CN110816893B - 空间大承载产品拆卸的限位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空间大承载产品拆卸的限位装置，属于大承载产品在轨拆卸设计领域；包括舱体法兰盘、2个定位销和2个限位块；其中，舱体法兰盘为圆盘状结构；2个定位销对称设置在舱体法兰盘的安装面上；2个限位块分别与2个定位销对应配合；实现对舱体法兰盘的限位固定；2个限位块呈180°分布；当外部舱体上升至太空后，在真空环境下，拆除舱体法兰盘与外部舱体之间的螺钉；在定位销与限位块的限位配合下，实现舱体法兰盘的周向限位；将12个螺钉依次拆除；本发明根据舱外产品功能需求，解决舱外空间大承载产品在轨拆卸限位设计的问题。

Description

空间大承载产品拆卸的限位装置
技术领域
本发明属于大承载产品在轨拆卸设计领域，涉及空间大承载产品拆卸的限位装置。
背景技术
中国载人航天工程第三步的空间站建设，将在2020年和2022年建造。中国空间站投入正常运营后将开展科学研究和太空试验，促进中国空间科学研制进入世界先进行列。中国空间站建设将瞄准掌握空间站建造技术，用于时代同步的技术，建设具有时代特征的空间站。
中国空间站在三舱组合体完成之后，为满足长寿命使用需求以及空间技术试验的突破，舱外产品需要具备用于航天员操作的空间拆卸能力。根据舱外产品的功能需求，大承载产品在轨拆卸需要考虑大惯量和小空间对拆卸带来的难点。现有技术方案中没有有效的技术方案，解决在大承载产品在轨拆卸时由于大惯量和小空间对拆卸带来的难点。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出空间大承载产品拆卸的限位装置，根据舱外产品功能需求，解决舱外空间大承载产品在轨拆卸限位设计的问题。
本发明解决技术的方案是：
空间大承载产品拆卸的限位装置，包括舱体法兰盘、2个定位销和2个限位块；其中，舱体法兰盘为圆盘状结构；2个定位销对称设置在舱体法兰盘的安装面上；2个限位块分别与2个定位销对应配合；实现对舱体法兰盘的限位固定；2个限位块呈180°分布。
在上述的空间大承载产品拆卸的限位装置，所述舱体法兰盘为环形盘状结构；舱体法兰盘的安装面沿周向均匀设置有12个螺钉；实现舱体法兰盘与外部舱体的连接。
在上述的空间大承载产品拆卸的限位装置，所述定位销为圆柱状结构；定位销的直径L1为5.996-6.008mm；定位销的轴向两端面设置有倒圆，倒圆的半径R为1mm；定位销周向侧壁的粗糙度值为0.8。
在上述的空间大承载产品拆卸的限位装置，所述限位块为块状眼镜结构；限位块的边缘由多段圆弧和直线围成；限位块的顶端中心为半径为R1的圆弧结构；半径为R1的圆弧的两侧分别设置1个半径为R2的圆弧；2个半径为 R2的圆弧对称设置；2个半径为R2圆弧的圆心与半径为R1圆弧的圆心位置相反；且半径为R2的圆弧与半径为R1圆弧的弧边对接；2个半径为R2的圆弧的外侧分别与1个半径为R3的圆弧对接；2个半径为R3的圆弧的下弧端分别与1个长度为L2的竖直线对接；限位块的顶端中心为半径为R4的半圆结构；半径为R4的半圆与半径为R1的圆弧位置对应且弧形方向相反；半径为R4的半圆的两端分别与2条斜线对接；2条斜线对称设置；所述每条斜线的下端与对应的竖直线的下端通过一条水平直线对接；斜线与水平直线之间设置有半径为R5的倒圆角；竖直线与水平直线之间设置有半径为R6的倒圆角；限位块的内部对称设置有2个通孔；2个通孔水平放置且以半径为R4半圆的圆心所在竖直线为对称中心对称设置。
