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。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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 |