CN103587720B - 一种空间飞行器对开式舱门展收机构 - Google Patents

一种空间飞行器对开式舱门展收机构 Download PDF

Info

Publication number
CN103587720B
CN103587720B CN201310528547.4A CN201310528547A CN103587720B CN 103587720 B CN103587720 B CN 103587720B CN 201310528547 A CN201310528547 A CN 201310528547A CN 103587720 B CN103587720 B CN 103587720B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hatch door
hinge
bearing
door
cabin door
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310528547.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103587720A (zh
Inventor
穆星科
王悦
张庆利
彭波
张涛
迟令宝
王月
宋春雨
姚世东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Original Assignee
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Launch Vehicle Technology CALT filed Critical China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Priority to CN201310528547.4A priority Critical patent/CN103587720B/zh
Publication of CN103587720A publication Critical patent/CN103587720A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103587720B publication Critical patent/CN103587720B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

本发明涉及一种空间飞行器对开式舱门展收机构，用于完成舱门的开闭动作，具有定位和制动功能，属于空间机构技术领域。该展收机构包括舱门隔框、舱门大梁、舱门锁、左舱门、右舱门、舱门防热结构、机体防热结构、机构驱动轴系、舱门铰链和机构连杆组件。所述的机构驱动轴系包括步进电机、减速器、绝对式测角器、测角器固定座、左轴承座、右轴承座、轴承座安装板、测角器联轴节、电机转接轴、支撑轴承和调节环。所述的机构连杆组件包括异型曲柄、连杆、舱门铰链座、关节球轴承、销轴螺钉。本发明的展收机构采用步进电机驱动，传动环节少，传力路线直接，包络空间紧凑，具有较高的动态特性，能可靠的应用于空天飞行器的在轨工作。