在上述的空间大承载产品拆卸的限位装置，所述R1为4.95-5.05mm；R2 为3mm；R3为4.5mm；L2为5.15-5.25mm；R4为3mm；R5为2mm；R6 为2mm。
在上述的空间大承载产品拆卸的限位装置，所述半径为R4半圆的圆心与半径为R1圆弧的圆心位于同一竖直线上，且2个圆心竖直距离L3为 9.9-10.1mm；所述2条竖直线沿竖直方向平行；2条竖直线的间距L6为 21mm；所述斜线的下端点与上端点的水平距离L4为3mm，竖直距离L5 为4mm；通孔直径L7为4.9-5mm；2个通孔中心的水平间距L8为11.9-12.1mm。
在上述的空间大承载产品拆卸的限位装置，所述限位块的厚度L9为 4-4.1mm；限位块表面边缘处设置有倒圆角。
在上述的空间大承载产品拆卸的限位装置，每个限位块与定位销对接时，通过半径为R4的半圆与定位销外壁接触，实现对定位销的限位。
在上述的空间大承载产品拆卸的限位装置，所述限位装置的使用方法为：
在地面时，通过12个螺钉将舱体法兰盘固定安装在外部舱体的表面；同时在舱体法兰盘安装面对称安装2个定位销；将其中1个限位块通过螺钉安装在其中1个定位销的下侧壁；将另1个限位块通过螺钉安装在另1个定位销的上侧壁；通过对2个定位销的限位，实现对舱体法兰盘的周向限位；当外部舱体上升至太空后，在真空环境下，拆除舱体法兰盘与外部舱体之间的螺钉；在定位销与限位块的限位配合下，实现舱体法兰盘的周向限位；将12个螺钉依次拆除。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明连接机构接口不需进行更改，更不影响其功能。只需在机构上开孔安装限位块与销钉即可。当连接机构进行拆卸分离时，紧固力会消失，螺钉拆除力矩无法传递到机构；
(2)本发明通过2套限位机构，在螺钉拆卸过程中出现卡滞咬死现象，满足螺钉旋拧中心与安装面的垂直度，确保螺钉拆卸顺利的进行；
(3)本发明限位块中心为一半圆弧，半圆弧直径与定位销钉直径相同，圆弧与限定销钉之间进行接触限位；为进一步精确定位，限位块前端设计有锥角，在安装时实现了导向定位。
附图说明
图1为本发明限位装置整体示意图；
图2为本发明定位销示意图；
图3为本发明限位块主视图；
图4为本发明限位块俯视图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
本发明的空间大承载产品在轨拆卸限位的方法关键结构在于定位销与限位块。其中，图1所示为限位装置整体示意图，由图可知，定位销1端面中心设计1个M4的工艺螺钉孔用于定位销1的安装和拆卸，定位销钉固定在舱体法兰盘3上；定位销1需有足够的长度进行限位，并且与舱体法兰盘3、限位块 2等配合限位，并防止机械臂的轴向窜动。空间大承载产品拆卸的限位装置，包括舱体法兰盘3、2个定位销1和2个限位块2；其中，舱体法兰盘3为圆盘状结构；2个定位销1对称设置在舱体法兰盘3的安装面上；2个限位块2分别与2个定位销1对应配合；实现对舱体法兰盘3的限位固定；2个限位块2 呈180°分布。所述舱体法兰盘3为环形盘状结构；舱体法兰盘3的安装面沿周向均匀设置有12个螺钉；实现舱体法兰盘3与外部舱体的连接。
如图2所示，定位销1为圆柱状结构；定位销1的直径L1为 5.996-6.008mm；定位销1的轴向两端面设置有倒圆，倒圆的半径R为1mm；定位销1周向侧壁的粗糙度值为0.8。
