CN113772132A - 一种舱外维修用可调长度的便携式安全带 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，包括2个挂钩和1个收放盒。所述挂钩包括挂钩本体、防误组件和锁定组件。同时压下防误组件和锁定组件可进行挂钩开合。所述收放盒包括壳体、钢丝绳盘绕固定组件、钢丝绳防跳槽组件、伸缩锁定组件。钢丝绳卷盘于盘绕固定组件的凹槽内，盘绕固定组件内部涡卷弹簧提供回卷力，通过伸缩锁定组件控制钢丝绳伸、缩、锁定状态切换，防跳槽组件可防止钢丝绳拉出和回缩过程脱出卷绳组件凹槽。

Description

一种舱外维修用可调长度的便携式安全带

技术领域

本发明一般涉及空间站舱外维修领域，尤其涉及一种舱外维修用可调长度的便携式安全带。

背景技术

近年来我国正在加速空间站建设，由于空间站要求在轨运行时间长达15年，部分舱外设备在此期间可能发生故障，因此需进行其在轨维修更换。可调长度便携式安全带是一系列空间站舱外维修工具中的一种，主要用于舱门位置设备及维修工具的防漂，实现出舱设备/维修工具与环形扶手的连接。空间站舱外维修用可调长度的便携式安全带需满足航天员着航天服后的操作尺寸和操作力要求，并可根据使用工况进行长度调节。

发明内容

鉴于地面使用产品无法满足空间站在轨维修使用要求，期望提供一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，完成舱门位置设备及维修工具的防漂。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，其特征在于，包括2个挂钩结构和1个收放盒，2个所述挂钩结构分别用于钩挂出舱设备或维修工具和航天服或环形扶手，实现两者的连接，所述收放盒用于收纳钢丝绳，并实现钢丝绳伸长、锁定和回缩功能。

进一步地，所述挂钩结构包括挂钩本体、防误组件和锁定组件，同时压下防误组件和锁定组件可打开挂钩。

进一步地，所述收放盒包括壳体、钢丝绳防跳槽组件、钢丝绳盘绕固定组件及伸缩锁定组件。

进一步地，所述壳体用于固定内部所述钢丝绳防跳槽组件和所述伸缩锁定组件，所述钢丝绳盘绕固定组件通过转轴安装于壳体中部，可绕所述转轴转动。

进一步地，所述钢丝绳盘绕固定组件用于固定和盘绕钢丝绳，内部安装涡卷弹簧提供回卷力。

进一步地，所述钢丝绳盘绕固定组件包括钢丝绳卷筒、楔形块和锁盘，所述钢丝绳卷筒为圆柱体结构，在其一侧圆端面上加工有钢丝绳盘绕槽，可固定钢丝绳和所述楔形块，其圆柱面上加工有螺旋槽，与所述钢丝绳盘绕槽出口相接，钢丝绳可在所述钢丝绳盘绕槽内盘绕，中间绕过所述楔形块后，出所述钢丝绳盘绕槽进入所述螺旋槽。

进一步地，所述锁盘可固定于钢丝绳卷筒端面，其上加工有一个三角压紧凸轴，所述钢丝绳进入所述螺旋槽后，在所述螺旋槽内盘绕一圈，然后通过所述锁盘与所述钢丝绳卷筒的连接固定，将所述钢丝绳封于所述钢丝绳盘绕槽的同时，通过所述三角压紧凸轴固定所述螺旋槽内的第一圈所述钢丝绳。

