CN102996003B - 航天器热试验真空容器大门运行机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了航天器热试验真空容器的大门运行机构，包括机械部分和电气部分，通过横向和纵向二维移动实现真空容器大门与筒体的分离和闭合。大门运行机构的横向移动采用电机驱动，通过摆线针轮减速器和二级齿轮减速，驱动车轮在铁轨上运动，达到设计的运行速度；纵向运动由执行气缸推动纵向运动平台在直线导轨上滑动来实现。大门横向移动和纵向移动的行程均由位置传感器确定。与现有的大门运行机构相比，本发明的大门运行机构解决了大型真空容器大门运行机构一维转动或平动时大门和筒体的平行度、同轴度较差的问题，实现了大门开关状态自动检测，并将大门开关状态与气动夹具状态实现逻辑互锁保护功能。

Description

航天器热试验真空容器大门运行机构

技术领域

本发明属于航天器热试验真空容器设计领域，具体来说，涉及一种大型真空容器大门运行机构，以用于航天器热试验时真空容器大门的开关和预紧。

背景技术

大型空间环境模拟器主要模拟空间的真空、冷黑等环境，用于卫星、飞船等飞行器进行热试验的地面设备，其主体结构为真空容器。大门运行机构是实现容器大门开关的大型专用设备。现有空间环境模拟器真空容器大门运行机构主要是通过沿地面导轨铰链侧开和沿上轨道移动平开两种方式，如五院总装与环境工程部KM6辅容器采用沿地面导轨铰链侧开方式，KM3B采用沿上轨道移动平开方式。

由于大型空间环境模拟器真空容器的大门外形尺寸和重量很大，并且大门在开闭过程中对大门和筒体的平行度和同轴度要求高，真空容器采用沿地面导轨铰链侧开或沿上轨道移动平开要求铰链和轨道具有良好的刚度，运行机构的结构复杂且尺寸大，对厂房建筑结构要求也很高。为了提高大门运行机构可靠性，方便大门和筒体的平行度及同轴度调节，减小运行机构结构尺寸，可以采用沿地面导轨移动开关方式。

此外，空间环境模拟器真空容器大门开关状态和气动夹具夹紧分离状态存在逻辑顺序关系，即容器大门开启必须先确保气动夹具处于分离状态，而气动夹具必须在容器大门闭合后才能夹紧，若气动夹具处于闭合状态则大门不能进行关闭，否则就会发生机械碰撞，对整个空间环境模拟器造成极大的破坏，因此需要对真空容器大门开关状态和气动夹具状态进行自动检测，并通过程序控制实现逻辑互锁。

发明内容

    为了解决上述问题，本发明旨在提供一种航天器热试验真空容器大门运行机构，该机构能够自动检测真空容器大门的开关状态和气动夹具状态，以实现逻辑互锁。

本发明采用了如下的技术方案：

本发明的用于航天器热试验真空容器的大门运行机构，包括机械部分和电气控制部分，机械部分包括电机、减速器、车轮传动轴、车轮、铁轨、纵向运动平台、横向运动平台、执行气缸、直线导轨、容器大门支腿、气动夹具，容器大门支腿与纵向运动平台机械连接，纵向运动平台通过滑块在直线导轨上滑动并通过执行气缸与横向运动平台连接，直线导轨和执行气缸均设置在横向运动平台上，横向运动平台设置在车轮传动轴上，电机通过减速器连接车轮传动轴，驱动车轮在铁轨上运动，气动夹具设置在真空容器筒体的法兰上，以当真空容器大门和其筒体闭合后，由气动夹具对大门进行预紧，以使气动夹具状态与大门开关状态实现互锁；电气控制部分包括若干位置传感器和系统控制箱，若干位置传感器用于反馈大门运行机构的运行位置，系统控制箱设置在大门横向运动平台上，内部设置有PLC、按钮、指示灯；其中，大门移动过程、分离闭合过程通过电气控制系统进行控制，通过检测用于反馈大门运行机构运行位置的位置传感器的状态来自动判断，纵向移动和横向移动的行程均由位置传感器确定，位置传感器分别设置于纵向和横向运动的起始位置，按动按钮启动大门移动，大门移动到位后触发位置传感器，位置传感器将信号传输到PLC，PLC发出停止信号给电机、指示灯以及气动夹具。

