CN108657472A - 一种在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构，包括：若干个水平板、若干个中间立板、若干个侧立板、若干个盖板和若干个立梁；其中，若干个水平板并行排列；相邻两个水平板与中间立板相连接，相邻两个水平板之间通过中间立板平分成两个空间单元，每个空间单元侧面连接有侧立板，每个空间单元正面连接有盖板；每个中间立板的一侧与相对应的立梁相连接，每个侧立板的一侧与相对应的立梁相连接；立梁与密封舱内部的连接框相连接。本发明达到了安装空间大、美观、安全、可在轨快速拆卸维修的优点。

Description

一种在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构

技术领域

本发明属于航天器领域，尤其涉及一种在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构。

背景技术

航天器密封舱内部需要安装用于在轨支持和空间试验的仪器设备，还需要为航天员提供工作和生活的场所，所以需要设计能够安装仪器设备的内部结构，内部结构需要具备大承载、轻质、通用性好等特点，此外，当涉及到人的在轨操作时，该类结构还需要具备良好的人机功效学要求。

目前，国内外航天器密封舱内部结构的主要形式有以下三种：

(1)金属框架结构只适用于安装质量较大的集中载荷，密封舱内部仪器设备多且布局分散，框架式结构适应性差，另外框架式结构仪器设备暴露在密封舱内，美观性差，也不利于人在舱内的生活和活动，而且人生活污染物直接与仪器设备接触，易对仪器设备造成影响。

(2)板式结构(专利ZL201218002884.6,一种航天器密封舱内部的轻量化设备安装结构)，国内天宫一号内部结构为板式结构，但板式结构同金属框架结构一样，结构仪器设备暴露在密封舱内，实用性和美观性差。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构，达到了安装空间大、美观、安全、可在轨快速拆卸维修的优点。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构，包括：若干个水平板、若干个中间立板、若干个侧立板、若干个盖板和若干个立梁；其中，若干个水平板并行排列；相邻两个水平板与中间立板相连接，相邻两个水平板之间通过中间立板平分成两个空间单元，每个空间单元侧面连接有侧立板，每个空间单元正面连接有盖板；每个中间立板的一侧与相对应的立梁相连接，每个侧立板的一侧与相对应的立梁相连接；立梁与密封舱内部的连接框相连接。

上述在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构中，还包括：快拆组件和合页；其中，所述盖板的一侧通过所述合页与相邻两个水平板中的一个水平板相连接；所述盖板的一侧通过所述快拆组件与相邻两个水平板中的另一个水平板相连接。

上述在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构中，所述快拆组件包括快拆上盖、快拆下盖、齿轮上部、齿轮、齿轮下部和齿条；其中，所述快拆上盖和所述快拆下盖相连接；所述齿轮上部与所述快拆上盖相连接；所述齿轮下部与所述快拆下盖相连接；所述齿轮的上端与所述齿轮上部相连接；所述齿轮的下端与所述齿轮下部相连接；所述齿轮与所述齿条相啮合；相邻两个水平板中的另一个水平板开设有盲孔，所述齿条的端头能够插入盲孔。

上述在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构中，所述合页包括合页连接件、第一页片、第一转轴、第二页片和第二转轴；其中，所述合页连接件包括第一转轴和第二转轴；所述合页连接件一端与第一页片相连接，所述合页连接件另一端与第二页片相连接；第一页片能够绕第一转轴旋转，第二页片能够绕第二转轴旋转；第一页片与所述盖板相连接；第二页片与相邻两个水平板中的一个水平板相连接。

上述在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构中，还包括：连接角条；其中，相邻两个水平板通过连接角条与中间立板相连接；相邻两个水平板通过连接角条与侧立板相连接；相邻两个水平板通过连接角条与盖板相连接。

上述在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构中，所述齿轮上部设置有内六角孔。

上述在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构中，还包括：上垫片和下垫片；所述上垫片套设于所述齿轮上部，所述上垫片与所述快拆上盖的内壁相压接；所述下垫片套设于所述齿轮下部，所述下垫片与所述快拆下盖的内壁相压接。

上述在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构中，所述水平板、所述中间立板、所述侧立板和所述盖板均为铝蒙皮蜂窝板。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明为仪器设备提供了更多的安装空间，封闭空间避免了仪器设备直接暴露在密封舱的生活空间内，避免人在轨生活过程中对仪器设备的污染、损害和破坏，密封舱内部形成了美观、安全的生活通道；

