CN103628768A

CN103628768A - 一种应用于空间环境模拟器的轴向开门机构

Info

Publication number: CN103628768A
Application number: CN201310629348.2A
Authority: CN
Inventors: 祁妍; 韩潇; 吕世增; 刘波涛; 詹海洋; 茹晓勤; 顾志飞
Original assignee: Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering
Current assignee: Beijing Institute of Spacecraft Environment Engineering
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2033-11-29
Also published as: CN103628768B

Abstract

本发明涉及一种应用于空间环境模拟器的轴向开门机构，包括龙门架、法兰面Z轴对中机构、吊挂结构、法兰面X、Z轴调整机构、运载车、减速及手动行走机构及电气控制系统，龙门架安装在运载车上，吊挂机构将大门吊挂在龙门架的横梁上。本发明通过直流电源驱动，解决了长行程供电控制难题，并且实现空间环境模拟器大门沿筒体轴向移动开闭以及同轴度平行度高精确控制。

Description

一种应用于空间环境模拟器的轴向开门机构

技术领域

本发明属于空间环境模拟领域，具体涉及一种用于空间环境模拟器大门开启的设备。

背景技术

航天器在发射之前需要进行充分的空间环境试验来验证航天器的可靠性。空间环境模拟器主要用于模拟空间的真空、冷黑等环境，用于航天器放的热真空和热平衡试验。空间环境模拟器为空间环境试验提供模拟及试验空间，其上连接有真空系统、低温系统、测控系统以及试验平台等系统设备。

为适应试验工艺要求，空间环境模拟器一般设计为筒体形，结构主体由一个圆形筒体和两端的封头组成，其中一个封头设计为可开关的大门，用于试件进出容器试验。根据安装形式的不同，可以将空间环境模拟器分为立式和卧式两种类型。对于卧式空间环境模拟器，其大门传统的开关方式可分为悬挂平移侧开以及旋转侧开两种。

然而，目前的开启及关闭的机构，均难以保证同轴度平行度的要求，并且存在长行程供电控制的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于实现卧式空间环境模拟器大门沿轴向开启及关闭的机构。实现了空间环境模拟器大门沿筒体轴向移动开闭以及同轴度平行度精确控制，并解决了长行程供电控制难题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种应用于空间环境模拟器的轴向开门机构，其特征在于，包括龙门架、法兰面Z轴对中机构、吊挂结构、法兰面X、Z轴调整机构、运载车、减速及手动行走机构及电气控制系统，龙门架安装在运载车上，吊挂机构将大门吊挂在龙门架的横梁上。

进一步地，所述龙门架为钢结构桁架。

进一步地，所述吊挂机构包括轴承、吊杆和螺母，所述吊杆为左右旋螺纹，与所述螺母配合。

进一步地，所述法兰面X、Z轴调整机构包括支架、压簧、拉簧、L形支架、大门法兰、调整螺母和拉杆，通过旋转调整螺母使拉杆沿X方向移动，拉杆通过拉簧与大门法兰连接，压簧通过L形支架与大门法兰连接。

进一步地，所述法兰面Z轴对中机构包括导向条、轴承、轴承支架及垫块，所述导向条安装在筒体法兰上、垫块安装在大门法兰上，一对轴承安装在大门法兰水平位置两侧，轴承支架通过螺栓与垫块连接，轴承沿着导向条的斜面方向运行。

进一步地，所述减速及手动行走机构包括连接板、减速器、电机及手柄，车轮轴直接插入减速器空心轴内。

本发明具有如下的有益效果：

(1)空间环境模拟器大门沿筒体轴向移动开闭以及同轴度平行度高精确控制；

(2)通过直流电源驱动，解决了长行程供电控制难题。

附图说明

图1为本发明的开门机构的整体结构。

图2是本发明的吊挂机构结构示意图。

图3是本发明的法兰面X、Z轴调整机构结构示意图。

图4是本发明的法兰对中调整机构结构示意图。

图5是本发明的减速及手动行走机构结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种应用于空间环境模拟器的轴向开门机构主要包括运载车6、龙门架2、吊挂结构4、减速及手动行走机构7、法兰面X、Z轴调整机构5、法兰面Z轴对中机构3及电气控制系统，运载车6上安装的龙门架2为钢结构桁架，桁架结构具有更高的刚性与结构稳定性。龙门架2用于吊挂大门1，吊挂机构4将大门1吊挂在龙门架2的横梁上。减速及手动行走机构7可实现运载车6的电动及手动驱动行走，用以带动大门1沿轴向运动。法兰面X、Z轴调整机构

