来模仿重力状态的太空舱，就像洗衣机甩干时，离心力将衣服甩在滚筒壁上一样，但旋转时由于筒内的物体重量分布不均匀，导致其整体重心不在滚筒的几何中心，产生震动结果。其特征是：本发明是采用离心舱与飞船不直接固定连接的方式结合.让离心舱在可控范围内自由位移，通过位移过程来带动另一重物向相反的方向移动，以此来自动调整离心舱的重心在其几何中心的位置，以此达到旋转时不产生震动的目的.且舱体位移时不影响飞船的姿态稳定。
2.根据权利要求1所述的无震动旋转离心舱，其特征是：离心舱在太空中要不间断的旋转，而飞船却是不旋转的，离心舱需要通过两种相似，而工作状态不同的力量传动部件，获得来自飞船的动力。
3.根据权利要求1所述的无震动旋转离心舱，其特征是：离心舱旋转产生位移时，通过此部件来移动重物向相反的方向移动。
4.根据权利要求1所述的无震动旋转离心舱，其特征是：离心舱在太空中不间断的旋转制造离心力时，人员和物体无法直接进入舱体，需要一个舱体完成过渡过程。
Priority Applications (1)
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| CN2011100944813A CN102730201A (zh) | 2011-04-15 | 2011-04-15 | 无震动旋转离心舱 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN102730201A true CN102730201A (zh) | 2012-10-17 |
Family
ID=46986651
Family Applications (1)
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| CN (1) | CN102730201A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104071359A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-10-01 | 中国人民解放军第二炮兵装备研究院 | 模拟地面引力环境的空间站及使用方法 |
| CN106800098A (zh) * | 2015-11-26 | 2017-06-06 | 李宁 | 一种产生重力加速度的太空舱结构设计 |
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2011
- 2011-04-15 CN CN2011100944813A patent/CN102730201A/zh active Pending
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121017 |