CN113944390B - 一种航天器舱门开合装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及航天技术领域，具体而言，涉及一种航天器舱门开合装置，包括助力机构以及阻尼机构，助力机构和阻尼机构均通过销钉和铰链支架固定安装在航天器的舱体和舱门上，助力机构和阻尼机构并联设置。本申请通过助力机构和阻尼机构的并联，可以实现航天器舱门的自主缓慢打开，打开过程中能够抵消舱内残余气压对舱门的瞬时冲击，关闭过程中防止舱门关闭速度过快，减少了航天员出舱过程中的操作，具有较高的安全性和可操作性。

Description

一种航天器舱门开合装置
技术领域
本申请涉及航天技术领域，具体而言，涉及一种航天器舱门开合装置。
背景技术
航天员在出舱前会穿戴好宇航服，由于时间关系，舱内不可能完全抽至真空状态，再开启舱门，舱内会有一定的残余气体，该部分残余气体会在开门过程中产生一定的冲击，危及宇航员的安全，同时为了减少宇航员的操作，舱门需要能够自动打开至规定位置。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种航天器舱门开合装置，通过助力机构与阻尼机构的共同作用，实现舱门的打开，减弱舱门打开瞬间舱内残余气压对舱门的冲击。
为了实现上述目的，本申请提供了一种航天器舱门开合装置，包括助力机构以及阻尼机构，助力机构和阻尼机构均通过销钉和铰链支架固定安装在航天器的舱体和舱门上，助力机构和阻尼机构并联设置。
进一步的，助力机构包括助力活塞杆、助力导向结构、助力缸体、助力活塞以及换向阀，其中：助力活塞杆的一端与铰链支架连接，另一端与助力活塞连接；助力活塞上设置有密封圈，并嵌套在助力缸体的内部；助力导向结构设置在助力缸体与助力活塞杆之间；换向阀设置在助力缸体上；助力缸体的一端与铰链支架连接。
进一步的，阻尼机构包括阻尼活塞杆、阻尼导向结构、阻尼活塞、阻尼缸体以及单向阀，其中：阻尼活塞杆的一端与铰链支架连接，另一端与阻尼活塞连接；阻尼活塞上设置有密封圈，并嵌套在阻尼缸体的内部；阻尼导向结构设置在阻尼缸体与阻尼活塞杆之间；单向阀设置在阻尼缸体上；阻尼缸体的一端与铰链支架连接。
进一步的，换向阀安装在助力缸体靠近铰链支架的位置。
进一步的，换向阀与供气系统连通，供气系统通过换向阀向助力缸体内部注入高压气体。
进一步的，单向阀安装在阻尼缸体的中间位置。
进一步的，单向阀与供气系统连通，供气系统通过单向阀向阻尼缸体内部注入高压气体。
本发明提供的一种航天器舱门开合装置，具有以下有益效果：
本申请通过助力机构和阻尼机构的并联，可以实现航天器舱门的自主缓慢打开，打开过程中能够抵消舱内残余气压对舱门的瞬时冲击，关闭过程中防止舱门关闭速度过快，减少了航天员出舱过程中的操作，具有较高的安全性和可操作性。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例提供的一种航天器舱门开合装置的主视图；
图2是根据本申请实施例提供的一种航天器舱门开合装置的俯视图；
图3是根据本申请实施例提供的一种航天器舱门开合装置的助力机构的示意图；
图4是根据本申请实施例提供的一种航天器舱门开合装置的阻尼机构的示意图；
图5是根据本申请实施例提供的一种航天器舱门开合装置的助力机构的工作原理示意图；
图6是根据本申请实施例提供的一种航天器舱门开合装置的阻尼机构的工作原理示意图；