Description

一种空间飞行器对开式舱门展收机构
技术领域
本发明涉及一种空间飞行器对开式舱门展收机构，用于完成舱门的开闭动作，具有定位和制动功能，属于空间机构技术领域。
背景技术
空间飞行器一般会在有效载荷舱内装载一定数量的有效载荷执行预定任务，要求在太空中打开舱门，释放有效载荷，在机动时关闭舱门，多次可重复使用。如美国的航天飞机、X-37B等飞行器通过展收机构执行有效舱门的打开和关闭动作。
舱门的展收机构是实现舱门重复开闭的关键部件，是一种能推动舱门绕铰链旋转运动并定位的机电装置，要求装置具有极高的可靠性。
发明内容
本发明的目的是为了提出一种空间飞行器对开式舱门展收机构。主要解决空天飞行器有效载荷舱门的开闭、定位和制动问题，可在轨重复使用，与舱门锁配合，能完成飞行器在发射、飞行、返回过程中的舱内载荷保护问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种空间飞行器对开式舱门展收机构，该展收机构包括舱门隔框、舱门大梁、舱门锁、左舱门、右舱门、舱门防热结构、机体防热结构、机构驱动轴系、舱门铰链和机构连杆组件。
所述的机构驱动轴系包括步进电机、减速器、绝对式测角器、测角器固定座、左轴承座、右轴承座、轴承座安装板、测角器联轴节、电机转接轴、支撑轴承和调节环。
所述的机构连杆组件包括异型曲柄、连杆、舱门铰链座、关节球轴承、销轴螺钉。
所述的舱门大梁、舱门防热结构、机体防热结构、机构驱动轴系、舱门铰链和机构连杆组件为左右对称结构，在左舱门和右舱门上各安装一套，分别驱动左舱门和右舱门独立运动。
所述舱门隔框为环形框结构，其中间两侧位置分别连接有舱门大梁，左舱门和右舱门分别通过舱门铰链连接到各自的舱门大梁上，使舱门可以绕舱门铰链转动。左舱门和右舱门外层分别固定连接有舱门防热结构，随舱门一起运动，对左舱门和右舱门进行隔热防护，机体防热结构连接到舱门隔框和舱门大梁外侧，起到隔热防护功能。
所述舱门锁安装到左舱门和右舱门对接处，当左舱门和右舱门关闭后对左舱门和右舱门进行拉紧固定，并使左舱门和右舱门内侧边缘紧密搭接到舱门隔框上形成稳定结构，防止左舱门和右舱门在外力的作用下被打开。
所述的机构驱动轴系、舱门铰链和机构连杆组件为舱门展收机构的核心部分，是舱门进行开闭运动和位置控制的执行机构。机构驱动轴系通过轴承座安装板与舱门大梁固定连接，使其固定不动，通过电机转接轴与异型曲柄固定连接，将其产生的旋转运动传递出去。
所述舱门铰链为合页铰链结构，其固定端连接到舱门大梁上，其转动端连接到对应的左舱门或右舱门上，使舱门可以绕舱门铰链轴线转动。
所述机构驱动轴系中步进电机连接到减速器，减速器连接到电机转接轴上，电机转接轴两端安装两个支撑轴承，两个支撑轴承外圈又分别与左轴承座和右轴承座连接，这种结构使得步进电机产生的旋转运动经过减速器减速增力后输出给电机转接轴，电机转接轴在支撑轴承的支撑下可以绕轴承轴线做旋转运动，从而将旋转运动传递到机构连杆组件上。
所述机构驱动轴系中两个调节环分别安装在电机转接轴两端，支撑轴承内侧，用于对支撑轴承的轴向位置进行调节。
所述机构驱动轴系中绝对式测角器的壳体通过测角器固定座连接到左轴承座上，对绝对式测角器的位置进行固定。绝对式测角器的输入轴通过测角器联轴节连接到电机转接轴，使得绝对式测角器的输入轴随电机转接轴一起转动，从而完成对电机输出角度的测量，再通过机构的几何关系即可确定舱门的转动位置。
所述机构驱动轴系中左轴承座和右轴承座同时固定到轴承座安装板上，再将机构驱动轴系整体安装到舱门大梁上。
所述机构连杆组件中连杆两端镶嵌有关节球轴承，分别通过销轴螺钉与异型曲柄和舱门铰链座连接，形成两个转动铰链副，实现零件间的相对转动。
所述机构连杆组件中舱门铰链座与对应的左舱门或右舱门固定连接，可以将连杆的运动传递的舱门上，使舱门绕舱门铰链转动，实现舱门的开闭动作。
所述舱门展收机构系统的工作过程为：步进电机产生旋转运动，经过减速器减速增力后将运动传递到电机转接轴上，电机转接轴在支撑轴承支撑下绕其轴线运动，并将旋转运动传递到异型曲柄，再通过异型曲柄、连杆、舱门铰链座将运动关系传递到舱门上，并迫使相应的左舱门或右舱门绕其对应的舱门铰链的轴线做开闭运动，从而完成舱门的展收动作。当舱门运动到预定角度时，步进电机断电，由于步进电机有一定的保持力矩，通过减速器放大后可成为维持舱门保持固定打开角度的阻力矩，当舱门所受外力小于该阻力矩时，舱门不会随意发生转动。舱门处于关闭状态时，由舱门锁产生的锁紧动作，将左舱门和右舱门拉靠到一起并锁紧。与步进电机同轴安装的绝对式测角器是机构的位置反馈传感器，通过该测角器对步进电机进行转动角度测量，再通过机构尺寸关系换算即可获得舱门的运动角度，从而完成对舱门运动的闭环控制。
有益效果
本发明的展收机构采用步进电机驱动，传动环节少，传力路线直接，包络空间紧凑，具有较高的动态特性，能可靠的应用于空天飞行器的在轨工作。
附图说明
图1为本发明的展收机构中舱门关闭时的结构示意图；
图2为本发明的展收机构中舱门打开时的结构示意图；
