CN114069464A - 一种在轨维修用电缆防漂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在轨维修用电缆防漂装置，包括固定夹持组件、金属丝组件、电缆夹持组件。其中，所述金属丝组件一端与固定夹持组件连接，另一端与电缆夹持组件连接。所述固定夹持组件可与空间站等航天器可靠连接与分离，为电缆防漂装置提供固支点；所述电缆夹持组件可夹持和松开电缆；所述金属丝组件具有半刚性的特点，可弯折金属丝，改变并保持弯折后形状，从而达到改变电缆朝向及位置的目的。本发明采用首尾夹子中间半刚性杆的方式，解决了空间站等航天器在轨维修过程中，电缆自由漂动的问题。

Description

一种在轨维修用电缆防漂装置

技术领域

本发明专利涉及航天器在轨维修技术领域，更具体地，本发明专利涉及一种在轨维修过程中，防止电缆自由漂动的装置。

背景技术

空间站等航天器作为我国空间重要的大型基础设施，其建造及发射成本极高。因此，为了延长在轨空间站等航天器的使用寿命，我国空间站等航天器具备可维修性。空间站等航天器舱体表面安装有电缆较多的设备，该类设备在寿命末期需进行在轨更换，来延长整个空间站等航天器的使用寿命。而与该类设备电连接器连接的电缆众多，在完成设备更换过程中，存在拆下来的多束电缆在轨自由漂动的情况，影响设备更换过程中的装拆作业效率，甚至导致维修任务不可完成。

发明内容

本发明解决的技术问题为：1、为在轨维修的电缆提供一个可临时固定的防漂装置；2、实现了一个电缆防漂装置满足多种电缆防漂任务；

本发明解决的技术方案是：

本发明提供一种在轨维修用电缆防漂装置，包括固定夹持组件、金属丝组件、电缆夹持组件；所述的固定夹持组件可与空间站等航天器可靠连接与分离，为电缆防漂装置提供固支点；所述的金属丝组件具有半刚性的特点，可弯折金属丝，改变并保持弯折后形状，从而达到改变电缆朝向及位置的目的；所述的电缆夹持组件可夹持和松开电缆。

进一步地，所述固定夹持组件包括按压结构、夹持结构、第一扭簧、第一销轴、第二销轴，所述夹持结构包括上夹与下夹，所述上夹与所述下夹一端为夹持端，另一端为手持端，所述下夹手持端一侧设置有连接孔，所述上夹与所述下夹通过第一销轴连接，在所述第一销轴上安装所述第一扭簧，提供所述上夹与所述下夹的夹持扭力，使夹持端在没有施加外力的情况下保持闭合；所述按压结构设置在所述下夹上，所述按压结构和所述夹持结构被设置为只有当所述手持端与所述按压结构同时按下，才能使所述夹持端张开，即打开所述固定夹持组件。

进一步地，所述上夹的手持端设计有滑槽，所述按压结构设置在所述下夹的手持端，包括按压柄、锁定挡块、解锁柄和压簧，所述按压柄中间部分通过所述第二销轴与所述下夹转动连接，所述压簧设置在第二销轴远离夹持端的一侧，位于所述按压柄与所述下夹之间，使得没有外力施加的情况下，所述按压柄为抬起状态，所述锁定挡块设置在所述按压柄靠近夹持端的一端，所述解锁柄通过第一销轴转动连接在所述夹持机构上，并与所述压簧连接，一端与所述锁定挡块配合，一端位于所述滑槽内，当没有外力施加时，所述锁定挡块将所述解锁柄一端限位，所述解锁柄另一端位于所述滑槽靠近夹持端的一侧，将所述上夹的手持端限位，使得所述手持端不能闭合，即所述夹持端不能张开，当所述按压柄被按下时，所述锁定挡块抬起，所述解锁柄不再被限位，其位于滑槽内的一端可沿滑槽运动，此时再按下所述手持端，可以打开所述夹持端。

进一步地，所述金属丝组件包括固定座、盖板、防漂环、金属丝接头、波纹套管、柔性套管、金属丝、U形座，所述防漂环固定在所述固定座上，提供连接接口，用于防止装置漂离，所述金属丝接头固定在固定座上，所述波纹套管包裹在所述金属丝外侧边缘部分，防止金属丝在边缘位置处产生应力集中，所述金属丝一端与所述金属丝接头固定连接，另一端与所述U形座固定连接，用于航天员手动弯折改变并保持设备电缆的朝向和位置；所述柔性套管包裹在所述金属丝外侧，防止金属丝温度巨变灼伤航天服。