图中：1-助力机构、11-助力活塞杆、12-助力导向结构、13-助力缸体、14-助力活塞、15-换向阀、2-阻尼机构、21-阻尼活塞杆、22-阻尼导向结构、23-阻尼活塞、24-阻尼缸体、25-单向阀、3-销钉、4-铰链支架、5-舱体、6-舱门、7-密封圈。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1-图2所示，本申请提供了一种航天器舱门开合装置，包括助力机构1以及阻尼机构2，助力机构1和阻尼机构2均通过销钉3和铰链支架4固定安装在航天器的舱体5和舱门6上，助力机构1和阻尼机构2并联设置。
具体的，航天员在出舱过程中，需要预防开门过程舱内残余气压对舱门6冲击产生的结构损伤问题，关门过程关门速度过快对舱门6造成的结构损伤问题，本申请实施例提供的航天器舱门开合装置，通过并联设置在舱体5和舱门6之间的助力机构1以及阻尼机构2，能够实现航天器舱门6的自主缓慢打开与关闭，减弱了舱门6打开瞬间舱内残余气压对舱门6的冲击。
进一步的，如图3所示，助力机构1包括助力活塞杆11、助力导向结构12、助力缸体13、助力活塞14以及换向阀15，其中：助力活塞杆11的一端与铰链支架4连接，另一端与助力活塞14连接；助力活塞14上设置有密封圈7，并嵌套在助力缸体13的内部；助力导向结构12设置在助力缸体13与助力活塞杆11之间；换向阀15设置在助力缸体13上；助力缸体13的一端与铰链支架4连接。
具体的，助力机构1的铰链支架4一端与助力活塞杆11连接，助力活塞杆11的另外一端与助力活塞14固定，助力活塞14上装有密封圈7，嵌套于助力缸体13的内部，助力导向结构12通过螺钉安装于助力缸体13上，助力导向结构12通过密封圈7将助力活塞杆11嵌套于其内部，换向阀15安装在助力缸体13上，铰链支架4通过螺钉固定于助力缸体13另外一端，然后铰链支架4的一端通过销钉3与航天器的舱门6连接，另一端通过销钉3与航天器的舱体5连接。
进一步的，如图4所示，阻尼机构2包括阻尼活塞杆21、阻尼导向结构22、阻尼活塞23、阻尼缸体24以及单向阀25，其中：阻尼活塞杆21的一端与铰链支架4连接，另一端与阻尼活塞23连接；阻尼活塞23上设置有密封圈7，并嵌套在阻尼缸体24的内部；阻尼导向结构22设置在阻尼缸体24与阻尼活塞杆21之间；单向阀25设置在阻尼缸体24上；阻尼缸体24的一端与铰链支架4连接。
具体的，阻尼机构2的铰链支架4一端与阻尼活塞杆21连接，阻尼活塞杆21的另外一端与阻尼活塞23固定，阻尼活塞23上装有密封圈7，嵌套于阻尼缸体24的内部，阻尼导向结构22通过螺钉安装于阻尼缸体24上，阻尼导向结构22通过密封圈7将阻尼活塞杆21嵌套于其内部，单向阀25安装在阻尼缸体24上，铰链支架4通过螺钉固定于阻尼缸体24另外一端，然后铰链支架4的一端通过销钉3与航天器的舱门6连接，另一端通过销钉3与航天器的舱体5连接。
进一步的，换向阀15安装在助力缸体13靠近铰链支架4的位置。换向阀15的开启与闭合主要用于供气系统向助力缸体13内部注入高压气体。
进一步的，换向阀15与供气系统连通，供气系统通过换向阀15向助力缸体13内部注入高压气体。