图3为本发明的展收机构部分结构示意图；
图4为本发明的展收机构中机构连杆组件的结构示意图；
图5为本发明的展收机构中机构驱动轴系的立体图；
图6为本发明的展收机构中机构驱动轴系的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例
如图1和图2所示，一种空间飞行器对开式舱门展收机构，包括舱门隔框1、舱门大梁2、舱门锁3、左舱门4、右舱门5、舱门防热结构601、机体防热结构602、机构驱动轴系7、舱门铰链8和机构连杆组件9。
如图5和图6所示，所述的机构驱动轴系7包括步进电机701、减速器702、绝对式测角器703、测角器固定座704、左轴承座705、右轴承座706、轴承座安装板707、测角器联轴节708、电机转接轴709、支撑轴承710和调节环711。
如图3和图4所示，所述的机构连杆组件9包括异型曲柄901、连杆902、舱门铰链座903、关节球轴承904、销轴螺钉905。
所述的舱门大梁2、舱门防热结构601、机体防热结构602、机构驱动轴系7、舱门铰链8和机构连杆组件9为左右对称结构，在左舱门4和右舱门5上各安装一套，分别驱动左舱门4和右舱门5独立运动。
所述舱门隔框1为环形框结构，其中间两侧位置分别连接有舱门大梁2，左舱门4和右舱门5分别通过舱门铰链8连接到各自的舱门大梁2上，使舱门可以绕舱门铰链8转动。左舱门4和右舱门5外层分别固定连接有舱门防热结构601，随舱门一起运动，对左舱门4和右舱门5进行隔热防护，机体防热结构602连接到舱门隔框1和舱门大梁2外侧，起到隔热防护功能。
所述舱门锁3安装到左舱门4和右舱门5对接处，当左舱门4和右舱门5关闭后对左舱门4和右舱门5进行拉紧固定，并使左舱门4和右舱门5内侧边缘紧密搭接到舱门隔框1上形成稳定结构，防止左舱门4和右舱门5在外力的作用下被打开。
所述的机构驱动轴系7、舱门铰链8和机构连杆组件9为舱门展收机构的核心部分，是舱门进行开闭运动和位置控制的执行机构。机构驱动轴系7通过轴承座安装板707与舱门大梁2固定连接，使其固定不动，通过电机转接轴709与异型曲柄901固定连接，将其产生的旋转运动传递出去。
所述舱门铰链8为合页铰链结构，其固定端连接到舱门大梁2上，其转动端连接到对应的左舱门4或右舱门5上，使舱门可以绕舱门铰链轴线转动。
所述机构驱动轴系7中步进电机701连接到减速器702，减速器702连接到电机转接轴709上，电机转接轴709两端安装两个支撑轴承710，两个支撑轴承710外圈又分别与左轴承座705和右轴承座706连接，这种结构使得步进电机701产生的旋转运动经过减速器702减速增力后输出给电机转接轴709，电机转接轴709在支撑轴承710的支撑下可以绕轴承轴线做旋转运动，从而将旋转运动传递到机构连杆组件9上。
所述机构驱动轴系7中两个调节环711分别安装在电机转接轴709两端，支撑轴承710内侧，用于对支撑轴承710的轴向位置进行调节。
所述机构驱动轴系7中绝对式测角器703的壳体通过测角器固定座704连接到左轴承座705上，对绝对式测角器703的位置进行固定。绝对式测角器703的输入轴通过测角器联轴节708连接到电机转接轴709，使得绝对式测角器703的输入轴随电机转接轴709一起转动，从而完成对电机输出角度的测量，再通过机构的几何关系即可确定舱门的转动位置。
所述机构驱动轴系7中左轴承座705和右轴承座706同时固定到轴承座安装板707上，再将机构驱动轴系7整体安装到舱门大梁2上。
所述机构连杆组件9中连杆902两端镶嵌有关节球轴承904，分别通过销轴螺钉905与异型曲柄901和舱门铰链座903连接，形成两个转动铰链副，实现零件间的相对转动。
所述机构连杆组件9中舱门铰链座903与对应的左舱门4或右舱门5固定连接，可以将连杆的运动传递的舱门上，使舱门绕舱门铰链8转动，实现舱门的开闭动作。
图1与图2为本发明所述舱门展收机构的工作状态示意图。图1为舱门处于关闭状态示意图，图2为在机构作用下，舱门被打开状态的示意图。
本发明所述舱门展收机构系统的工作过程为步进电机701产生旋转运动，经过减速器702减速增力后将运动传递到电机转接轴709上，电机转接轴709在支撑轴承710支撑下绕其轴线运动，并将旋转运动传递到异型曲柄901，再通过异型曲柄901、连杆902、舱门铰链座903将运动关系传递到舱门上，并迫使相应的左舱门4或右舱门5绕其对应的舱门铰链8的轴线做开闭运动，从而完成舱门的展收动作。当舱门运动到预定角度时，步进电机701断电，由于步进电机有一定的保持力矩，通过减速器702放大后可成为维持舱门保持固定打开角度的阻力矩，当舱门所受外力小于该阻力矩时，舱门不会随意发生转动。舱门处于关闭状态时，由舱门锁3产生的锁紧动作，将左舱门4和右舱门5拉靠到一起并锁紧。与步进电机701同轴安装的绝对式测角器703是机构的位置反馈传感器，通过该测角器对步进电机701进行转动角度测量，再通过机构尺寸关系换算即可获得舱门的运动角度，从而完成对舱门运动的闭环控制。