(2)本发明在盖板与仪器板侧边设计了可转动的合页和在轨可快速拆卸的快拆结构，快拆结构实现盖板在轨的锁紧和打开，合页结构实现盖板的翻转，快拆结构和合页实现了盖板快速开合后仪器设备的操作和维修；

(3)相比机柜式内部结构，本发明设计的内部结构质量轻、承载大、结构形式简单，结构接口实现了标准化设计，通过多个不同或相同尺寸的格子间的叠加，可适用于不同尺寸的密封舱结构。

附图说明

图1是本发明的在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构的示意图；

图2(a)是本发明的快拆组件的示意图；

图2(b)是本发明的快拆组件的另一示意图；

图2(c)是沿图2(b)中AA线的剖面图；

图3(a)是本发明的合页的结构示意图；

图3(b)是沿图3(a)中AA线的剖面图；；

图4是本发明的快拆组件的装配图；

图5是本发明的盖板翻转示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明的在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构的示意图。如图1所示，该在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构包括：若干个水平板1、若干个中间立板2、若干个侧立板3、若干个盖板4和若干个立梁5。具体的，水平板1、中间立板2、侧立板3和盖板4的数量可以随需要任意选取。图2中示出的水平板1的数量为3个，中间立板2的数量为3个，侧立板3的数量为6个，盖板4的数量为6个，水平板1、中间立板2、侧立板3和盖板4采用轻质铝蒙皮蜂窝板结构，在保证强度的同时又保证了轻质量。立梁5为金属结构或复合材料结构梁。其中，

若干个水平板1并行排列。具体实施时，3个水平板1在竖直方向上并行排列即在图1中从上至下并行排列，每个水平板1的上表面相互平行，每个水平板1的下表面相互平行，水平板1的外侧面为弧面，水平板1的外侧面与航天器的内部的连接框相匹配，从而有利于货架结构安装于航天器的内壁的连接框上。进一步的，各相邻水平板1的间隔相等。

相邻两个水平板1与中间立板2相连接，相邻两个水平板1之间通过中间立板2平分成两个空间单元，每个空间单元侧面连接有侧立板3，每个空间单元正面连接有盖板4。具体的，相邻两个水平板1和两个侧立板3构成一个如图1所示的长方体空间，相邻的两个水平板1之间设置有一个中间立板2将这个长方体空间平分成两个空间单元。中间立板2的上端与上边的水平板1相连接，中间立板2的下端与下边的水平板1相连接。每个空间单元的正面连接有一个相对应的盖板，从而通过盖板将每个空间单元构成封闭的空间。航天器中的仪器设备安装在封闭的空间内，封闭空间避免了仪器设备直接暴露在密封舱的生活空间内，避免人在轨生活过程中对仪器设备的污染、损害和破坏，密封舱内部形成了美观、安全的生活通道。

每个中间立板2的一侧与相对应的立梁5相连接，每个侧立板3的一侧与相对应的立梁5相连接。具体的，如图1所示，相对于航天器连接框的中间立板2的侧面连接有立梁5即图1中示出的为中间立板2的外侧，相对于航天器连接框的侧立板3的侧面连接有立梁5即图1中示出的为侧立板3的外侧。本实施例中立梁5的设计增加了该在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构的支撑强度。

立梁5与密封舱内部的连接框相连接。具体的，立梁5与航天器的密封舱内部的连接框固定相连接，图1中未示出连接框。但需要说明的是，虽然未示出连接框，但连接框的安装位置及形状都是公知技术。

如图1所示，本市实施还包括快拆组件6和合页7。其中，

盖板4的一侧通过合页7与相邻两个水平板1中的一个水平板相连接。具体的，如图1所示，盖板4的外侧面与下边的水平板的外侧面通过合页7相连接，通过合页7的旋转功能可以将盖板翻转。需要说明的是，合页的安装位置也可以盖板与上边的水平板的连接位置处，合页的安装位置可以根据需要来确定。

盖板4的一侧通过快拆组件6与相邻两个水平板1中的另一个水平板相连接。具体的，如图1和图4所示，快拆组件6设置于盖板4的外侧面的上边缘位置，通过快拆组件6将盖板4与上边的水平板固定连接在一起。

