CN114187817A - 一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，涉及空间技术领域，包括实验柜主体、科学实验载荷轻质件和钢丝绳组件，科学实验载荷轻质件的一侧固定有导轨，实验柜主体的侧壁固定有导槽，导轨与导槽滑动连接，钢丝绳组件与实验柜主体固定连接，其下端与科学实验载荷轻质件连接，并用于抵消科学实验载荷轻质件的重力。本发明的有益效果是：科学实验载荷轻质件被钢丝绳组件悬吊着，可保证科学实验载荷轻质件不会因重力的作用而下垂，模拟导轨和导槽空间使用环境，从而可验证导轨与导槽的安装位置是否合理，验证装置的可行性。同时也可便于航天员练习操作实验载荷。

Description

一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置

技术领域

本发明涉及空间技术领域，尤其涉及一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置。

背景技术

实验柜主要由实验柜主结构、科学实验载荷、控制器和热控抽屉等组成。实验柜主结构为科学实验载荷、控制器和热控抽屉提供了安装接口，作为实验柜的承载基体。控制器为科学实验载荷提供配电、信息和数据支撑。热控抽屉为科学实验载荷提供了液冷和风冷资源，保证科学实验载荷工作时产生的热量及时的散出去。科学实验载荷是实验柜的核心，内部集成了各种元器件。

不同领域或不同学科的科学实验载荷内部集成的器件不同，其结构形式也不相同。大部分科学实验载荷在实验柜主结构上安装时，是通过单侧导轨导向的。为了保证这种导向形式在天上也是可行的，需要在地面进行验证。

因此需要设计一款科学实验载荷轻质件，但即使轻质件很轻，在采用单侧导轨导向时，由于重力的影响，在未安装导轨侧，科学实验载荷轻质件始终会发生翻转，导致导轨在导槽内移动时总是发生卡滞。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何验证实验柜的结构可行性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，包括实验柜主体、科学实验载荷轻质件和钢丝绳组件，所述科学实验载荷轻质件的一侧固定有导轨，所述实验柜主体的侧壁固定有导槽，所述导轨与所述导槽滑动连接，所述钢丝绳组件与所述实验柜主体固定连接，其下端与所述科学实验载荷轻质件连接，并用于抵消所述科学实验载荷轻质件的重力。

本发明的有益效果是：科学实验载荷轻质件被钢丝绳组件悬吊着，可保证科学实验载荷轻质件不会因重力的作用而下垂，模拟所述导轨和所述导槽空间使用环境，从而可验证所述导轨与所述导槽的安装位置是否合理，验证装置的可行性。同时也可便于航天员练习操作实验载荷。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述钢丝绳组件包括挂钩组件和轨道杆，所述轨道杆的一端与所述实验柜主体固定连接，所述轨道杆与所述导槽和所述导轨均平行，所述挂钩组件的上端与所述轨道杆连接，且可相对于所述实验柜主体移动，所述挂钩组件的下端与所述科学实验载荷轻质件的另一侧连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：挂钩组件可相对于所述实验柜主体移动，在实时抵消所述科学实验载荷轻质件的重力同时，不妨碍所述科学实验载荷轻质件的移动。

进一步，所述轨道杆为伸缩杆，所述挂钩组件的上端与所述轨道杆的另一端固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：轨道杆和挂钩组件的结构简单，组装方便。

可替代的，所述挂钩组件的上端与所述轨道杆滑动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：轨道杆不伸缩，挂钩组件与轨道杆滑动连接，从而可以减少轨道杆伸出对其他结构的影响。

进一步，所述挂钩组件包括钢丝绳和挂钩，所述钢丝绳的上端与所述轨道杆连接，所述挂钩可沿所述钢丝绳移动并定位，所述挂钩与所述科学实验载荷轻质件连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：挂钩的高度可调节，从而可以调整与所述科学实验载荷轻质件连接的高度，从而保证所述导轨与所述导槽完全不受科学实验载荷轻质件的重力影响。

进一步，还包括支撑板，所述轨道杆一端的侧壁与所述支撑板固定连接，所述支撑板与所述实验柜主体固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：设置支撑板便于轨道杆的安装，并且增加轨道杆支撑强度。

进一步，所述轨道杆的另一端端部固定有橡胶保护帽。

采用上述进一步方案的有益效果是：橡胶保护帽的作用是防止碰伤航天员的头部。

进一步，所述科学实验载荷轻质件包括前面板、后面板、支撑梁和导轨安装梁，所述前面板和所述后面板相对平行设置并通过所述支撑梁固定连接，所述导轨安装梁位于所述前面板和所述后面板的同一侧，所述导轨安装梁的两端分别与所述前面板和所述后面板固定连接，所述导轨固定于所述导轨安装梁上。

采用上述进一步方案的有益效果是：科学实验载荷轻质件采用框架结构，整体质量较轻，减少重力对验证过程的影响。

进一步，所述科学实验载荷轻质件的后面板固定有导向销，所述实验柜主体具有与所述导向销对应设置的销孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：科学实验载荷轻质件推入实验柜主体时，导向销逐渐插入销孔，起到安装导向的作用。

进一步，所述科学实验载荷轻质件的前面板固定有把手。

采用上述进一步方案的有益效果是：手握把手便于操作科学实验载荷轻质件。

附图说明

图1为本发明科学实验载荷轻质件的前侧的三维图；

图2为本发明科学实验载荷轻质件的后侧的三维图；

图3为本发明支撑板和橡胶保护帽的结构图；

图4为本发明钢丝绳组件的结构示意图；

图5为本发明挂钩组件的三维图；

图6为本发明实验柜主体的内部结构图；

图7为本发明实验柜主体与科学实验载荷轻质件组装后的局部放大图；

图8为本发明支撑板的局部放大图；

图9为本发明挂钩与科学实验载荷轻质件的连接处局部放大图；

图10为本发明实验柜主体与科学实验载荷轻质件组装后的三维图；

图11为本发明科学实验载荷轻质件拉出实验柜主体后的三维图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、前面板；2、后面板；3、支撑梁；4、导轨安装梁；5、导轨；6、把手；7、导向销；8、电连接器支架；9、钢丝绳组件；10、支撑板；11、橡胶保护帽；12、轨道杆；13、挂钩组件；14、承载本体；15、滑轮；16、连接螺钉；17、钢丝绳；18、锁紧器；19、套筒；20、挂钩；21、导槽；22、背板；23、销孔；24、柜体前侧梁。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-图11所示，本实施例提供一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，包括实验柜主体、科学实验载荷轻质件和钢丝绳组件9，所述科学实验载荷轻质件的一侧固定有导轨5，所述实验柜主体的侧壁固定有导槽21，所述导轨5与所述导槽21滑动连接，所述钢丝绳组件9与所述实验柜主体固定连接，其下端与所述科学实验载荷轻质件连接，并用于抵消所述科学实验载荷轻质件的重力。

科学实验载荷轻质件被钢丝绳组件9悬吊着，钢丝绳组件9作为重力释放装置，可保证科学实验载荷轻质件不会因重力的作用而下垂，模拟所述导轨5和所述导槽21空间使用环境，从而可验证所述导轨5与所述导槽21的安装位置是否合理，验证装置的可行性。同时也可便于航天员练习操作实验载荷。

具体的，如图6所示，实验柜主体的前侧具有竖直的柜体前侧梁24，导槽21水平的固定于柜体前侧梁24的内侧。

在上述方案的基础上，所述钢丝绳组件9包括挂钩组件13和轨道杆12，所述轨道杆12的一端与所述实验柜主体固定连接，所述轨道杆12与所述导槽21和所述导轨5均平行，所述挂钩组件13的上端与所述轨道杆12连接，且可相对于所述实验柜主体移动，所述挂钩组件13的下端与所述科学实验载荷轻质件的另一侧连接。

挂钩组件13可相对于所述实验柜主体移动，在实时抵消所述科学实验载荷轻质件的重力同时，不妨碍所述科学实验载荷轻质件的移动。

可选的，挂钩组件13可以为一个，或者也可以为至少两个，例如两个、三个或四个等，至少两个挂钩组件13沿轨道杆12间隔设置，从而可以使科学实验载荷轻质件的受力更加均匀，避免偏斜。如图9-图11所示为设有两个挂钩组件13时的结构图。

挂钩组件13的上端与轨道杆12连接的方式包括但不限于以下两种实施方式：

实施方式一：所述轨道杆12为伸缩杆，所述挂钩组件13的上端与所述轨道杆12的另一端固定连接。

轨道杆12和挂钩组件13的结构简单，组装方便。具体的，轨道杆12包括第一杆体和第二杆体，第一杆体的一端与实验柜主体固定连接，第二杆体与第一杆体通过滑槽滑动连接，由此构成了整体长度可伸缩的伸缩杆。挂钩组件13的上端与第二杆体固定连接。更为具体的，参考图4，第一杆体优选为底面具有条形开口的杆，具体的，第一杆体是截面为C形且开口向下的杆状构件，第二杆体为矩形杆体，第二杆体滑动插入第一杆体另一端内，可相对于第一杆体滑动。挂钩组件13与第二杆体的底面连接，且两者连接处位于第一杆体的C形开口内。

实施方式二：所述挂钩组件13的上端与所述轨道杆12滑动连接。

轨道杆12不伸缩，挂钩组件13与轨道杆12滑动连接，从而可以减少轨道杆12伸出对其他结构的影响。

在上述任一方案的基础上，所述挂钩组件13包括钢丝绳17和挂钩20，所述钢丝绳17的上端与所述轨道杆12连接，所述挂钩20可沿所述钢丝绳17移动并定位，所述挂钩20与所述科学实验载荷轻质件连接。

挂钩20的高度可调节，从而可以调整与所述科学实验载荷轻质件连接的高度，从而保证所述导轨5与所述导槽21完全不受科学实验载荷轻质件的重力影响。

其中，对于挂钩20与钢丝绳17连接的具体结构，可采用现有的挂画器挂钩，具体包括锁紧器18和套筒19，锁紧器18包括两个锁紧半块和锁紧螺母，两个所述锁紧半块分别位于钢丝绳17的两侧，且锁紧半块的端部具有外螺纹段，套筒19套在两个所述锁紧半块的外侧，且锁紧半块的外螺纹段伸出套筒19。挂钩20固定于套筒19的外侧。锁紧螺母同时与两个锁紧半块的外螺纹段螺纹连接，当拧松锁紧螺母时，两个锁紧半块的间隙较大，从而可以松开钢丝绳17并沿钢丝绳17直线移动。当拧紧锁紧螺母时，两个锁紧半块的间隙减小，抱紧钢丝绳17，从而使得锁紧器18、套筒19和钢丝绳17的相对位置固定。

具体的，如图1、图2、图7和图9所示，所述科学实验载荷轻质件上具有多个挂接孔，所述挂钩20与挂接孔挂接。

对于上述实施方式二，钢丝绳17与轨道杆12滑动连接的具体结构为，如图5所示，挂钩组件13还包括承载本体14、滑轮15和连接螺钉16，

轨道杆12底面具有轨道条形开口，轨道杆12内部在轨道条形开口的两侧具有轨道平面，承载本体14的两侧分别可转动的连接有滑轮15，滑轮15沿对应的轨道平面滚动。承载本体14的底部通过连接螺钉16与钢丝绳17的上端固定连接。

在上述任一方案的基础上，还包括支撑板10，所述轨道杆12一端的侧壁与所述支撑板10固定连接，所述支撑板10与所述实验柜主体固定连接。

设置支撑板10便于轨道杆12的安装，并且增加轨道杆12支撑强度。

如图8所示，所述支撑板10为三角形板，支撑板10的底面还固定有水平支撑板，轨道杆12的顶面与所述水平支撑板固定连接。水平支撑板与支撑板10的衔接处固定有多个矩形的加强块，多个加强块沿轨道杆12的长度方向间隔设置。

在上述任一方案的基础上，所述轨道杆12的另一端端部固定有橡胶保护帽11。

橡胶保护帽11的作用是防止碰伤航天员的头部。

在上述任一方案的基础上，所述科学实验载荷轻质件包括前面板1、后面板2、支撑梁3和导轨安装梁4，所述前面板1和所述后面板2相对平行设置并通过所述支撑梁3固定连接，所述导轨安装梁4位于所述前面板1和所述后面板2的同一侧，所述导轨安装梁4的两端分别与所述前面板1和所述后面板2固定连接，所述导轨5固定于所述导轨安装梁4上。

科学实验载荷轻质件采用框架结构，整体质量较轻，减少重力对验证过程的影响。

在上述任一方案的基础上，所述科学实验载荷轻质件的后面板2固定有导向销7，所述实验柜主体的背板22具有与所述导向销7对应设置的销孔23。

科学实验载荷轻质件推入实验柜主体时，导向销7逐渐插入销孔23，起到安装导向的作用。

具体的，实验柜主体包括背板22，还包括分别固定于背板22上端和下端的柜体顶板和柜体底板，还包括固定于背板22两侧的柜体侧板。实验柜柜体的前侧敞开，用于装入科学实验载荷轻质件。

优选的，导向销7为两个，两个导向销分别位于后面板2的两侧。

在上述任一方案的基础上，所述科学实验载荷轻质件的前面板1固定有把手6。

手握把手6便于操作科学实验载荷轻质件。

在上述任一方案的基础上，所述后面板2上还具有电连接器支架8，用于安装科学实验载荷的电气连接件。

实施例的实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，对于上述实施方式二，验证过程是：航天员手握把手6，向外缓慢的拉动科学实验载荷轻质件，待靠近橡胶保护帽的钢丝绳17沿轨道杆12移动到极限位置后，停止向外移动。随后，反方向向背板22移动，待科学实验载荷轻质件的后面板2与背板22接触，停止移动，验证完成。在整个过程中两组挂钩组件13将科学实验载荷轻质件悬吊着，可保证科学实验载荷轻质件不会因重力的作用而下垂，从而可以模拟空间内的使用情况，验证载荷的可行性。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，其特征在于，包括实验柜主体、科学实验载荷轻质件和钢丝绳组件(9)，所述科学实验载荷轻质件的一侧固定有导轨(5)，所述实验柜主体的侧壁固定有导槽(21)，所述导轨(5)与所述导槽(21)滑动连接，所述钢丝绳组件(9)与所述实验柜主体固定连接，其下端与所述科学实验载荷轻质件连接，并用于抵消所述科学实验载荷轻质件的重力。

2.根据权利要求1所述一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，其特征在于，所述钢丝绳组件(9)包括挂钩组件(13)和轨道杆(12)，所述轨道杆(12)的一端与所述实验柜主体固定连接，所述轨道杆(12)与所述导槽(21)和所述导轨(5)均平行，所述挂钩组件(13)的上端与所述轨道杆(12)连接，且可相对于所述实验柜主体移动，所述挂钩组件(13)的下端与所述科学实验载荷轻质件的另一侧连接。

3.根据权利要求2所述一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，其特征在于，所述轨道杆(12)为伸缩杆，所述挂钩组件(13)的上端与所述轨道杆(12)的另一端固定连接。

4.根据权利要求2所述一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，其特征在于，所述挂钩组件(13)的上端与所述轨道杆(12)滑动连接。

5.根据权利要求2所述一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，其特征在于，所述挂钩组件(13)包括钢丝绳(17)和挂钩(20)，所述钢丝绳(17)的上端与所述轨道杆(12)连接，所述挂钩(20)可沿所述钢丝绳(17)移动并定位，所述挂钩(20)与所述科学实验载荷轻质件连接。

6.根据权利要求2所述一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，其特征在于，还包括支撑板(10)，所述轨道杆(12)一端的侧壁与所述支撑板(10)固定连接，所述支撑板(10)与所述实验柜主体固定连接。

7.根据权利要求2所述一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，其特征在于，所述轨道杆(12)的另一端端部固定有橡胶保护帽(11)。

8.根据权利要求1-7任一项所述一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，其特征在于，所述科学实验载荷轻质件包括前面板(1)、后面板(2)、支撑梁(3)和导轨安装梁(4)，所述前面板(1)和所述后面板(2)相对平行设置并通过所述支撑梁(3)固定连接，所述导轨安装梁(4)位于所述前面板(1)和所述后面板(2)的同一侧，所述导轨安装梁(4)的两端分别与所述前面板(1)和所述后面板(2)固定连接，所述导轨(5)固定于所述导轨安装梁(4)上。

9.根据权利要求8所述一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，其特征在于，所述后面板(2)固定有导向销(7)，所述实验柜主体具有与所述导向销(7)对应设置的销孔(23)。

10.根据权利要求8所述一种实验柜用科学实验载荷轻质模拟装置，其特征在于，所述前面板(1)固定有把手(6)。

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