Claims (1)

1.一种空间飞行器对开式舱门展收机构，其特征在于：该展收机构包括舱门隔框(1)、舱门大梁(2)、舱门锁(3)、左舱门(4)、右舱门(5)、舱门防热结构(601)、机体防热结构(602)、机构驱动轴系(7)、舱门铰链(8)和机构连杆组件(9)；
所述的机构驱动轴系(7)包括步进电机(701)、减速器(702)、绝对式测角器(703)、测角器固定座(704)、左轴承座(705)、右轴承座(706)、轴承座安装板(707)、测角器联轴节(708)、电机转接轴(709)、支撑轴承(710)和调节环(711)；
所述的机构连杆组件(9)包括异型曲柄(901)、连杆(902)、舱门铰链座(903)、关节球轴承(904)、销轴螺钉(905)；
所述的舱门大梁(2)、舱门防热结构(601)、机体防热结构(602)、机构驱动轴系(7)、舱门铰链(8)和机构连杆组件(9)在左舱门(4)和右舱门(5)上各安装一套，且关于左舱门(4)和右舱门(5)闭合后在舱门锁(3)形成的闭合平面为对称结构，在左舱门(4)上安装的一套舱门大梁(2)、舱门防热结构(601)、机体防热结构(602)、机构驱动轴系(7)、舱门铰链(8)和机构连杆组件(9)驱动左舱门(4)运动，在右舱门(5)上安装的一套舱门大梁(2)、舱门防热结构(601)、机体防热结构(602)、机构驱动轴系(7)、舱门铰链(8)和机构连杆组件(9)驱动右舱门(5)运动；
所述舱门隔框(1)为环形框结构，其左侧位置连接有位于左舱门(4)上的舱门大梁(2)，右侧位置连接有位于右舱门(5)上的舱门大梁(2)，左舱门(4)和右舱门(5)分别通过舱门铰链(8)连接到各自的舱门大梁(2)上，左舱门(4)和右舱门(5)外层分别固定连接有舱门防热结构(601)；机体防热结构(602)连接到舱门隔框(1)和舱门大梁(2)外侧；
所述舱门锁(3)安装到左舱门(4)和右舱门(5)对接处，当左舱门(4)和右舱门(5)关闭后对左舱门(4)和右舱门(5)进行拉紧固定，并使左舱门(4)和右舱门(5)内侧边缘紧密搭接到舱门隔框(1)上形成稳定结构；
所述的机构驱动轴系(7)通过轴承座安装板(707)与舱门大梁(2)固定连接，通过电机转接轴(709)与异型曲柄(901)固定连接；
所述位于左舱门(4)上的舱门铰链(8)为合页铰链结构，其固定端连接到位于左舱门(4)上的舱门大梁(2)上，其转动端连接到左舱门(4)上；
所述位于右舱门(5)上的舱门铰链(8)为合页铰链结构，其固定端连接到位于右舱门(5)上的舱门大梁(2)上，其转动端连接到右舱门(5)上；
所述机构驱动轴系(7)中步进电机(701)连接到减速器(702)，减速器(702)连接到电机转接轴(709)上，电机转接轴(709)两端分别安装一个支撑轴承(710)，两个支撑轴承(710)外圈又分别与左轴承座(705)和右轴承座(706)连接；电机转接轴(709)在支撑轴承(710)的支撑下绕轴承轴线做旋转运动；
所述机构驱动轴系(7)中两个调节环(711)分别安装在电机转接轴(709)两端，支撑轴承(710)内侧；
所述机构驱动轴系(7)中绝对式测角器(703)的壳体通过测角器固定座(704)连接到左轴承座(705)上，对绝对式测角器(703)的位置进行固定；绝对式测角器(703)的输入轴通过测角器联轴节(708)连接到电机转接轴(709)；
所述机构驱动轴系(7)中左轴承座(705)和右轴承座(706)同时固定到轴承座安装板(707)上，再将机构驱动轴系(7)整体安装到舱门大梁(2)上；
所述机构连杆组件(9)中连杆(902)两端镶嵌有关节球轴承(904)，分别通过销轴螺钉(905)与异型曲柄(901)和舱门铰链座(903)连接，形成两个转动铰链副；
所述位于左舱门(4)上的机构连杆组件(9)中舱门铰链座(903)与左舱门(4)固定连接；
所述位于右舱门(5)上的机构连杆组件(9)中舱门铰链座(903)与右舱门(5)固定连接。
CN201310528547.4A 2013-10-30 2013-10-30 一种空间飞行器对开式舱门展收机构 Active CN103587720B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310528547.4A CN103587720B (zh) 2013-10-30 2013-10-30 一种空间飞行器对开式舱门展收机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310528547.4A CN103587720B (zh) 2013-10-30 2013-10-30 一种空间飞行器对开式舱门展收机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103587720A CN103587720A (zh) 2014-02-19
CN103587720B true CN103587720B (zh) 2015-07-08