进一步地，所述电缆夹持组件包括电缆上夹、电缆下夹、转轴、第二扭簧，所述电缆上夹与所述电缆下夹通过转轴销钉连接，在所述电缆上夹与所述电缆下夹之间安装了所述第二扭簧，提供所述电缆上夹与所述电缆下夹的夹持扭力。

进一步地，所述金属丝组件头部设计有连接结构，优选方形轴，插入在所述固定夹持组件中所述下夹的所述连接孔内，并使用螺纹紧固连接，所述电缆夹持组件插入在所述金属丝组件一端的U形座中，并通过螺钉连接，使所述电缆夹持组件可绕着U形座轴线小角度转动。

进一步地，所述金属丝组件包括至少一根金属丝，金属丝长度不小于100mm，具有半刚性的特性，可采用但不限于紫铜丝材料。

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在轨维修用电缆防漂装置，包括固定夹持组件、金属丝组件、电缆夹持组件；所述固定夹持组件可与空间站等航天器可靠连接与分离，为电缆防漂装置提供固支点；所述金属丝组件具有半刚性的特点，可弯折金属丝，改变并保持其弯折后形状，从而达到改变电缆朝向及位置的目的；所述电缆夹持组件可夹持和松开电缆。固定夹持组件、金属丝组件和电缆夹持组件的合理组合，避免了漂浮电缆对在轨更换设备操作的干扰，提高了设备在轨更换效率。

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是舱外电缆防漂装置总装图

图2是固定夹持组件示意图

图3是金属丝组件示意图

图4是金属丝组件固定座部分示意图

图5是电缆夹持组件示意图

附图标记说明：

固定夹持组件1、金属丝组件2、电缆夹持组件3、夹持结构11、上夹111、下夹112、按压结构12、第一扭簧13、第一销轴14、第二销轴15、解锁柄16、压簧17、按压柄18、锁定挡块19、滑槽20、固定座21、盖板22、防漂环23、金属丝接头24、波纹套管25、柔性套管26、金属丝27、U形座28、电缆上夹31、电缆下夹32、转轴33、第二扭簧34。

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，空间站等航天器作为我国空间重要的大型基础设施，其建造及发射成本极高。因此，为了延长在轨空间站等航天器的使用寿命，我国空间站等航天器具备可维修性。空间站等航天器舱体表面安装有电缆较多的设备，该类设备在寿命末期需进行在轨更换，来延长整个空间站等航天器的使用寿命。而与该类设备电连接器连接的电缆众多，在完成设备更换过程中，存在拆下来的多束电缆在轨随机漂移的情况，影响设备更换过程中的装拆作业效率，甚至导致维修任务不可完成。

因此，急需设计一款能够对电缆较多的设备进行在轨防漂的装置。本发明的基本构思和方法是通过固定夹持组件1、金属丝组件2和电缆夹持组件3的合理组合，满足了空间站等航天器多束不同来向电缆的在轨防漂需求。

如图1至图5所示，其示出了本发明的一种在轨维修用电缆防漂装置。

如图1所示，本发明提供一种在轨维修用电缆防漂装置，由固定夹持组件1、金属丝组件2、电缆夹持组件3组成。其构型及工作原理为金属丝组件2一端与固定夹持组件1固定连接，另一端与电缆夹持组件3固定连接；固定夹持组件1能够与舱体连接与分离，电缆夹持组件3能够与电缆夹持与分离，弯折金属丝组件2中半刚性结构，使拆卸下的漂浮电缆远离设备。

如图2所示，固定夹持组件1由夹持结构11、按压结构12、第一扭簧13、第一销轴14、第二销轴16组成；夹持结构包括上夹111和下夹112，夹持结构用于夹持和锁紧舱壁扶手的一端为夹持端，另一端为手持端，下夹112的手持端端部设置有连接孔,孔形状与连接部件相配合，在本实施例中为方形孔，上夹111和下夹112夹持端一侧的内壁为仿形结构，可与空间站等航天器上相应结构外形匹配；上夹111和下夹112分别在连接部分设置有转轴孔，第一销轴14可穿过转轴孔，使得上夹111能够相对于下夹112绕着第一销轴14转动；第一扭簧13一端与上夹111连接，另一端与下夹112连接，并通过第一销轴14轴线固定，为固定夹持组件1提供夹持力。夹持结构11可采用但不局限于不锈钢材料制作而成。