所述限位块2为块状眼镜结构，图3所示。限位块2的边缘由多段圆弧和直线围成；限位块2的顶端中心为半径为R1的圆弧结构；R1为4.95-5.05mm。半径为R1的圆弧的两侧分别设置1个半径为R2的圆弧；R2为3mm。2个半径为R2的圆弧对称设置；2个半径为R2圆弧的圆心与半径为R1圆弧的圆心位置相反；且半径为R2的圆弧与半径为R1圆弧的弧边对接；2个半径为R2 的圆弧的外侧分别与1个半径为R3的圆弧对接；R3为4.5mm。2个半径为 R3的圆弧的下弧端分别与1个长度为L2的竖直线对接；L2为5.15-5.25mm。限位块2的顶端中心为半径为R4的半圆结构；R4为3mm。半径为R4的半圆与半径为R1的圆弧位置对应且弧形方向相反；半径为R4的半圆弧直径与定位销1的直径相同，圆弧与限定销钉1之间进行接触限位；为进一步精确定位，半径为R4的半圆的两端分别与2条斜线对接；2条斜线对称设置；实现在安装时进行导向定位。所述每条斜线的下端与对应的竖直线的下端通过一条水平直线对接；斜线与水平直线之间设置有半径为R5的倒圆角；R5为2mm。竖直线与水平直线之间设置有半径为R6的倒圆角；R6为2mm。限位块2的内部对称设置有2个通孔21；2个通孔21水平放置且以半径为R4半圆的圆心所在竖直线为对称中心对称设置。
半径为R4半圆的圆心与半径为R1圆弧的圆心位于同一竖直线上，且 2个圆心竖直距离L3为9.9-10.1mm；所述2条竖直线沿竖直方向平行；2 条竖直线的间距L6为21mm；所述斜线的下端点与上端点的水平距离L4 为3mm，竖直距离L5为4mm；通孔21直径L7为4.9-5mm；2个通孔21 中心的水平间距L8为11.9-12.1mm。
如图4所示，限位块2的厚度应考虑连接法兰、销钉高度等因素；限位块通过螺钉安装孔固定在机构上，并进行点胶，安装螺钉时需安装能够覆盖安装孔径的平垫。限位块2的厚度L9为4-4.1mm；限位块2表面边缘处设置有倒圆角。每个限位块2与定位销1对接时，通过半径为R4的半圆与定位销1外壁接触，实现对定位销1的限位。
限位装置的使用方法为：
在地面时，通过12个螺钉将舱体法兰盘3固定安装在外部舱体的表面；同时在舱体法兰盘3安装面对称安装2个定位销1；将其中1个限位块2通过螺钉安装在其中1个定位销1的下侧壁；将另1个限位块2通过螺钉安装在另 1个定位销1的上侧壁；通过对2个定位销1的限位，实现对舱体法兰盘3的周向限位；当外部舱体上升至太空后，在真空环境下，拆除舱体法兰盘3与外部舱体之间的螺钉；在定位销1与限位块2的限位配合下，实现舱体法兰盘3 的周向限位；将12个螺钉依次拆除。
本发明设计的限位装置接口不需进行更改，更不影响其功能。只需在机构上开孔安装限位块与销钉即可。当连接机构进行拆卸分离时，紧固力会消失，螺钉拆除力矩无法传递到机构，通过2套限位装置，为连接机构最后一个螺丝的拆除附加平衡力矩，保证机构飞、固定不动，以完成螺钉的拆卸。通过2套限位机构，在螺钉拆卸过程中出现卡滞咬死现象，满足螺钉旋拧中心与安装面的垂直度，确保螺钉拆卸顺利的进行。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.空间大承载产品拆卸的限位装置，其特征在于：包括舱体法兰盘(3)、2个定位销(1)和2个限位块(2)；其中，舱体法兰盘(3)为圆盘状结构；2个定位销(1)对称设置在舱体法兰盘(3)的安装面上；2个限位块(2)分别与2个定位销(1)对应配合；实现对舱体法兰盘(3)的限位固定；2个限位块(2)呈180°分布；