进一步地，所述楔形块厚度方向开有半圆槽，可安装于所述钢丝绳盘绕槽内，共同进行所述钢丝绳的盘绕固定。

进一步地，所述伸缩锁定组件与所述钢丝绳盘绕固定组件配合，可进行钢丝绳伸、缩、锁定三种状态的切换。

进一步地，所述伸缩锁定组件包括拨杆、棘爪拨块、棘爪拨块轴、棘爪、棘爪轴、棘爪扭簧和棘爪座，所述锁盘为三角齿盘，所述棘爪拨块通过所述棘爪拨块轴与所述棘爪座连接，并可所述绕棘爪拨块轴转动，所述棘爪通过所述棘爪轴与所述棘爪座连接，并可绕所述棘爪轴转动，通过拨动所述拨杆带动所述棘爪拨块，可调节所述棘爪的位置，通过所述棘爪与所述齿盘的配合控制所述齿盘可转动的方向。

进一步地，所述拨杆与所述棘爪拨块固连，通过拨动所述拨杆可控制所述棘爪拨块绕所述棘爪拨块轴转动，所述拨杆可停留于3个档位，每个档位间距30°。

进一步地，所述棘爪拨块和棘爪都分别有左右两个，所述棘爪通过端部三角齿与所述锁盘配合，通过中部凹槽与棘爪拨块端头配合，所述棘爪扭簧设置在所述棘爪轴处，与所述棘爪座和所述棘爪连接，提供向内的扭力，使得所述棘爪端部的三角齿嵌入所述锁盘齿盘的齿间，使其无法向内转动，当拨杆位于中间档位，两个所述棘爪端部的三角齿均嵌入所述锁盘齿盘的齿间，所述锁盘无法向任何方向转动；当拨杆顺时针转30°，左侧的所述棘爪拨块的端头嵌入左侧的所述棘爪中部凹槽内，将其顶起，使得其端部三角齿脱离所述锁盘，此时所述锁盘可顺时针转动；当拨杆逆时针转30°，右侧的所述棘爪拨块的端头嵌入右侧的所述棘爪中部凹槽内，将其顶起，使得其端部三角齿脱离所述锁盘，此时所述锁盘可逆时针转动，棘爪拨块和棘爪被设置为，当一侧的棘爪拨块顶起同侧的棘爪时，另一侧的棘爪拨块与另一侧的棘爪不发生接触。

进一步地，所述钢丝绳防跳槽组件包括2组压绳组件、1组导绳组件和1组压绳导绳组合件，通过所述压绳组件和所述压绳导绳组合件防止钢丝绳自所述螺旋槽内脱出，其中1组所述压绳组件位于钢丝绳进入所述螺旋槽的入口位置，保证入槽正确。

进一步地，所述2组压绳组件和1组压绳导绳组合件中各有1个压绳轮，上述组件沿周向间隔分布，所述压绳轮与所述螺旋槽的间距为所述钢丝绳直径的1.1倍，保证所述钢丝绳可顺利入槽但不可跳出。

进一步地，所述2组压绳组件的其中1组位于钢丝绳进入螺旋凹槽的入口位置，保证入槽正确。

进一步地，所述压绳导绳组合件通过其上的导绳轴固定了钢丝绳进入防跳槽结构的初始位置，同时通过所述导绳组件控制钢丝绳路径，增加初始位置与螺旋凹槽入口的距离，减小了钢丝绳入螺旋凹槽的角度，进一步降低跳槽风险。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

根据本申请实施例提供的技术方案提出了一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，包括2个挂钩结构和1个收放盒，2个挂钩结构分别用于钩挂出舱设备/维修工具和航天服/环形扶手，实现两者的连接。收放盒用于收纳钢丝绳，并完成钢丝绳伸长、锁定和回缩功能。整体结构紧凑，可靠度高，满足空间站舱外使用要求。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例一种舱外维修用可调长度的便携式安全带的结构示意图；