其中，大门的开闭是通过运动平台驱动大门在直线导轨上的纵向和横向二维移动来实现。

     其中，电机收到信号后停止驱动大门移动，指示灯收到信号后发出灯光，气动夹具收到信号后锁定气动夹具的夹紧动作，从而实现大门启动和停止控制及与气动夹具的逻辑互锁控制功能。

其中，系统控制箱内的PLC接收大门运行机构各部分的信号，通过各控制按钮发出大门移动的控制指令，PLC接收按钮的控制指令，实现大门启动和停止控制及逻辑互锁控制功能。

其中，系统控制箱右上角设有急停按钮，当有紧急情况出现，可按下急停按钮切断系统电源。

其中，系统控制箱上还设有电源指示灯，电源正常时，指示灯亮。

与现有的大门运行机构相比，本发明的大门运行机构解决了大型真空容器大门运行机构一维转动或平动时大门和筒体的平行度、同轴度较差的问题，实现了大门开关状态自动检测，并将大门开关状态与气动夹具状态实现逻辑互锁保护功能。

附图说明

图1本发明的用于航天器热试验真空容器的大门运行机构的俯视图。

图2是对应于图1的用于航天器热试验真空容器的大门运行机构的主视图。

图3是对应于图1的用于航天器热试验真空容器的大门运行机构的侧视图。

图中，1-电机，2-减速器，3-传动轴，4-执行气缸，5-直线导轨，6-车轮，7-横向运动平台，8-纵向运动平台，9-容器大门支腿，10-气动夹具，11-铁轨。

图4是本发明的用于航天器热试验真空容器的大门运行机构的操作流程图。

具体实施方式

以下介绍的是作为本发明内容的具体实施方式，下面通过具体实施方式对本发明内容作进一步的阐明。当然，描述下列具体实施方式只为示例本发明的不同方面的内容，而不应理解为限制本发明范围。

如图1-3所示，本发明的大型真空容器大门运行机构是实现真空容器大门开关的大型专用设备，其主要由机械部分和电气部分组成。本发明的大门运行机构的机械部分包括电机1，减速器2，传动轴3，执行气缸4，直线导轨5，车轮6，横向运动平台7，纵向运动平台8，容器大门支腿9，气动夹具10，铁轨11，其中，容器大门支腿9与纵向运动平台6用螺栓连接，纵向运动平台8通过滑块在直线导轨5上滑动，并通过执行气缸4和横向运动平台7连接。直线导轨5和执行气缸4安装在横向运动平台7上。横向运动平台7安装在车轮传动轴3上。电机1通过减速器2连接车轮传动轴3，驱动车轮6在铁轨11上运动。气动夹具10安装在真空容器筒体的法兰上，当大门和真空容器的筒体闭合后，由气动夹具10对大门进行预紧，气动夹具10的状态与大门开关状态实现逻辑互锁。

在本发明的大门运行系统中，电气控制部分包括若干位置传感器和系统控制箱，若干位置传感器用于反馈大门运行机构的运行位置，系统控制箱设置在大门横向运动平台上，内部设置有PLC、按钮、指示灯；其中，大门移动过程、分离闭合过程通过电气控制系统进行控制，通过检测用于反馈大门运行机构运行位置的位置传感器的状态来自动判断，纵向移动和横向移动的行程均由位置传感器确定，位置传感器分别设置于纵向和横向运动的起始位置，按动按钮启动大门移动，大门移动到位后触发位置传感器，位置传感器将信号传输到PLC，PLC发出停止信号给电机、指示灯以及气动夹具。