Family

ID=50078105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310528547.4A Active CN103587720B (zh) 2013-10-30 2013-10-30 一种空间飞行器对开式舱门展收机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103587720B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104309819B (zh) * 2014-10-20 2016-05-04 中国运载火箭技术研究院 一种内置铰链式空间舱门展收机构
CN106697282A (zh) * 2015-11-18 2017-05-24 陈佳伟 具有垂直起降功能的涵道式倾转飞行器
CN106094891B (zh) * 2016-06-14 2018-10-16 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于反馈补偿的展收机构控制装置及其控制方法
CN106742065B (zh) * 2016-12-15 2019-05-24 中国运载火箭技术研究院 一种适用于轨道飞行器的有效载荷空间舱结构
CN107856882B (zh) * 2017-09-30 2019-10-29 北京空间飞行器总体设计部 一种基于凸轮和连杆的复合式舱门展收装置
CN108482892A (zh) * 2018-04-26 2018-09-04 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 一种大型舱体对开折叠碳纤维舱盖
CN109515753A (zh) * 2018-12-07 2019-03-26 上海宇航系统工程研究所 一种航天器的载荷板展开组件
CN112278333B (zh) * 2020-09-30 2022-03-25 北京空间飞行器总体设计部 一种地外天体采样返回舱的自动开关舱门

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103057688A (zh) * 2012-11-23 2013-04-24 西安飞机工业（集团）有限责任公司 一种飞机货舱门的助力机构
EP2583893A2 (en) * 2011-10-18 2013-04-24 Airbus Operations GmbH Guiding mechanism for opening and closing a cargo door of an aircraft, aircraft with such a guiding mechanism and method for opening and closing a cargo door of an aircraft

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0811798A (ja) * 1994-07-01 1996-01-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 宇宙往還機の脚装置冷却装置
JP4939510B2 (ja) * 2008-10-14 2012-05-30 本田技研工業株式会社 航空機のドア開閉装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2583893A2 (en) * 2011-10-18 2013-04-24 Airbus Operations GmbH Guiding mechanism for opening and closing a cargo door of an aircraft, aircraft with such a guiding mechanism and method for opening and closing a cargo door of an aircraft
CN103057688A (zh) * 2012-11-23 2013-04-24 西安飞机工业（集团）有限责任公司 一种飞机货舱门的助力机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN103587720A (zh) 2014-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103587720B (zh) 一种空间飞行器对开式舱门展收机构
US8919699B2 (en) Emergency opening system of an aircraft cabin door
CA2841592C (en) Aircraft nacelle assemblies
CA2939867C (en) Positioning system for an electromechanical actuator
CN104723356B (zh) 一种基于动静块的软接触关节
EP2987723A1 (en) Connecting rod mechanism for controlling aircraft landing gear hatch door
CN101758932B (zh) 一种卫星有效载荷密封保护罩
CN103737578A (zh) 一种空间多自由度可控机构式微调焊接机器人
CA2882935C (en) An electromechanical actuator with anti-blocking means
CN104589368A (zh) 基于十字轴结构的软接触关节
US7629763B2 (en) Actuator assembly including a single axis of rotation locking member
US10464192B2 (en) Method and apparatus for applying torque
CN104290901A (zh) 一种适用于飞行器活动舵面的双摇臂传动机构
CN107792345B (zh) 一种紧凑型舵机及舵机舱
CN111071471A (zh) 一种具有俘能功能的复合式减振云台
CN109571444B (zh) 一种两平移一转动的部分解耦并联机构
CN105270585A (zh) 一种水下航行器
CN104242807A (zh) 一种太阳电池阵双轴对日定向机构
CN114012776B (zh) 一种多功能一体化关节模组
CN109335026B (zh) 一种航天器用推力矢量调节机构
CN109466802A (zh) 一种航天飞行器飞行控制系统及其机电作动系统
CN109774986B (zh) 一种磁悬浮立方体浮空飞行器
CN208132971U (zh) 适应月面环境的机器人模块化活动关节
CN109743895B (zh) 三自由度高精度驱动装置
RU2535771C2 (ru) Устройство и способ работы привода уборки-выпуска шасси самолета

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant