CN104029970A - 一种基于桁架展开结构的可拓展空间站废弃物安置舱 - Google Patents

Abstract

一种基于桁架展开结构的可拓展空间站废弃物安置舱，它是由支撑筒、支撑套筒、上滑块、下滑块、上端片、下端片、短杆、骨架和蒙皮组成；支撑筒和支撑套筒套接在一起，上端片安装在支撑筒端口，下端片安装在支撑套筒端口，上滑块套接在支撑筒上，下滑块套接在支撑套筒上，短杆一端和上滑块铰接，短杆另一端和骨架三分之一处接口铰接，骨架的一端和上端片铰接，另一端和相对的骨架端口契合相连，蒙皮包覆在整个骨架结构外面。本发明采用铝合金骨架结构和成型固化蒙皮，有更高的强度质量比；采用可拓展结构，发射时处于体积很小的收缩状态，减少占用运载器的空间，提高运载效率；用于安置生活垃圾和废弃仪器，增加了空间站有效利用空间。

Description

一种基于桁架展开结构的可拓展空间站废弃物安置舱

技术领域

本发明提供一种基于桁架展开结构的可拓展空间站废弃物安置舱。它在发射时处于收缩状态，从而减少占用运载器的空间，在与空间站对接展开后，安置空间站产生的太空垃圾，属于航空航天技术领域。

背景技术

我国将于2020年左右建成的“天宫”空间站，将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地。空间站由一个核心舱和两个实验舱组成，空间站运营期间，最多的时候，将有一艘货运飞船、两艘载人飞船与其对接。核心舱和两个实验舱，由大型运载火箭长征五号B发射；货运飞船和载人飞船，则由中型运载火箭长征七号发射。与国外的大功率运载火箭相比，我国的运载能力较弱，所以开发一种基于桁架展开结构的可拓展空间站废弃物安置舱是必要的，它在发射时可以处于体积很小的收缩状态，可选择一些运载能力小的运载器完成发射任务，从而提高运载效率。

宇航员长期在空间站驻留，会产生大量的生活垃圾，如空的食品容器，脏衣物和装满宇航员排泄物的铝制容器等，而空间站产生的废物还包括科学试验后剩下的工作台，宇航员锻炼时不慎打坏的仪器，破损的宇航服，以及航天器对接设备，这些都是空间站废弃物，会占用本就狭小的空间站可用空间。将废弃物直接扔到舱外，会威胁空间站安全，由货运飞船搭载，其运载能力不足，难以满足要求。所以需要设置专门的空间站废弃物安置舱。

发明内容

1、目的：本发明的目的是为了提供一种基于桁架展开结构的可拓展空间站废弃物安置舱，在发射时处于体积很小的收缩状态，从而减少占用运载器的空间，提高运载效率。

2、技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案。

本发明一种基于桁架展开结构的可拓展空间站废弃物安置舱，它是由支撑筒、支撑套筒、上滑块、下滑块、上端片、下端片、短杆、骨架和蒙皮组成；它们之间的位置连接关系是：支撑筒和支撑套筒套接在一起，上端片安装在支撑筒端口，下端片安装在支撑套筒端口，上滑块套接在支撑筒上，下滑块套接在支撑套筒上，短杆一端和上滑块铰接，短杆另一端和骨架三分之一处接口铰接，骨架的一端和上端片铰接，另一端和相对的骨架端口契合相连，蒙皮包覆在整个骨架结构外面。

所述支撑筒是一端开口一端封闭的薄壁空心圆柱，可以作为支撑套筒的套接结构、上滑块的导向结构、上端片的连接结构及重要的承力结构。

所述支撑套筒是一端开口一端封闭的薄壁空心圆柱，可以作为支撑筒的套接结构、下滑块的导向结构、下端片的连接结构及重要的承力结构。

所述上滑块是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，能沿支撑筒滑动，主要作用是维持短杆一端的运动方向。

所述下滑块是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，能沿支撑套筒滑动，主要作用是维持短杆一端的运动方向。

所述上端片是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，固定在支撑筒端口。

所述下端片是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，固定在支撑套筒端口。

所述短杆，是两端设有连接孔的条形件，其一端和上滑块或下滑块铰接，短杆另一端和骨架铰接，主要作用是实现力的传递。

所述骨架，是带有铰接腿的弧形杆件，主要作用是支撑蒙皮。

所述蒙皮，材质是层合铝柔性复合材料,由聚酰亚胺薄膜材料和铝箔层合而成,通常铝箔上下两面复合聚酰亚胺薄膜，成形后固化。其主要作用是防止气体泄漏，维持空间站废弃物安置舱形状。

3、优点及功效：本发明一种基于桁架展开结构的可拓展空间站废弃物安置舱，其主要优点是：

采用铝合金骨架结构和成型固化蒙皮，比起传统的金属材料有更高的强度质量比，因此，质量更轻；采用可拓展结构，太空舱发射时处于体积很小的收缩状态，从而减少占用运载器的空间，提高运载效率；用于安置空间站产生的生活垃圾和废弃仪器，增加了空间站有效利用空间。