图2是本发明实施例一种舱外维修用可调长度的便携式安全带的内部结构示意图；

图3是本发明实施例挂钩的结构示意图；

图4是本发明实施例一种舱外维修用可伸缩便携式安全带的钢丝绳防跳槽结构示意图；

图5是本发明实施例第1组压绳组件结构示意图；

图6是本发明实施例压绳导绳组合件结构示意图；

图7是本发明实施例导绳组件结构示意图；

图8是本发明实施例第2组压绳组件结构示意图；

图9是本发明实施例一种舱外维修用可伸缩安全带钢丝绳盘绕固定结构示意图；

图10是本发明实施例钢丝绳卷筒的结构示意图；

图11是本发明实施例楔形块的结构示意图；

图12是本发明实施例钢丝绳及楔形块安装于钢丝绳卷筒的结构示意图；

图13是本发明实施例锁盘的结构示意图；

图14是本发明实施例一种舱外维修用可伸缩便携式安全带的伸缩锁定机构的结构示意图；

图15是本发明实施例伸缩锁定机构伸状态的结构示意图；

图中：1-收放盒，11-壳体，12-钢丝绳防跳槽组件，121-第1组压绳组件，1211-第1组压绳组件支架，1212-第1组压绳组件压绳轮，122-压绳导绳组合件，1221-压绳导绳组合件支架，1222-压绳导绳组合件导绳轮，1223-压绳导绳组合件压绳轮，123-导绳组件，1231-导绳组件支架，1232-导绳组件压绳轮，124-第2组压绳组件，1241-第2组压绳组件支架，1242-第2组压绳组件压绳轮，13-钢丝绳盘绕固定组件，131-钢丝绳卷筒，1311楔形块安装槽，1312钢丝绳盘绕槽，1313螺旋槽，1314端面安装槽与圆柱面螺旋槽接口，132-锁盘，1321三角压紧凸轴，133-楔形块，1331-半圆凹槽，14-伸缩锁定组件，141-拨杆，142-棘爪拨块轴，143-棘爪拨块，144-棘爪，145-棘爪弹簧，146-棘爪轴，147-棘爪座，2-挂钩，21-挂钩本体，22-锁定组件，23-防误组件，3-钢丝绳，

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如背景技术中提到的，近年来我国正在加速空间站建设，由于空间站要求在轨运行时间长达15年，部分舱外设备在此期间可能发生故障，因此需进行其在轨维修更换。可调长度便携式安全带是一系列空间站舱外维修工具中的一种，主要用于舱门位置设备及维修工具的防漂，实现出舱设备/维修工具与环形扶手的连接。空间站舱外维修用可调长度的便携式安全带需满足航天员着航天服后的操作尺寸和操作力要求，并可根据使用工况进行长度调节。

因此，如何满足空间站在轨维修使用要求是本申请的发明方向。本发明的基本构思是通过2个挂钩分别用于钩挂出舱设备/维修工具和航天服/环形扶手，实现两者的连接。收放盒用于收纳钢丝绳，并完成钢丝绳伸长、锁定和回缩功能。

如图1至图3所示，其示出了本发明的一种舱外维修用可调长度便携式安全带。

如图1所示，一种舱外维修用可调长度便携式安全带，包括收放盒1、2个挂钩2和钢丝绳3，所述收放盒1用于收纳钢丝绳，并完成钢丝绳伸长、锁定和回缩功能。所述2个挂钩2分别用于钩挂出舱设备/维修工具和环形扶手，实现两者的连接。

如图2所示，在本实施例中，所述收放盒1包括壳体11、钢丝绳防跳槽组件12、钢丝绳盘绕固定组件13和伸缩锁定组件14。

其中，所述所述壳体11用于固定内部钢丝绳防跳槽组件12和伸缩锁定组件14。钢丝绳盘绕固定组件13通过转轴安装于壳体11中部，可绕转轴转动。

其中，所述防跳槽组件12通过控制压绳轮与钢丝绳盘绕固定组件14螺旋凹槽的间距，可防止钢丝绳拉出和回缩过程脱出凹槽。通过增加钢丝绳从收放盒1入口到进入螺旋凹槽的距离，减小入槽角度，降低跳槽风险。