其中，大门的开闭是通过运动平台驱动大门在直线导轨上的纵向和横向二维移动来实现。

其中，大门移动过程、分离闭合过程是通过检测位置传感器的状态来自动判断。

在本发明的实施方式中，横向移动采用电机驱动，通过摆线针轮减速器和二级齿轮减速，驱动车轮在铁轨上运动，达到设计的速度；纵向运动由气缸推动纵向运动平台在两根直线导轨上滑动来实现。纵向移动和横向移动的行程均由位置传感器确定，位置传感器分别安装于纵向和横向运动的起始位置。当大门和筒体闭合后，由气动夹具对大门进行预紧，气动夹具状态与大门开关状态实现互锁，即容器大门开启必须先确保气动夹具处于分离状态，而气动夹具必须在容器大门闭合后才能夹紧。

如图4所示，大门关闭过程是大门运行机构先进行横向移动，即大门从左到右运行，运行到位后位置传感器将检测信号传递到控制箱，大门横向移动停止。然后大门运行机构进行纵向移动，即大门从后往前运动，运行到位后位置传感器将检测信号传递到控制箱，大门纵向移动停止。最后启动气动夹具关闭程序，对大门进行预紧。大门开启过程与大门关闭过程反相执行即可。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.用于航天器热试验真空容器的大门运行机构，包括机械部分和电气控制部分，机械部分包括电机、减速器、车轮传动轴、车轮、铁轨、纵向运动平台、横向运动平台、执行气缸、直线导轨、容器大门支腿、气动夹具，容器大门支腿与纵向运动平台机械连接，纵向运动平台通过滑块在直线导轨上滑动并通过执行气缸与横向运动平台连接，直线导轨和执行气缸均设置在横向运动平台上，横向运动平台设置在车轮传动轴上，电机通过减速器连接车轮传动轴，驱动车轮在铁轨上运动，气动夹具设置在真空容器筒体的法兰上，以当真空容器大门和其筒体闭合后，由气动夹具对大门进行预紧，以使气动夹具状态与大门开关状态实现互锁；电气控制部分包括若干位置传感器和系统控制箱，若干位置传感器用于反馈大门运行机构的运行位置，系统控制箱设置在大门横向运动平台上，内部设置有PLC、按钮、指示灯；其中，大门移动过程、分离闭合过程通过电气控制系统进行控制，通过检测用于反馈大门运行机构运行位置的位置传感器的状态来自动判断，纵向移动和横向移动的行程均由位置传感器确定，位置传感器分别设置于纵向和横向运动的起始位置，按动按钮启动大门移动，大门移动到位后触发位置传感器，位置传感器将信号传输到PLC，PLC发出停止信号给电机、指示灯以及气动夹具,电机收到信号后停止驱动大门移动，指示灯收到信号后发出灯光，气动夹具收到信号后锁定气动夹具的夹紧动作，从而实现大门启动和停止控制及与气动夹具的逻辑互锁控制功能。

2.如权利要求1所述的大门运行机构，其中，大门的开闭是通过横向运动和纵向运动二维移动来实现的，大门横向运动采用电机驱动，通过摆线针轮减速器和二级齿轮减速，驱动车轮在铁轨上运动，纵向运动是通过执行气缸驱动纵向运动平台沿直线导轨滑动。

3.如权利要求1所述的大门运行机构，其中，气动夹具对大门进行预紧，气动夹具状态与大门开关状态实现互锁，即容器大门开启必须先确保气动夹具处于分离状态，而气动夹具必须在容器大门闭合后才能夹紧。

4.如权利要求1-3任一项所述的大门运行机构，其中，系统控制箱右上角设有急停按钮，当有紧急情况出现，可按下急停按钮切断系统电源。

5.如权利要求1-3任一项所述的大门运行机构，其中，系统控制箱上还设有电源指示灯，电源正常时，指示灯亮。