需要说明的是，按压结构12的按压力约为7～15N，固定夹持组件1夹持结构11的按压操作力约为15～25N。

如图2所示，所述上夹111的手持端设计有滑槽20，所述按压结构12设置在所述下夹112的手持端，包括按压柄18、锁定挡块19、解锁柄16和压簧17，按压柄18的中间部分通过第二销轴15与下夹112转动连接，压簧17设置在第二销轴15远离夹持端的一侧，位于按压柄18与下夹112之间，使得没有外力施加的情况下，所述按压柄为抬起状态，锁定挡块19设置在所述按压柄18靠近夹持端的一端，解锁柄16通过第一销轴转动连接在所述夹持机构11上，一端与所述锁定挡块19配合，一端位于所述滑槽20内，当没有外力施加时，所述锁定挡块19将所述解锁柄16一端限位，所述解锁柄16另一端位于所述滑槽20内靠近夹持端的一侧，将上夹111的手持端限位，使得手持端不能闭合，即夹持端不能张开，当按压柄18被按下时，锁定挡块19抬起，解锁柄16不再被限位，其位于滑槽20内的一端可沿滑槽运动，此时再按下所述手持端，可以打开所述夹持端。解锁柄16与第一销轴14之间可以设置扭簧，使得没有外力施加的情况下，解锁柄16能自动复位到锁定位置。按压柄18、解锁柄16可采用但不局限于不锈钢材料制作而成。

如图3所示，金属丝组件2由固定座21、盖板22、防漂环23、金属丝接头24、波纹套管25、柔性套管26、金属丝27、U形座28组成，用来束缚电缆；金属丝接头24用来连接金属丝27与固定座21，金属丝接头24圆形口与金属丝27过盈连接，固定在固定座21上。金属丝接头24可采用但不局限于铝合金材料制作而成。波纹套管25为多圈圆柱结构，卡在固定座21和盖板22形成的圆环中，包裹在金属丝27的端部，能够避免金属丝27在端部发生应力集中。波纹套管25可采用但不局限于聚四氟乙烯材料制作而成。

需要说明的是，弯折金属丝27操作力约为7～15N。

如图3所示，U形座28为圆柱卡槽结构，与金属丝27焊接，U形座28与电缆夹持组件3销钉连接，能够实现电缆夹持组件3小角度转动，U形座28可采用但不局限于不锈钢材料制作而成。以方便在轨调整电缆夹组件3的角度。

如图4所示，固定座21为矩形结构，伸出方形连接柱，一侧有若干个半圆弧口，方形连接柱可与固定夹持组件1中的下夹112手持端端部的方形孔固定连接；5个金属丝接头24固定在固定座21上。固定座21可采用但不局限于铝合金材料制作而成。盖板22为矩形板，设计有若干个半圆弧口，半圆弧口与固定座21上的半圆弧口配合，形成整圆，卡住波纹套管25上的圆环，防漂环23与盖板22固定连接。盖板22可采用但不局限于铝合金材料制作而成。

如图5所示，电缆夹持组件3由电缆上夹31、电缆下夹32、转轴33、第二扭簧34组成，用来夹持设备电缆。电缆上夹31为圆弧半夹，电缆下夹32为另一圆弧半夹，转轴33穿过电缆下夹32和第二扭簧34，固定在电缆下夹32另一侧，电缆下夹32与电缆上夹31可绕着转轴33转动。

需要说明的是，电缆夹持组件3的按压力约为20～25N。

为便于对本发明的理解，对本发明提供的舱外电缆防漂装置操作过程进行举例说明。

首先，将舱外电缆防漂装置安装到空间站等航天器上，具体操作为：同时按压夹持结构11手持端和按压结构12的按压柄18，固定夹持组件1打开，将其固定在空间站等航天器表面，松开夹持结构11手持端和按压柄18，在第一扭簧13扭力和解锁压簧17弹力的作用下，夹持结构11手持端和按压柄18弹起，完成夹持和锁定功能。