如图4所示，一种舱外维修用可伸缩安全带的钢丝绳防跳槽结构，包括第1组压绳组件121、压绳导绳组合件122、导绳组件123和第2组压绳组件124。通过2组压绳组件121、124和导绳压绳组合件122防止钢丝绳自螺旋凹槽内脱出，其中第2组压绳组件124位于钢丝绳进入螺旋凹槽的入口位置，保证入槽正确。导绳压绳组合件122固定了钢丝绳进入防跳槽结构的初始位置，同时通过导绳组件123增加初始位置与螺旋凹槽入口的距离，减小了钢丝绳入螺旋凹槽的角度，进一步降低跳槽风险。

如图5所示，第1组压绳组件结构，包括第1组压绳组件支架1211和第1组压绳组件压绳轮1212。

如图6所示，压绳导绳组合件结构，包括压绳导绳组合件支架1221、压绳导绳组合件导绳轮1222、压绳导绳组合件压绳轮1223。

其中，导绳轮1222共4个，2个为一组，两组导绳轮互相垂直固定，形成钢丝绳进入整个防跳槽结构的入口，钢丝绳从每组的两个导绳轮之间通过，从垂直的两个方向固定了入口位置。

其中，压绳导绳组合件压绳轮1223与另2个压绳轮1212、1223共同进行钢丝绳的压绳工作。

如图7所示，导绳组件结构，包括导绳组件支架1231和导绳组件导绳轮1232。

其中导绳轮1232共5个，钢丝绳从5个导绳轮之间通过，形成四分之一圆弧路径。

如图8所示，第2组压绳组件结构，包括第2组压绳组件支架1241和第2组压绳组件压绳轮1242。

如图4所示，所述2组压绳组件121、124和导绳压绳组合件122中各有1个压绳轮1212、1223、1242，沿周向120°间隔分布，压绳轮1212、1223、1242与螺旋凹槽底部的间距为钢丝绳3直径的1.1倍，保证钢丝绳3可顺利入槽但不可跳出。

其中，所述第2组压绳组件124位于钢丝绳3进入螺旋凹槽的入口位置，保证入槽正确。

其中，所述导绳压绳组合件122通过其上的导绳轴1222固定了钢丝绳3进入防跳槽结构的初始位置。

其中，所述导绳组件123控制钢丝绳路径，增加钢丝绳3自初始位置导螺旋凹槽入口的距离，减小了钢丝绳3入螺旋凹槽的角度，进一步降低跳槽风险。

其中，所述钢丝绳盘绕固定组件13用于固定和盘绕钢丝绳，内部安装涡卷弹簧提供回卷力。

如图9所示，一种舱外维修用可伸缩安全带钢丝绳盘绕固定结构，钢丝绳3在钢丝绳卷筒131圆端面凹槽1312内盘绕，中间绕过楔形块133后，出凹槽1312进入钢丝绳卷筒圆柱面螺旋槽1313，并在螺旋槽1313内盘绕一圈。然后通过锁盘132与钢丝绳卷筒131的连接固定，将钢丝绳3封于钢丝绳卷筒131圆端面凹槽1312的同时，通过锁盘132上的三角压紧凸轴1321固定钢丝绳卷筒131圆柱面螺旋槽1313内的第一圈钢丝绳3。

如图10所示，所述钢丝绳卷筒131为圆柱体结构，在一侧圆端面上加工有楔形块安装槽1311和钢丝绳盘绕固定槽1312，可固定钢丝绳3和楔形块133。钢丝绳卷筒131圆柱面上加工有螺旋槽1313，与端面固定槽出口相接1314，钢丝绳3可在钢丝绳卷筒131圆端面凹槽1312内盘绕，中间绕过楔形块133后，出凹槽直接进入钢丝绳卷筒圆柱面螺旋槽1313。

如图11所示，所述楔形块133厚度方向开有半圆槽1331。

如图12所示，楔形块133可安装于钢丝绳卷筒131凹槽1311内，共同进行钢丝绳3的盘绕固定，钢丝绳盘绕路径如图12所示。

如图13所示，所述锁盘132可固定于钢丝绳卷筒131端面，其上加工有一个三角压紧凸轴1321。可将钢丝绳3封于钢丝绳卷筒131圆端面凹槽1312的同时，通过三角压紧凸轴1321固定钢丝绳卷筒131圆柱面螺旋槽1313内的第一圈钢丝绳3。

其中，所述伸缩锁定组件14内部棘爪与钢丝绳盘绕固定组件13三角齿配合，可进行钢丝绳伸、缩、锁定三种状态的切换。

如图14所示，一种舱外维修用可伸缩便携式安全带的伸缩锁定机构，包括包括拨杆141、棘爪拨块轴142、棘爪拨块143、棘爪144、棘爪扭簧145、棘爪轴146和棘爪座147。通过拨动拨杆141转动棘爪拨块143，可调节棘爪144的位置，通过棘爪144与三角齿盘的配合控制三角齿盘可转动方向。

其中，所述拨杆141与棘爪拨块143固连，通过拨动拨杆141可控制棘爪拨块143绕棘爪拨块轴142转动。拨杆141可停留于3个档位，每档间距30°。

其中，所述棘爪拨块143通过棘爪拨块轴142与棘爪座147连接，并可绕棘爪拨块轴142转动。

其中，所述棘爪144通过棘爪轴146与棘爪座147连接，并可绕棘爪轴146转动。

其中，所述棘爪144通过端部三角齿与三角齿盘配合，通过中部三角凹槽与棘爪拨块143三角端头配合。当拨杆141位于中间位置，两个棘爪144三角齿在棘爪弹簧145作用下均嵌入三角齿盘的齿间，三角齿盘无法转动。

如图15所示，所述拨杆141顺时针转30°，棘爪拨块143三角端头嵌入左侧棘爪144中部三角凹槽内，将棘爪144顶起使其端部三角齿脱离三角齿盘，此时三角齿盘可顺时针转动。同理当拨杆141逆时针转30°，棘爪拨块143三角端头嵌入右侧棘爪144中部三角凹槽内，将棘爪144顶起使其端部三角齿脱离三角齿盘，此时三角齿盘可逆时针转动。

如图3所示，在本实施例中，所述挂钩2包括挂钩本体21、锁定组件22和防误组件23。同时压下防误组件23和锁定组件22可进行挂钩开合。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，其特征在于，包括2个挂钩结构和1个收放盒，2个所述挂钩结构分别用于钩挂出舱设备或维修工具和航天服或环形扶手，实现两者的连接，所述收放盒用于收纳钢丝绳，并实现钢丝绳伸长、锁定和回缩功能。

2.根据权利要求1所述的一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，其特征在于，所述挂钩结构包括挂钩本体、防误组件和锁定组件，同时压下防误组件和锁定组件可打开挂钩，所述收放盒包括壳体、钢丝绳防跳槽组件、钢丝绳盘绕固定组件及伸缩锁定组件，所述钢丝绳盘绕固定组件用于固定和盘绕钢丝绳，内部安装涡卷弹簧提供回卷力。

3.根据权利要求2所述的一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，其特征在于，所述壳体用于固定内部所述钢丝绳防跳槽组件和所述伸缩锁定组件，所述钢丝绳盘绕固定组件通过转轴安装于壳体中部，可绕所述转轴转动。