所述舱体法兰盘(3)为环形盘状结构；舱体法兰盘(3)的安装面沿周向均匀设置有12个螺钉；实现舱体法兰盘(3)与外部舱体的连接；
所述定位销(1)为圆柱状结构；定位销(1)的直径L1为5.996-6.008mm；定位销(1)的轴向两端面设置有倒圆，倒圆的半径R为1mm；定位销(1)周向侧壁的粗糙度值为0.8；
所述限位块(2)为块状眼镜结构；限位块(2)的边缘由多段圆弧和直线围成；限位块(2)的顶端中心为半径为R1的圆弧结构；半径为R1的圆弧的两侧分别设置1个半径为R2的圆弧；2个半径为R2的圆弧对称设置；2个半径为R2圆弧的圆心与半径为R1圆弧的圆心位置相反；且半径为R2的圆弧与半径为R1圆弧的弧边对接；2个半径为R2的圆弧的外侧分别与1个半径为R3的圆弧对接；2个半径为R3的圆弧的下弧端分别与1个长度为L2的竖直线对接；限位块(2)的顶端中心为半径为R4的半圆结构；半径为R4的半圆与半径为R1的圆弧位置对应且弧形方向相反；半径为R4的半圆的两端分别与2条斜线对接；2条斜线对称设置；所述斜线的下端与对应的竖直线的下端通过一条水平直线对接；斜线与水平直线之间设置有半径为R5的倒圆角；竖直线与水平直线之间设置有半径为R6的倒圆角；限位块(2)的内部对称设置有2个通孔(21)；2个通孔(21)水平放置且以半径为R4半圆的圆心所在竖直线为对称中心对称设置。
2.根据权利要求1所述的空间大承载产品拆卸的限位装置，其特征在于：所述R1为4.95-5.05mm；R2为3mm；R3为4.5mm；L2为5.15-5.25mm；R4为3mm；R5为2mm；R6为2mm。
3.根据权利要求2所述的空间大承载产品拆卸的限位装置，其特征在于：所述半径为R4半圆的圆心与半径为R1圆弧的圆心位于同一竖直线上，且2个圆心竖直距离L3为9.9-10.1mm；所述2条竖直线沿竖直方向平行；2条竖直线的间距L6为21mm；所述斜线的下端点与上端点的水平距离L4为3mm，竖直距离L5为4mm；通孔(21)直径L7为4.9-5mm；2个通孔(21)中心的水平间距L8为11.9-12.1mm。
4.根据权利要求3所述的空间大承载产品拆卸的限位装置，其特征在于：所述限位块(2)的厚度L9为4-4.1mm；限位块(2)表面边缘处设置有倒圆角。
5.根据权利要求4所述的空间大承载产品拆卸的限位装置，其特征在于：每个限位块(2)与定位销(1)对接时，通过半径为R4的半圆与定位销(1)外壁接触，实现对定位销(1)的限位。
6.根据权利要求1-5之一所述的空间大承载产品拆卸的限位装置，其特征在于：所述限位装置的使用方法为：
在地面时，通过12个螺钉将舱体法兰盘(3)固定安装在外部舱体的表面；同时在舱体法兰盘(3)安装面对称安装2个定位销(1)；将其中1个限位块(2)通过螺钉安装在其中1个定位销(1)的下侧壁；将另1个限位块(2)通过螺钉安装在另1个定位销(1)的上侧壁；通过对2个定位销(1)的限位，实现对舱体法兰盘(3)的周向限位；当外部舱体上升至太空后，在真空环境下，拆除舱体法兰盘(3)与外部舱体之间的螺钉；在定位销(1)与限位块(2)的限位配合下，实现舱体法兰盘(3)的周向限位；将12个螺钉依次拆除。
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