CN103353213B - 用压缩空气的水下训练航天服干燥器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器，包括风刀位置控制系统和航天服转动位置控制系统。所述风刀位置控制系统通过利用竖向导轨气缸、横向导轨气缸和摆动气缸分别对风刀的垂直、水平、摆动位置进行控制，所述航天服转动位置控制系统通过气动马达带动旋转支撑转动进而控制转台上航天服的转动，通过上述两个系统的控制使风刀与航天服的表面始终处于最佳的干燥距离，压缩空气在风刀的刀口形成高速线性风幕，利用高速的气流将航天服外表面的水分吹落，从而达到干燥的目的。本发明产生的有益效果是：结构简单，操作方便，大大缩短了干燥时间。

Description

用压缩空气的水下训练航天服干燥器

技术领域

本发明涉及干燥及气刀技术领域，具体涉及一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器。

背景技术

宇航员训练是航天载人项目中的重要环节，目前宇航员在地面上的训练是在水面以下9～10米的深度模拟微重力的训练环境，当宇航员在水下训练结束后，需对航天服进行快速的干燥，以防止水分对航天服的表面材料及零部件造成损害。

利用压缩空气的干燥装置可以对航天服进行快速、有效的干燥，当前对于使用后水下训练服的干燥普遍采用传统的自然干燥的方法，这样的干燥方式不仅干燥时间长，水分的存留时间导致对训练服的腐蚀，进而影响水下训练服的使用寿命。

发明内容

鉴于上述缺陷，本发明提供一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器，通过控制风刀位置和航天服转动位置，使风刀与航天服间始终处于最佳的干燥距离。

本发明采用的技术方案具体为：

一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器，包括机架，其特征在于，包括风刀位置控制系统和航天服转动位置控制系统，所述风刀位置控制系统和航天服转动位置控制系统设于所述机架；其中：

所述风刀位置控制系统包括竖向导轨气缸、横向导轨气缸和摆动气缸，其中：

所述机架的侧架两端设有立柱，所述竖向导轨气缸设于所述立柱之间，所述竖向导轨气缸通过竖向导轨连接板和所述摆动气缸的缸体相连接，所述摆动气缸的摆动轴通过摆动连接板和所述横向导轨气缸的缸体相连接，风刀通过横向导轨连接板固定于所述横向导轨气缸末端的活塞杆端头；

所述航天服转动位置控制系统包括气动马达、回转支撑、转台，所述气动马达和所述回转支撑分别固定于所述机架的底座，所述回转支撑的柱面外缘为轮齿结构，所述气动马达通过传动齿轮与所述轮齿结构相啮合，所述转台设于所述回转支撑的上表面，所述转台上固定有支撑管，所述转台通过所述支撑管与航天服连接；

还包括气动控制箱，所述气动控制箱设于所述侧架的顶端，所述气动控制箱与所述竖向导轨气缸、所述横向导轨气缸和所述摆动气缸分别相连接。

在上述用压缩空气的水下训练航天服干燥器中，所述气动控制箱内置有气动三联件，所述气动三联件与三位五通电磁阀a、三位五通电磁阀b、三位五通电磁阀c连接，所述三位五通电磁阀a、所述三位五通电磁阀b、所述三位五通电磁阀c的两个出气口分别与所述竖向导轨气缸、所述横向导轨气缸、所述摆动气缸两端的压缩空气接口连接；所述侧架上还设有电控箱，通过所述电控箱的通、断电，使：

所述三位五通电磁阀a控制所述竖向导轨气缸的外部滑块的上下滑动，进而控制所述风刀的垂直位置；

所述三位五通电磁阀b控制所述摆动气缸的摆动，进而控制所述风刀的摆动位置；

所述三位五通电磁阀c控制所述横向导轨气缸的活塞杆的伸缩动作，进而控制所述风刀的水平位置。

在上述用压缩空气的水下训练航天服干燥器中，所述气动三联件还与三位五通电磁阀d的进气口相连接，所述三位五通电磁阀d的两个出气口与所述气动马达的气口一和气口二连接，通过所述电控箱的通、断电，所述三位五通电磁阀d控制所述气动马达的工作状态，进而控制所述转台的转动。