4.根据权利要求3所述的一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，其特征在于，所述钢丝绳盘绕固定组件包括钢丝绳卷筒、楔形块和锁盘，所述钢丝绳卷筒为圆柱体结构，在其一侧圆端面上加工有钢丝绳盘绕槽，可固定钢丝绳和所述楔形块，其圆柱面上加工有螺旋槽，与所述钢丝绳盘绕槽出口相接，钢丝绳可在所述钢丝绳盘绕槽内盘绕，中间绕过所述楔形块后，出所述钢丝绳盘绕槽进入所述螺旋槽，所述锁盘可固定于钢丝绳卷筒端面，其上加工有一个三角压紧凸轴，所述钢丝绳进入所述螺旋槽后，在所述螺旋槽内盘绕一圈，然后通过所述锁盘与所述钢丝绳卷筒的连接固定，将所述钢丝绳封于所述钢丝绳盘绕槽的同时，通过所述三角压紧凸轴固定所述螺旋槽内的第一圈所述钢丝绳，所述楔形块厚度方向开有半圆槽，可安装于所述钢丝绳盘绕槽内，共同进行所述钢丝绳的盘绕固定，所述伸缩锁定组件与所述钢丝绳盘绕固定组件配合，可进行钢丝绳伸、缩、锁定三种状态的切换。

5.根据权利要求4所述的一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，其特征在于，所述伸缩锁定组件包括拨杆、棘爪拨块、棘爪拨块轴、棘爪、棘爪轴、棘爪扭簧和棘爪座，所述锁盘为三角齿盘，所述棘爪拨块通过所述棘爪拨块轴与所述棘爪座连接，并可所述绕棘爪拨块轴转动，所述棘爪通过所述棘爪轴与所述棘爪座连接，并可绕所述棘爪轴转动，通过拨动所述拨杆带动所述棘爪拨块，可调节所述棘爪的位置，通过所述棘爪与所述齿盘的配合控制所述齿盘可转动的方向，所述拨杆与所述棘爪拨块固连，通过拨动所述拨杆可控制所述棘爪拨块绕所述棘爪拨块轴转动，所述拨杆可停留于3个档位，每个档位间距30°。

6.根据权利要求5所述的一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，其特征在于，所述棘爪拨块和棘爪都分别有左右两个，所述棘爪通过端部三角齿与所述锁盘配合，通过中部凹槽与棘爪拨块端头配合，所述棘爪扭簧设置在所述棘爪轴处，与所述棘爪座和所述棘爪连接，提供向内的扭力，使得所述棘爪端部的三角齿嵌入所述锁盘齿盘的齿间，使其无法向内转动，当拨杆位于中间档位，两个所述棘爪端部的三角齿均嵌入所述锁盘齿盘的齿间，所述锁盘无法向任何方向转动；当拨杆顺时针转30°，左侧的所述棘爪拨块的端头嵌入左侧的所述棘爪中部凹槽内，将其顶起，使得其端部三角齿脱离所述锁盘，此时所述锁盘可顺时针转动；当拨杆逆时针转30°，右侧的所述棘爪拨块的端头嵌入右侧的所述棘爪中部凹槽内，将其顶起，使得其端部三角齿脱离所述锁盘，此时所述锁盘可逆时针转动。

7.根据权利要求4所述的一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，其特征在于，所述钢丝绳防跳槽组件包括2组压绳组件、1组导绳组件和1组压绳导绳组合件，通过所述压绳组件和所述压绳导绳组合件防止钢丝绳自所述螺旋槽内脱出，其中1组所述压绳组件位于钢丝绳进入所述螺旋槽的入口位置，保证入槽正确。

8.根据权利要求7所述的一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，其特征在于，所述2组压绳组件和1组压绳导绳组合件中各有1个压绳轮，上述组件沿周向间隔分布，所述压绳轮与所述螺旋槽的间距为所述钢丝绳直径的1.1倍，保证所述钢丝绳可顺利入槽但不可跳出。

9.根据权利要求7所述的一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，其特征在于，所述2组压绳组件的其中1组位于钢丝绳进入螺旋凹槽的入口位置，保证入槽正确。

10.根据权利要求7所述的一种舱外维修用可调长度的便携式安全带，其特征在于，所述压绳导绳组合件通过其上的导绳轴固定了钢丝绳进入防跳槽结构的初始位置，同时通过所述导绳组件控制钢丝绳路径，增加初始位置与螺旋凹槽入口的距离，减小了钢丝绳入螺旋凹槽的角度，进一步降低跳槽风险。

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