CN114162352A - 航天员舱外活动用便携式脚限位器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了航天员舱外活动用便携式脚限位器，包括具有四个可调整旋转关节、安装于空间站通用舱外基座以及对航天员身体限位的安装‑拆卸组件、旋转‑俯仰关节组件、滚转‑偏航关节组件、踏板驱动组件和辅助杆组件。本申请中，设置了安装‑拆卸组件，旋转‑俯仰关节组件，滚转‑偏航关节组件，踏板驱动组件和辅助杆组件，用于航天员执行舱外活动任务时的身体限位。能够安装在空间站通用舱外基座中，具有四个可调整的旋转关节，可安装舱外操作台辅助航天员进行舱外作业，方便航天员单手进行拆装及关节姿态调整，同时在辅助杆组件的作用下，可配合航天员穿、脱脚限位器，操作起来更加方便。

Description

航天员舱外活动用便携式脚限位器
技术领域
本发明涉及空间站舱外维修技术领域，尤其涉及航天员舱外活动用便携式脚限位器。
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。由于太空中处于微重力环境，航天员无法同时松开双手悬在空中进行作业，因此需要便携式脚限位器进行身体限位，从而解放双手，完成维修设备等舱外活动作业。
便携式脚限位器需满足多种使用情况，比如：便携式脚限位器需能够安装在空间站舱壁及机械臂上的舱外通用基座中，可安装舱外操作台辅助航天员进行舱外作业，方便航天员单手进行拆装及关节姿态调整，便携式脚限位器需满足空间站舱外真空高低温空间环境的使用需求，承载能力超过1295N，并满足人机工效学要求。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的航天员舱外活动用便携式脚限位器。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
航天员舱外活动用便携式脚限位器，包括具有四个可调整旋转关节、安装于空间站通用舱外基座以及对航天员身体限位的安装-拆卸组件、旋转-俯仰关节组件、滚转-偏航关节组件、踏板驱动组件和辅助杆组件；
所述踏板驱动组件安装在滚转-偏航关节组件上方；
所述安装-拆卸组件与旋转-俯仰关节组件通过螺钉相固定。
优选地，所述安装-拆卸组件由连接长套、拨杆开关、锁舌、防误开关和防漂顶珠一组成；
所述连接长套端部为圆柱状设置，两侧成型有凸台。
优选地，所述旋转-俯仰关节组件由旋转定位件、旋转转盘、俯仰转盘、连接固定件、扶手、旋转关节开关和俯仰关节开关组成。
优选地，所述滚转-偏航关节组件由舱外操作台接口组件、滚转转盘、连接架、偏航转盘、支撑筒、滚转关节插销和偏航关节插销组成。
优选地，所述舱外操作台接口组件由舱外操作台安装座，旋转套和舱外操作台锁定开关组成。
优选地，所述踏板驱动组件由脚踏板、辅助杆接插座、卡环、限位条、卡块、滚转关节踏板、偏航关节踏板和踏板连接杆组成；
所述滚转关节踏板和偏航关节踏板通过踏板连接杆分别与滚转关节插销和偏航关节插销连接；
所述辅助杆接插座通过螺钉安装在脚踏板前端。
优选地，所述辅助杆接插座由长杆连接套、锁定扳手、防漂顶珠二组成。
优选地，所述辅助杆组件由长杆插销、倾覆锁定开关、下长杆、上长杆、伸缩锁定开关和T型杆组成；
所述辅助杆组件通过长杆插销插接在辅助杆接插座中。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本申请中，设置了安装-拆卸组件，旋转-俯仰关节组件，滚转-偏航关节组件，踏板驱动组件和辅助杆组件，用于航天员执行舱外活动任务时的身体限位。能够安装在空间站通用舱外基座中，具有四个可调整的旋转关节，可安装舱外操作台辅助航天员进行舱外作业，方便航天员单手进行拆装及关节姿态调整，同时在辅助杆组件的作用下，可配合航天员穿、脱脚限位器，操作起来更加方便。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的便携式脚限位器结构示意图；
图2示出了根据本发明实施例提供的安装-拆卸组件结构示意图；
图3示出了根据本发明实施例提供的旋转-俯仰关节组件结构示意图；
图4示出了根据本发明实施例提供的滚转-偏航关节组件结构示意图；
图5示出了根据本发明实施例提供的舱外操作台接口组件结构示意图；
图6示出了根据本发明实施例提供的踏板驱动组件结构示意图；
图7示出了根据本发明实施例提供的辅助杆接插座结构示意图；
图8示出了根据本发明实施例提供的辅助杆组件结构示意图。
图例说明：
1、安装-拆卸组件；11、连接长套；12、拨杆开关；13、锁舌；14、防误开关；15、防漂顶珠一；2、旋转-俯仰关节组件；21、旋转定位件；22、旋转转盘；23、俯仰转盘；24、连接固定件；25、扶手；26、旋转关节开关；27、俯仰关节开关；3、滚转-偏航关节组件；31、舱外操作台接口组件；311、操作台安装座；312、旋转套；313、舱外操作台锁定开关；32、滚转转盘；33、连接架；34、偏航转盘；35、支撑筒；36、滚转关节插销；37、偏航关节插销；4、踏板驱动组件；41、脚踏板；42、辅助杆接插座；421、长杆连接套；422、锁定扳手；423、防漂顶珠二；43、卡环；44、限位条；45、卡块；46、滚转关节踏板；47、偏航关节踏板；48、踏板连接杆；5、辅助杆组件；51、长杆插销；52、倾覆锁定开关；53、下长杆；54、上长杆；55、伸缩锁定开关；56、T型杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：
航天员舱外活动用便携式脚限位器，包括具有四个可调整旋转关节、安装于空间站通用舱外基座以及对航天员身体限位的安装-拆卸组件1、旋转-俯仰关节组件2、滚转-偏航关节组件3、踏板驱动组件4和辅助杆组件5；
踏板驱动组件4安装在滚转-偏航关节组件3上方；
安装-拆卸组件1与旋转-俯仰关节组件2通过螺钉相固定。
具体的，如图2所示，安装-拆卸组件1由连接长套11、拨杆开关12、锁舌13、防误开关14和防漂顶珠一15组成；
连接长套11端部为圆柱状设置，与通用舱外基座圆形内孔配合，两侧成型有凸台，用于限制轴向转动，通过左右拨杆开关12转动可控制锁舌13伸缩，限制便携式脚限位器在基座中的轴向运动，将其锁定；
防误开关14用于防止误碰拨杆开关12，锁定状态下，拨杆开关12无法操作。防漂顶珠一15用于防止便携式脚限位器锁定前，从基座中意外漂出。
具体的，如图3所示，旋转-俯仰关节组件2由旋转定位件21、旋转转盘22、俯仰转盘23、连接固定件24、扶手25、旋转关节开关26和俯仰关节开关27组成；
旋转定位件21通过螺钉与安装-拆卸组件1连接，中间插入旋转转盘22，通过打开两侧旋转关节开关26可操作旋转转盘22进行旋转，旋转转盘22可360°旋转，共有20个档位，每档分度值18°。
俯仰转盘23与旋转转盘22连接，并通过连接固定件24与滚转-偏航关节组件3连接，扶手25安装在连接固定件24后方，用于航天员舱外持握便携式脚限位器进行拆装、关节角度调整等操作。通过打开两侧俯仰关节开关27，抓住扶手25上下摆动便携式脚限位器，可进行俯仰关节角度调整，俯仰关节可±90°旋转，共有11个档位，每档分度值18°。
具体的，如图4和图5所示，滚转-偏航关节组件3由舱外操作台接口组件31、滚转转盘32、连接架33、偏航转盘34、支撑筒35、滚转关节插销36和偏航关节插销37组成；
舱外操作台接口组件31用于安装舱外操作台，滚转转盘32可使滚转关节±90°旋转，共有13个档位，每档分度值15°，偏航转盘可使34偏航关节360°旋转，共有20个档位，每档分度值18°，连接架33用于连接滚转转盘32和偏航转盘34，支撑筒35用于连接偏航转盘34和踏板驱动组件4；
舱外操作台接口组件31由舱外操作台安装座311，旋转套312和舱外操作台锁定开关313组成，舱外操作台安装座311可±90°自由旋转，并在0°、±30°、±60°和±90°伴有档位阻尼。
具体的，如图4和图6所示，踏板驱动组件4由脚踏板41、辅助杆接插座42、卡环43、限位条44、卡块45、滚转关节踏板46、偏航关节踏板47和踏板连接杆48组成；