然后，使用电缆夹持组件3夹持拆卸下来的漂浮电缆，具体操作为：同时按压电缆上夹31和电缆下夹32，将电缆夹3打开，夹到电缆上，依靠第二扭簧34的扭力夹紧设备电缆。

最后，弯折金属丝，具体操作为：弯折金属丝27，将夹持着电缆的电缆夹持组件3甩到一侧，防止电缆随机漂移对更换设备操作产生影响。

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 (7)

1.一种在轨维修用电缆防漂装置，其特征在于，包括固定夹持组件、金属丝组件、电缆夹持组件；所述固定夹持组件可与空间站等航天器可靠连接与分离，为电缆防漂装置提供固支点；所述金属丝组件为可弯折半刚性材料，可改变并保持其弯折后形状，从而达到改变电缆朝向及位置的目的；所述电缆夹持组件可夹持和松开电缆。

2.根据权利要求1所述的一种在轨维修用电缆防漂装置，其特征在于，所述固定夹持组件包括按压结构、夹持结构、第一扭簧、第一销轴、第二销轴，所述夹持结构包括上夹与下夹，所述上夹与所述下夹一端为夹持端，另一端为手持端，所述下夹手持端一侧设置有连接孔，所述上夹与所述下夹通过第一销轴连接，在所述第一销轴上安装所述第一扭簧，提供所述上夹与所述下夹的夹持扭力，使夹持端在没有施加外力的情况下保持闭合；所述按压结构设置在所述下夹上，所述按压结构和所述夹持结构被设置为只有当所述手持端与所述按压结构同时按下，才能使所述夹持端张开，即打开所述固定夹持组件。

3.根据权利要求2所述的一种在轨维修用电缆防漂装置，其特征在于，所述上夹的手持端设计有滑槽，所述按压结构设置在所述下夹的手持端，包括按压柄、锁定挡块、解锁柄和压簧，所述按压柄中间部分通过所述第二销轴与所述下夹转动连接，所述压簧设置在第二销轴远离夹持端的一侧，位于所述按压柄与所述下夹之间，使得没有外力施加的情况下，所述按压柄为抬起状态，所述锁定挡块设置在所述按压柄靠近夹持端的一端，所述解锁柄通过第一销轴转动连接在所述夹持机构上，一端与所述锁定挡块配合，一端位于所述滑槽内，当没有外力施加时，所述锁定挡块将所述解锁柄一端限位，所述解锁柄另一端位于所述滑槽靠近夹持端的一侧，将所述上夹的手持端限位，使得所述手持端不能闭合，即所述夹持端不能张开，当所述按压柄被按下时，所述锁定挡块抬起，所述解锁柄不再被限位，其位于滑槽内的一端可沿滑槽运动，此时再按下所述手持端，可以打开所述夹持端。

4.根据权利要求1所述的一种在轨维修用电缆防漂装置，其特征在于，所述金属丝组件包括固定座、盖板、防漂环、金属丝接头、波纹套管、柔性套管、金属丝、U形座，所述防漂环固定在所述固定座上，提供连接接口，用于防止装置漂离，所述金属丝接头固定在固定座上，所述波纹套管包裹在所述金属丝外侧边缘部分，防止金属丝在边缘位置处产生应力集中，所述金属丝一端与所述金属丝接头固定连接，另一端与所述U形座固定连接，用于航天员手动弯折改变并保持设备电缆的朝向和位置；所述柔性套管包裹在所述金属丝外侧，防止金属丝温度巨变灼伤航天服。

5.根据权利要求1所述的一种在轨维修用电缆防漂装置，其特征在于，所述电缆夹持组件包括电缆上夹、电缆下夹、转轴、第二扭簧，所述电缆上夹与所述电缆下夹通过转轴销钉连接，在所述电缆上夹与所述电缆下夹之间安装了所述第二扭簧，提供所述电缆上夹与所述电缆下夹的夹持扭力。

6.根据权利要求4所述的一种在轨维修用电缆防漂装置，其特征在于，所述金属丝组件头部设计有连接结构，优选方形轴，插入在所述固定夹持组件中所述下夹的所述连接孔内，并使用螺纹紧固连接，所述电缆夹持组件插入在所述金属丝组件一端的U形座中，并通过螺钉连接，使所述电缆夹持组件可绕着U形座轴线小角度转动。

7.根据权利要求4所述的一种在轨维修用电缆防漂装置，其特征在于，所述金属丝组件包括至少一根金属丝，金属丝长度不小于100mm，具有半刚性的特性，可采用但不限于紫铜丝材料。

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