附图说明

图1为本发明内部骨架结构的展开状态图

图2为本发明内部骨架结构的收缩状态图

图3为本发明展开后的效果图(半剖图)

图中具体标号说明如下：

1——支撑筒 2——支撑套筒

3——上滑块 4——下滑块

5——上端片 6——下端片

7——短杆 8——骨架

9——蒙皮

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

见图1—图3，本发明一种基于桁架展开结构的可拓展空间站废弃物安置舱，它是由支撑筒1、支撑套筒2、上滑块3、下滑块4、上端片5、下端片6、短杆7、骨架8和蒙皮9组成；它们之间的位置连接关系是：支撑筒1和支撑套筒2套接在一起，上端片5安装在支撑筒1端口，下端片6安装在支撑套筒2端口，上滑块3套接在支撑筒1上，下滑块4套接在支撑套筒2上，短杆7一端和上滑块3铰接，短杆7另一端和骨架8三分之一处接口铰接，骨架8的一端和上端片5铰接，另一端和相对的骨架8端口契合，蒙皮9包覆在整个骨架结构外面。

所述支撑筒1是一端开口一端封闭的薄壁空心圆柱，可以作为支撑套筒2的套接结构、上滑块3的导向结构、上端片5的连接结构及重要的承力结构。

所述支撑套筒2是一端开口一端封闭的薄壁空心圆柱，可以作为支撑筒1的套接结构、下滑块4的导向结构、下端片6的连接结构及重要的承力结构。

所述上滑块3是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，能沿支撑筒1滑动，主要作用是维持短杆一端的运动方向。

所述下滑块4是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，能沿支撑套筒2滑动，主要作用是维持短杆一端的运动方向。

所述上端片5是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，固定在支撑筒1端口。

所述下端片6是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，固定在支撑套筒2端口。

所述短杆7，一端和上滑块3或下滑块4铰接，短杆7另一端和骨架8铰接，主要作用是实现力的传递。

所述骨架8，是带有铰接腿的弧形杆件，主要作用是支撑蒙皮9。

所述蒙皮9，材质是层合铝柔性复合材料,由聚酰亚胺薄膜材料和铝箔层合而成,通常铝箔上下两面复合聚酰亚胺薄膜，成形后固化。其主要作用是防止气体泄漏，维持空间站废弃物安置舱形状。

本发明的工作过程如下：

空间站废弃物安置舱与空间站对接后，通过对接舱口向空间站废弃物安置舱注入气体，航天员进入空间站废弃物安置舱，推动上滑块3沿支撑筒1向上端片5运动，带动上半部的短杆7和骨架8张开，航天员推动下滑块4沿支撑套筒2向下端片6运动，带动下半部的短杆7和骨架8张开，骨架展开后，航天员控制套接的支撑筒1和支撑套筒2向外拉伸，并旋转30度，使上半部骨架8和下半部骨架8的端口契合在一起，而包覆在骨架结构的蒙皮9随着骨架8展开后固化。

Claims (1)

1.一种基于桁架展开结构的可拓展空间站废弃物安置舱，其特征在于：它是由支撑筒、支撑套筒、上滑块、下滑块、上端片、下端片、短杆、骨架和蒙皮组成；支撑筒和支撑套筒套接在一起，上端片安装在支撑筒端口，下端片安装在支撑套筒端口，上滑块套接在支撑筒上，下滑块套接在支撑套筒上，短杆一端和上滑块铰接，短杆另一端和骨架三分之一处接口铰接，骨架的一端和上端片铰接，另一端和相对的骨架端口契合相连，蒙皮包覆在整个骨架结构外面；

所述支撑筒是一端开口一端封闭的薄壁空心圆柱，作为支撑套筒的套接结构、上滑块的导向结构、上端片的连接结构及重要的承力结构；

所述支撑套筒是一端开口一端封闭的薄壁空心圆柱，作为支撑筒的套接结构、下滑块的导向结构、下端片的连接结构及重要的承力结构；

所述上滑块是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，能沿支撑筒滑动，其作用是维持短杆一端的运动方向；

所述下滑块是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，能沿支撑套筒滑动，其作用是维持短杆一端的运动方向；

所述上端片是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，固定在支撑筒端口；

所述下端片是一个沿圆周开六个均布槽的扁平空心圆柱，固定在支撑套筒端口；

所述短杆，是两端设有连接孔的条形件，其一端和上滑块或下滑块铰接，短杆另一端和骨架铰接，其作用是实现力的传递；

所述骨架，是带有铰接腿的弧形杆件，其作用是支撑蒙皮；

所述蒙皮，材质是层合铝柔性复合材料,由聚酰亚胺薄膜材料和铝箔层合而成,通常铝箔上下两面复合聚酰亚胺薄膜，成形后固化；其作用是防止气体泄漏，维持空间站废弃物安置舱形状。