卡环43、限位条44、卡块45左右各有一组，通过螺钉安装在脚踏板41上，航天员可将航天靴脚尖插入卡环43中，脚后跟划入限位条44和卡块45中，从而实现航天员脚部限位；
滚转关节踏板46和偏航关节踏板47通过踏板连接杆48分别与滚转关节插销36和偏航关节插销37连接，按下踏板可将插销拉出，从而解锁滚转关节和偏航关节转动；
辅助杆接插座42由长杆连接套421、锁定扳手422、防漂顶珠二423组成，用于插接辅助杆组件5，辅助杆接插座42通过螺钉安装在脚踏板41前端，内腔为双耳异形孔，两个各有一个锁定扳手422用于锁定辅助杆组件5，长杆连接套421内腔装有防漂顶珠二423，用于辅助杆组件5安装时，锁定扳手422锁定前的在轨防漂。
具体的，如图6和图8所示，辅助杆组件5由长杆插销51、倾覆锁定开关52、下长杆53、上长杆54、伸缩锁定开关55和T型杆56组成；
辅助杆组件5通过长杆插销51插接在辅助杆接插座42中，可在轨拆装，具有倾覆、伸缩功能，立起状态下可以前倾14°。打开倾覆锁定开关52，辅助杆组件5可旋转90°放倒，打开伸缩锁定开关55，可将上长杆54收缩至下长杆53中，顶部T型杆56可在轨拆装。
实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.航天员舱外活动用便携式脚限位器，其特征在于，包括具有四个可调整旋转关节、安装于空间站通用舱外基座以及对航天员身体限位的安装-拆卸组件（1）、旋转-俯仰关节组件（2）、滚转-偏航关节组件（3）、踏板驱动组件（4）和辅助杆组件（5）；
所述踏板驱动组件（4）安装在滚转-偏航关节组件（3）上方；
所述安装-拆卸组件（1）与旋转-俯仰关节组件（2）通过螺钉相固定。
2.根据权利要求1所述的航天员舱外活动用便携式脚限位器，其特征在于，所述安装-拆卸组件（1）由连接长套（11）、拨杆开关（12）、锁舌（13）、防误开关（14）和防漂顶珠一（15）组成；
所述连接长套（11）端部为圆柱状设置，两侧成型有凸台。
3.根据权利要求2所述的航天员舱外活动用便携式脚限位器，其特征在于，所述旋转-俯仰关节组件（2）由旋转定位件（21）、旋转转盘（22）、俯仰转盘（23）、连接固定件（24）、扶手（25）、旋转关节开关（26）和俯仰关节开关（27）组成。
4.根据权利要求3所述的航天员舱外活动用便携式脚限位器，其特征在于，所述滚转-偏航关节组件（3）由舱外操作台接口组件（31）、滚转转盘（32）、连接架（33）、偏航转盘（34）、支撑筒（35）、滚转关节插销（36）和偏航关节插销（37）组成。
5.根据权利要求4所述的航天员舱外活动用便携式脚限位器，其特征在于，所述舱外操作台接口组件（31）由舱外操作台安装座（311），旋转套（312）和舱外操作台锁定开关（313）组成。
6.根据权利要求5所述的航天员舱外活动用便携式脚限位器，其特征在于，所述踏板驱动组件（4）由脚踏板（41）、辅助杆接插座（42）、卡环（43）、限位条（44）、卡块（45）、滚转关节踏板（46）、偏航关节踏板（47）和踏板连接杆（48）组成；
所述滚转关节踏板（46）和偏航关节踏板（47）通过踏板连接杆（48）分别与滚转关节插销（36）和偏航关节插销（37）连接；
所述辅助杆接插座（42）通过螺钉安装在脚踏板（41）前端。
7.根据权利要求6所述的航天员舱外活动用便携式脚限位器，其特征在于，所述辅助杆接插座（42）由长杆连接套（421）、锁定扳手（422）、防漂顶珠二（423）组成。
8.根据权利要求7所述的航天员舱外活动用便携式脚限位器，其特征在于，所述辅助杆组件（5）由长杆插销（51）、倾覆锁定开关（52）、下长杆（53）、上长杆（54）、伸缩锁定开关（55）和T型杆（56）组成；
所述辅助杆组件（5）通过长杆插销（51）插接在辅助杆接插座（42）中。
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