图2(a)是本发明的快拆组件的示意图；图2(b)是本发明的快拆组件的另一示意图；图2(c)是沿图2(b)中AA线的剖面图。

如图2(a)、图2(b)和图2(c)所示，快拆组件6包括快拆上盖9、快拆下盖10、齿轮上部13、齿轮12、齿轮下部14和齿条16。其中，

快拆上盖9和快拆下盖10相连接。具体的，如图2(a)所示，快拆上盖9和快拆下盖10固定连接形成一个盒状结构，齿轮上部13、齿轮12、齿轮下部14和齿条16都内置于快拆上盖9和快拆下盖10形成的盒装结构内。

齿轮上部13与快拆上盖9相连接。具体的，如图2(c)所示，齿轮上部13嵌设于快拆上盖9开设的孔内。上垫片11套设于齿轮上部13，上垫片11与快拆上盖9的内壁相压接。齿轮上部13能够沿其轴心旋转，通过上垫片11的设置能够减小齿轮上部与快拆上盖9的摩擦。

齿轮下部14与快拆下盖10相连接。具体的，如图2(c)所示，齿轮下部14与快拆下盖10，下垫片15套设于齿轮下部14，下垫片15与快拆下盖10的内壁相压接。齿轮下部14能够沿其轴心旋转，通过下垫片15的设置能够减小齿轮下部14与快拆下盖10的摩擦。

齿轮12的上端与齿轮上部13相连接。具体的，齿轮12的上端与齿轮上部13固定连接，需要说明的是，连接的方式有多种，各个连接的方式都在本实施例保护范围内。

齿轮12的下端与齿轮下部14相连接。具体的，齿轮12的下端与齿轮下部14固定连接，需要说明的是，连接的方式有多种，各个连接的方式都在本实施例保护范围内。

齿轮12与齿条16相啮合。具体的，如图2(c)所示，齿条16位于齿轮12的右端，齿轮12与齿条16啮合，通过转动齿轮12，能够使得齿条16作直线运动。在快拆上盖9和快拆下盖10的连接处开设有与齿条16的直径相对应的孔，转动齿轮12能够使得齿条16的端头从孔中穿出。

相邻两个水平板1中的另一个水平板开设有盲孔，齿条16的端头能够插入盲孔。如图4和图5所示，上边的水平板开设有与齿条16的端头相对应的盲孔，齿条16的端头能够插入盲孔，从而将盖板和水平板固定在一起。优选的，齿条16的端头为圆柱端头。

图3(a)是本发明的合页的结构示意图；图3(b)是本发明的合页的另一结构示意。如图3(a)和图3(b)所示，合页7包括合页连接件17、第一页片18、第一转轴19、第二页片20和第二转轴21。其中，

合页连接件17包括第一转轴19和第二转轴21。第一转轴19和第二转轴21相连接。

合页连接件17一端与第一页片18相连接，合页连接件17另一端与第二页片20相连接。具体的，如图3所示，合页连接件17的上端与第一页片18相连接，合页连接件17的下端与第二页片20相连接，第一页片18能够绕第一转轴19旋转，第二页片20能够绕第二转轴21旋转。

第一页片18与盖板4相连接。具体的，如图1和图3(b)所示，第一页片18与盖板4的外侧面固定连接，从而通过第一页片18带动盖板4绕第一转轴19旋转。

第二页片20与相邻两个水平板1中的一个水平板相连接。具体的，如图1和图3(b)所示，第二页片20与下边的水平板的外侧面相连接。

图5是本发明的盖板翻转示意图。盖板的旋转方向如图5所示。

如图1所示，该在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构还包括：连接角条8；其中，

相邻两个水平板1通过连接角条8与中间立板2相连接。图1中示出了通过连接角条8将相邻两个水平板1与中间立板2固定连接。

相邻两个水平板1通过连接角条8与侧立板3相连接。需要说明的是，图1中由于角度问题，未示出两个水平板1通过连接角条8与侧立板3相连接，连接方式可以参考相邻两个水平板1通过连接角条8与中间立板2相连接的方式。

相邻两个水平板1通过连接角条8与盖板4相连接。需要说明的是，图1中由于角度问题，未示出两个水平板1通过连接角条8与盖板4相连接，连接方式可以参考相邻两个水平板1通过连接角条8与中间立板2相连接的方式。

上述实施例中，如图2(b)和图4所示，齿轮上部13设置有内六角孔，齿轮上部13的上端面与快拆上盖9的上端面相平。齿轮上部13开设有内六角孔，使用相配套的工具通过内六角孔转动齿轮上部13，使得齿条16可实现直线运动，当齿条16的圆柱端头进入到水平板1的盲孔中后，实现盖板4的锁紧，当需要维修时，反转齿轮12结构，齿条16的圆柱端头退出水平板1，实现盖板的解锁，盖板4与水平板1通过合页7连接，可实现盖板4翻转。