在上述用压缩空气的水下训练航天服干燥器中，所述气动三联件还与二位二通电磁阀的进气口连接，所述二位二通电磁阀的出气口与所述风刀的压缩空气进口连接，通过所述电控箱的通、断电，所述二位二通电磁阀控制所述风刀的气路打开、关闭。

在上述用压缩空气的水下训练航天服干燥器中，所述支撑管为三根，所述航天服的脐部和两侧胯部分别与所述支撑管连接，所述支撑管使所述航天服绕所述回转支撑的中心旋转。

在上述用压缩空气的水下训练航天服干燥器中，所述风刀的边缘设置槽状出风口，所述槽状出风口内侧设置弯曲通道，所述弯曲通道使所述槽状出风口的各点吹出风力一致。

本发明产生的有益效果是：

完整的风刀位置控制系统使得压缩空气进入气动三联件后杂质被过滤，使气源压力保持稳定，减少因气源气压突变时而导致的损伤；

通过“风刀的边缘设置一槽状出风口，槽状出风口内侧设置一弯曲通道”的设计，使得风刀内部空间中趋于均一的压力，槽状出风口各点的吹出风力一致，获得了均匀的风力。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1为本发明的一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器的结构示意图。

图2为本发明的一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器的风刀控制机构局部的主视图。

图3为本发明的一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器的风刀控制机构局部的俯视图。

图4为本发明的一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器的干燥器气动系统气动原理图。

图中：

101、万向轮 102、机架 103、竖向导轨气缸 104、把手 105、摆动气缸 106、电控箱 107、气动控制箱 108、横向导轨气缸109、风刀 110、回转支撑 111、转台 112、气动马达 113、竖向导轨连接板 114、摆动连接板 115、横向导轨连接板 201、气动三联件 202(202a、202b、202c、202d)、三位五通电磁阀 203、二位二通电磁阀 204、气动软管 205、外部滑块 206、内部滑块207、传动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1、4所示的一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器，主要包括两个系统：风刀位置控制系统和航天服位置控制系统：

风刀位置控制系统由气动三联件201、三位五通电磁阀(202a、202b、202c)、二位二通电磁阀203、气动软管204、竖向导轨气缸103，竖向导轨连接板113，摆动气缸105，摆动连接板114，横向导轨气缸108，横向导轨连接板115和风刀109组成。

气动三联件201由空气过滤器、调压阀、油雾分离器组成，可以过滤空气中的杂质与润滑油，使气源压力保持稳定，减少因气源气压突变时而导致的损伤，所述空气过滤器侧有压缩空气进口，所述油雾分离器侧有压缩空气出口；

三位五通电磁阀是指有五个气口、阀芯有三个位置、两端各有一个电磁铁(A电磁铁和B电磁铁)的换向阀，其中，电磁铁是由电磁线圈和衔铁构成，五个气口中，气动三联件201的压缩空气出口通过气动软管连接至进气口，两个出气口分别和对应气缸的压缩空气接口相连，另外两个气口通大气，便于换向阀动作后，气缸一腔进气，另一腔可以排气。以三位五通电磁阀202a为例，当A电磁铁通电时阀芯位于左端，此时气路为竖向导轨气缸103的顶端接口进气，底端接口排气，竖向导轨气缸的内部滑块206向下移动，带动外部滑块205向下移动；当B电磁铁通电时阀芯位于右端，此时气路为竖向导轨气缸103的顶端接口排气，底端接口进气，竖向导轨气缸103的内部滑块206向上移动，带动竖向导轨气缸103的外部滑块205向上移动；当A电磁铁和B电磁铁都不通电时，阀芯位于中部，顶端与底端接口均无法进、排气，此时竖向导轨气缸外部滑块205不移动；

二位二通电磁阀203是指有两个气口、阀芯有两个位置、一个电磁铁调节阀，当电磁铁通电时，气路打开，压缩空气进入风刀109；当电磁铁不通电时，气路关闭，风刀109不工作。