5、法兰面Z轴对中机构6分别用于实现大门法兰与筒体法兰的对正调整以实现有效密封。

如图2所示，所述吊挂机构4采用两个球面关节轴承41与销轴组合而成，吊杆42为左右旋螺纹，与左右旋螺母43配合即可调节大门上下位置。

如图3所示，所述法兰面X、Z轴调整机构5包括支架51、压簧52、拉簧53、L形支架54、大门法兰55、调整螺母56和拉杆57。通过旋转调整螺母56可以使拉杆沿X方向移动，拉杆57再通过拉簧53将力施加在大门法兰55上，从而调整大门法兰面在X及Z轴方向的位移。压簧52通过L形支架向大门法兰施加平衡力矩，以保证调整过程的稳定性。

如图4所示，所述法兰面Z轴对中机构3包括焊接在筒体法兰61上的导向条62、轴承63、轴承支架64及焊接在大门法兰55上的垫块65，一对轴承62安装在大门法兰水平位置两侧，轴承支架64通过螺栓与垫块65连接，当大门法兰66接近筒体法兰61时，由于Z轴方向存在误差，轴承62沿着导向条61的斜面方向运行，使两法兰对中。

如图5所示，所述减速及手动行走机构7包括连接板71、减速器72、电机73及手柄74，车轮轴直接插入减速器空心轴内，同时用减速器箱体上的悬挂螺钉插入箱体孔中，两边用聚氨酯垫夹紧即可，装配简单，无调整同轴度要求。

大门运行机构的运动控制正常情况下以电驱动为主，手动驱动方式为辅。

大门运行机构控制系统有电机、调速器、PLC、HMI、手操器、位置开关、声光报警器等组成。大门运行机构驱动部分采用两套直流伺服电机驱动两个驱动轮，电机配测速传感器及光电编码器反馈，配备4个位置传感器，两个大门极限位置传感器和两个大门加减速位置传感器，根据位置传感器的反馈，限制不同段的最高速度。在大门不移动时通过电缆给蓄电池充电。控制系统通过PLC实现逻辑互锁保护，HMI作为显示和操作的人机界面，为了方便运动过程中的操作，除了HMI外还配置了无线遥控手操器，用于运动中的启动和停止控制。操作员可以使用HMI或手操器双重控制方式对大门运行机构进行控制，断电情况下可切换到手动控制方式，运动中有声光报警提示。

Claims

1.一种应用于空间环境模拟器的轴向开门机构，其特征在于，包括龙门架（2）、法兰面Z轴对中机构（3）、吊挂结构（4）、法兰面X、Z轴调整机构（5）、运载车（6）、减速及手动行走机构（7）及电气控制系统，龙门架（2）安装在运载车（6）上，吊挂机构（4）将大门（1）吊挂在龙门架（2）的横梁上。

2.如权利要求1所述的轴向开门机构，其特征在于，所述龙门架（2）为钢结构桁架。

3.如权利要求1所述的轴向开门机构，其特征在于，所述吊挂机构（4）包括轴承（41）、吊杆（42）和螺母（43），所述吊杆（42）为左右旋螺纹，与所述螺母（43）配合。

4.如权利要求1所述的轴向开门机构，其特征在于，所述法兰面X、Z轴调整机构（5）包括支架（51）、压簧（52）、拉簧（53）、L形支架（54）、大门法兰（55）、调整螺母（56）和拉杆（57），通过旋转调整螺母（56）使拉杆（57）沿X方向移动，拉杆（57）通过拉簧（53）与大门法兰（55）连接，压簧（52）通过L形支架（54）与大门法兰（55）连接。

5.如权利要求1所述的轴向开门机构，其特征在于，所述法兰面Z轴对中机构（3）包括导向条（62）、轴承（63）、轴承支架（64）及垫块（65），所述导向条（62）安装在筒体法兰（61）上、垫块（65）安装在大门法兰（55）上，一对轴承（62）安装在大门法兰（55）水平位置两侧，轴承支架（64）通过螺栓与垫块（65）连接，轴承（62）沿着导向条（61）的斜面方向运行。

6.如权利要求1所述的轴向开门机构，其特征在于，所述减速及手动行走机构（7）包括连接板（71）、减速器（72）、电机（73）及手柄（74），车轮轴直接插入减速器空心轴内。