本发明为仪器设备提供了更多的安装空间，封闭空间避免了仪器设备直接暴露在密封舱的生活空间内，避免人在轨生活过程中对仪器设备的污染、损害和破坏，密封舱内部形成了美观、安全的生活通道；并且本发明在盖板与仪器板侧边设计了可转动的合页和在轨可快速拆卸的快拆结构，快拆结构实现盖板在轨的锁紧和打开，合页结构实现盖板的翻转，快拆结构和合页实现了盖板快速开合后仪器设备的操作和维修；本发明内部结构板均使用蜂窝板结构，结构质量轻，格子间的结构形式增大了安装空间，承载大，结构接口的连接为标准化设计，格子间的尺寸和数量可根据需求改变，所以本发明可适用于不同尺寸的密封舱结构。

以上所述的实施例只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构，其特征在于包括：若干个水平板(1)、若干个中间立板(2)、若干个侧立板(3)、若干个盖板(4)和若干个立梁(5)；其中，

若干个水平板(1)并行排列；

相邻两个水平板(1)与中间立板(2)相连接，相邻两个水平板(1)之间通过中间立板(2)平分成两个空间单元，每个空间单元侧面连接有侧立板(3)，每个空间单元正面连接有盖板(4)；

每个中间立板(2)的一侧与相对应的立梁(5)相连接，每个侧立板(3)的一侧与相对应的立梁(5)相连接；

立梁(5)与密封舱内部的连接框相连接。

2.根据权利要求1所述的在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构，其特征在于，还包括：快拆组件(6)和合页(7)；其中，

所述盖板(4)的一侧通过所述合页(7)与相邻两个水平板(1)中的一个水平板相连接；

所述盖板(4)的一侧通过所述快拆组件(6)与相邻两个水平板(1)中的另一个水平板相连接。

3.根据权利要求2所述的在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构，其特征在于：所述快拆组件(6)包括快拆上盖(9)、快拆下盖(10)、齿轮上部(13)、齿轮(12)、齿轮下部(14)和齿条(16)；其中，

所述快拆上盖(9)和所述快拆下盖(10)相连接；

所述齿轮上部(13)与所述快拆上盖(9)相连接；

所述齿轮下部(14)与所述快拆下盖(10)相连接；

所述齿轮(12)的上端与所述齿轮上部(13)相连接；

所述齿轮(12)的下端与所述齿轮下部(14)相连接；

所述齿轮(12)与所述齿条(16)相啮合；

相邻两个水平板(1)中的另一个水平板开设有盲孔，所述齿条(16)的端头能够插入盲孔。

4.根据权利要求2所述的在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构，其特征在于：所述合页(7)包括合页连接件(17)、第一页片(18)、第一转轴(19)、第二页片(20)和第二转轴(21)；其中，

所述合页连接件(17)包括第一转轴(19)和第二转轴(21)；

所述合页连接件(17)一端与第一页片(18)相连接，所述合页连接件(17)另一端与第二页片(20)相连接；

第一页片(18)能够绕第一转轴(19)旋转，第二页片(20)能够绕第二转轴(21)旋转；

第一页片(18)与所述盖板(4)相连接；

第二页片(20)与相邻两个水平板(1)中的一个水平板相连接。

5.根据权利要求1所述的在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构，其特征在于，还包括：连接角条(8)；其中，

相邻两个水平板(1)通过连接角条(8)与中间立板(2)相连接；

相邻两个水平板(1)通过连接角条(8)与侧立板(3)相连接；

相邻两个水平板(1)通过连接角条(8)与盖板(4)相连接。

6.根据权利要求3所述的在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构，其特征在于，所述齿轮上部(13)设置有内六角孔。

7.根据权利要求3所述的在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构，其特征在于，还包括：上垫片(11)和下垫片(15)；

所述上垫片(11)套设于所述齿轮上部(13)，所述上垫片(11)与所述快拆上盖(9)的内壁相压接；

所述下垫片(15)套设于所述齿轮下部(14)，所述下垫片(15)与所述快拆下盖(10)的内壁相压接。

8.根据权利要求1所述的在轨可快速拆卸翻转的航天器内部设备安装结构，其特征在于：所述水平板(1)、所述中间立板(2)、所述侧立板(3)和所述盖板(4)均为铝蒙皮蜂窝板。