作为一种较佳实施例，气动软管204是供压缩空气用的PU软管，竖向导轨气缸103为磁性无杆气缸，纵向垂直放置且两端分别设有压缩空气接口，缸体侧面有带孔固定板；摆动气缸105是利用压缩空气驱动输出轴在一定角度范围内作往复摆动的气动执行元件，压缩空气推动摆动气缸的摆动轴摆动；横向导轨气缸108结构原理与竖向导轨气缸103相同，两端分别装有压缩空气接口，不过呈水平方向放置，风刀109的边缘设置一槽状出风口，槽状出风口内侧设置一弯曲通道，从而使得风刀内部空间中趋于均一的压力，槽状出风口各点的吹出风力一致，以获得均匀的风力。

进一步如图2、3所示，竖向导轨连接板113是L型不锈钢板，两侧均有带内螺纹的连接孔，一侧与竖向导轨气缸103的缸体相连，另一侧与摆动气缸105的末端相连；摆动连接板114是带内螺纹连接孔的圆形不锈钢板，用于将摆动气缸105的摆动轴固定在横向导轨气缸108的缸体上，横向导轨连接板115是带内螺纹连接孔的矩形不锈钢板，用于将风刀109固定在横向导轨气缸108末端的两个活塞杆端头。

外部气源连接至气动三联件201的压缩空气进口，压缩空气出口通过气动软管204与三位五通电磁阀202a、202b、202c和二位二通电磁阀203的进气口相连接，三位五通电磁阀202a的两个出气口通过气动软管204与竖向导轨气缸103两端的压缩空气接口，202b的两个出气口通过气动软管204与横向导轨气缸108两端的压缩空气接口相连，202c的两个出气口通过气动软管204与摆动气缸105的压缩空气接口相连，二位二通电磁阀203的出气口通过气动软管204与风刀109的压缩空气进口相连。

上述各部件及其连接组成了完整的风刀位置控制系统，风刀位置控制系统的作业流程具体为：压缩空气进入气动三联件201后，杂质被过滤、压力变得稳定，其中稳定压力的调节范围为0.3～0.6MPa，随后压缩空气分别分流至三位五通电磁阀(202a、202b、202c)和二位二通电磁阀203，通过电控箱控制三位五通电磁阀202a的电磁铁的通电、断电，进而控制压缩空气走向使竖向导轨气缸内部滑块206上下移动，三位五通电磁阀202b用同样的方式带动横向导轨气缸108上的风刀109前后移动，三位五通电磁阀202c控制压缩空气走向使摆动气缸105的摆动轴摆动，从而带动与摆动气缸105相连接的横向导轨气缸108在-45°～45°之间摆动，最后通过二位二通电磁阀203控制压缩空气进入风刀109进行工作。

航天服转动位置控制系统由气动三联件201、三位五通电磁阀202d、气动软管204、气动马达112、回转支撑110、转台111、传动齿轮207和航天服组成。

回转支撑110的柱面外缘为轮齿结构，回转支撑110的上表面通过螺栓固定有转台111，通过螺栓固定在转台111上的三根固定的不锈钢管支撑分别与航天服的脐部和两侧胯部相连接，从而使航天服可以绕回转支撑中心旋转；通过螺栓固定在机架102的底座上的气动马达112由带叶轮的转子、定子、气口一、气口二和壳体组成，压缩空气由进入气动马达带动叶轮转动，将压缩空气的压力能转换为旋转机械能，旋转机械能由与转子相连的传动齿轮207输出，来自气动三联件201的稳定压缩空气分流至三位五通电磁阀202d，三位五通电磁阀202d的两个出气口通过气动软管204分别与气动马达112两侧的气口一和气口二相连，当气口一为进气口时气口二为排气口，气动马达正转；当气口二为进气口时气口一为排气口，气动马达反转。通过电控箱控制电磁铁A或电磁铁B通电，从而使气动马达正转或反转，气动马达112输出的旋转机械能通过传动齿轮207与回转支撑的轮齿相啮合输出，回转支撑110通过螺栓固定在机架102的底座上，作为一种较佳实施例，航天服的旋转中心和回转支撑的中心重合。

通过上述各部件及其连接组成了完整的航天服转动位置控制系统，航天服转动位置控制系统的作业流程具体为：压缩空气进入气动三联件201后，杂质被过滤、压力变得稳定，其中稳定压力的可调范围为0.3～0.6MPa，随后压缩空气分别分流至三位五通电磁阀202d，电控箱使三位五通电磁阀202d的电磁铁通电，压缩空气进入气动马达112后，驱动传动齿轮207转动，进而带动回转支撑110转动，并且带动固定在回转支撑110上面的转台111转动，从而使固定在转台111上的航天服旋转。

通过电控箱控制气动控制箱内与气动三联件201连接的三位五通电磁阀(202a、202b、202c、202d)和二位二通电磁阀203的电磁铁的通电、断电，进而控制竖向导轨气缸103外部滑块的上下滑动、摆动气缸105的摆动、横向导轨气缸108活塞杆的伸缩动作、转台的转动和风刀109的工作状态，最终使风刀109在摆动喷气的过程中始终与航天服始终能与处于0.2～0.4m的距离。

以上结合附图对本发明的实施例进行了详细地说明，此处的附图是用来提供对本发明的进一步理解。显然，以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何对本领域的技术人员来说是可轻易想到的、实质上没有脱离本发明的变化或替换，也均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器，包括机架，其特征在于，包括风刀位置控制系统和航天服转动位置控制系统，所述风刀位置控制系统和航天服转动位置控制系统设于所述机架；其中：

所述风刀位置控制系统包括竖向导轨气缸、横向导轨气缸和摆动气缸，其中：

所述机架的侧架两端设有立柱，所述竖向导轨气缸设于所述立柱之间，所述竖向导轨气缸通过竖向导轨连接板和所述摆动气缸的缸体相连接，所述摆动气缸的摆动轴通过摆动连接板和所述横向导轨气缸的缸体相连接，风刀通过横向导轨连接板固定于所述横向导轨气缸末端的活塞杆端头；

所述航天服转动位置控制系统包括气动马达、回转支撑、转台，所述气动马达和所述回转支撑分别固定于所述机架的底座，所述回转支撑的柱面外缘为轮齿结构，所述气动马达通过传动齿轮与所述轮齿结构相啮合，所述转台设于所述回转支撑的上表面，所述转台上固定有支撑管，所述转台通过所述支撑管与航天服连接；

所述风刀的边缘设置槽状出风口，所述槽状出风口内侧设置使槽状出风口的各点吹出风力一致的弯曲通道；

在摆动喷气过程中，所述风刀与所述航天服之间的距离为0.2～0.4m；

还包括气动控制箱，所述气动控制箱设于所述侧架的顶端，所述气动控制箱与所述竖向导轨气缸、所述横向导轨气缸和所述摆动气缸分别相连接。

2.根据权利要求1所述的一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器，其特征在于，所述气动控制箱内置有气动三联件，所述气动三联件与三位五通电磁阀a、三位五通电磁阀b、三位五通电磁阀c连接，所述三位五通电磁阀a、所述三位五通电磁阀b、所述三位五通电磁阀c的两个出气口分别与所述竖向导轨气缸、所述横向导轨气缸、所述摆动气缸两端的压缩空气接口连接；所述侧架上还设有电控箱，通过所述电控箱的通、断电，使：

所述三位五通电磁阀a控制所述竖向导轨气缸的外部滑块的上下滑动，进而控制所述风刀的垂直位置；

所述三位五通电磁阀b控制所述摆动气缸的摆动，进而控制所述风刀的摆动位置；

所述三位五通电磁阀c控制所述横向导轨气缸的活塞杆的伸缩动作，进而控制所述风刀的水平位置。

3.根据权利要求2所述的一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器，其特征在于，所述气动三联件还与三位五通电磁阀d的进气口相连接，所述三位五通电磁阀d的两个出气口与所述气动马达的气口一和气口二连接，通过所述电控箱的通、断电，所述三位五通电磁阀d控制所述气动马达的工作状态，进而控制所述转台的转动。

4.根据权利要求2所述的一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器，其特征在于，所述气动三联件还与二位二通电磁阀的进气口连接，所述二位二通电磁阀的出气口与所述风刀的压缩空气进口连接，通过所述电控箱的通、断电，所述二位二通电磁阀控制所述风刀的气路打开、关闭。

5.根据权利要求1所述的一种用压缩空气的水下训练航天服干燥器，其特征在于，所述支撑管为三根，所述航天服的脐部和两侧胯部分别与所述支撑管连接，所述支撑管使所述航天服绕所述回转支撑的中心旋转。