具体的，助力机构1工作原理如图5所示，助力机构1的助力活塞14两端的助力缸体13通过节流孔连通，从而助力活塞14两端气压相同，由于助力活塞14两侧气压作用面积的不同，使得助力活塞14会向气压作用面积小的一侧运动，换向阀15一端与助力缸体13内部连通，另外两端分别与供气系统以及周边环境相连，助力机构1一端与舱门6连接，一端与舱体5连接。打开舱门6前，控制换向阀15转位，使助力缸内环境与供气系统相连通，给缸体内部冲入高压气体，释放舱门6锁定结构后，助力活塞14在气体压力的作用下运动，从而打开舱门6，当舱门6到达规定位置后，换向阀15转位，使助力缸内气体与空间真空环境相通，助力机构1不再产生助力，随后航天员可以手动关闭舱门6。
进一步的，单向阀25安装在阻尼缸体24的中间位置。单向阀25的开启与关闭主要用于供气系统向阻尼缸体24内部注入高压气体。
进一步的，单向阀25与供气系统连通，供气系统通过单向阀25向阻尼缸体24内部注入高压气体。
具体的，阻尼机构2的工作原理如图6所示，阻尼机构2主要由行程腔、阻尼腔、阻尼活塞23、节流孔、单向阀25等组成，其中，阻尼活塞杆21与阻尼活塞23固连在一起，阻尼活塞23两侧的阻尼腔通过节流孔连通，阻尼腔通过单向阀25与供气系统连通，行程腔与阻尼腔通过密封封界面隔开，行程腔通过阻尼缸体24的通气孔与周围环境相连通。阻尼机构2与舱门6、舱体5安装完成后，打开单向阀25，供气系统会给阻尼腔注入高压气体，由于节流孔的存在，使得阻尼活塞23两侧气压最终总能保持一致，从而阻尼活塞-活塞杆可在任意位置能够保持平衡，当舱门6需要打开或者关闭时，由于阻尼腔内部已注入高压气体，可压缩性较差，从而会产生一定的阻力，减缓开/关门动作的过程，既保护了舱门6、舱体5结构，也保护了宇航员的安全。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种航天器舱门开合装置，其特征在于，包括助力机构以及阻尼机构，所述助力机构和所述阻尼机构均通过销钉和铰链支架固定安装在航天器的舱体和舱门上，所述助力机构和所述阻尼机构并联设置；
所述助力机构包括助力活塞杆、助力导向结构、助力缸体、助力活塞以及换向阀，其中：
所述助力活塞杆的一端与铰链支架连接，另一端与所述助力活塞连接；
所述助力活塞上设置有密封圈，并嵌套在所述助力缸体的内部；
所述助力导向结构设置在所述助力缸体与所述助力活塞杆之间；
所述换向阀设置在所述助力缸体上；
所述助力缸体的一端与铰链支架连接；
打开舱门前，控制换向阀转位，使助力缸内环境与供气系统相连通，当舱门到达规定位置后，换向阀转位，使助力缸内气体与空间真空环境相通；
所述阻尼机构包括行程腔、阻尼腔、阻尼活塞杆、阻尼导向结构、阻尼活塞、节流孔、阻尼缸体以及单向阀，其中：
所述阻尼活塞杆的一端与铰链支架连接，另一端与阻尼活塞固连在一起；
所述阻尼活塞上设置有密封圈，并嵌套在所述阻尼缸体的内部，阻尼活塞两侧的阻尼腔通过节流孔连通；
所述阻尼导向结构设置在所述阻尼缸体与所述阻尼活塞杆之间；
所述单向阀设置在所述阻尼缸体上，阻尼腔通过单向阀与供气系统连通；
所述阻尼缸体的一端与铰链支架连接；
行程腔与阻尼腔通过密封封界面隔开，行程腔通过阻尼缸体的通气孔与周围环境相连通；
所述换向阀安装在所述助力缸体靠近铰链支架的位置；
所述单向阀安装在所述阻尼缸体的中间位置。
2.如权利要求1所述的航天器舱门开合装置，其特征在于，所述换向阀与供气系统连通，供气系统通过所述换向阀向所述助力缸体内部注入高压气体。
3.如权利要求1所述的航天器舱门开合装置，其特征在于，所述单向阀与供气系统连通，供气系统通过所述单向阀向所述阻尼缸体内部注入高压气体。
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