CN114687607B - 一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，包括核心舱连接段、集成控制中枢组件和充气功能控制组件，核心舱连接段包括感应连接端头和螺纹自锁连接结构，螺纹自锁连接结构与核心舱的接头连接时，感应连接端头与核心舱的接头内的控制节点连接；集成控制中枢组件包括集成控制中枢和控制中枢保护壳，集成控制中枢与感应连接端头电连接；充气功能控制组件包括预制空气压缩舱、释压缓冲舱和充气控制阀门组；集成控制中枢接收感应连接端头信号，控制所述的预制空气压缩舱通过释压缓冲舱迅速释放大量气化后的空气，再经过充气控制阀门组向月球建筑充气展开舱体进行充气。本发明组成简单，可简化充气展开过程，提升展开效率。
Description
技术领域
本发明属于舱体间充气连接结构领域，尤其是涉及一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构。
背景技术
随着人类建立月球基地步伐的加快，各国逐渐展开对月球的探测和资源开发。包括我国在内的世界主要航天国家有关科技人员相继提出了多种月球基地设想。
同时，随着航天器技术的不断发展和广泛应用，月球基地的构想日趋完善，基地构成也逐渐复杂化，需要采取各种结构和机构来完成相应的任务。其中，充气展开作为一种兼顾空间体积和搭载效率的月球基地月面展开方式，在多个月球基地的设想中作为主空间的展开方式。在充气展开过程中，充气构件和核心舱连接构件均为关键结构。
日前，充气构件和核心舱连接构件大多作为两个独立的研究领域，在各种月球基地构想，乃至已有的类似原理过程中，充气过程和连接过程是两个相对的单线进程，其功能利用不够集约，整个充气和连接的过程比较繁琐，因此大大限制了月球建筑充气展开舱的充气展开过程效率。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，整合了基于自锁螺纹的连接结构和月球建筑充气展开舱体的充气结构，组成简单，可简化充气展开过程，提升展开效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，包括核心舱连接段、集成控制中枢组件和充气功能控制组件，所述的核心舱连接段包括感应连接端头和螺纹自锁连接结构，所述的感应连接端头内置于所述螺纹自锁连接结构的内部，螺纹自锁连接结构与核心舱的接头连接时，所述的感应连接端头与核心舱的接头内的控制节点连接；所述的集成控制中枢组件包括集成控制中枢和控制中枢保护壳，所述的集成控制中枢固定在控制中枢保护壳的内部，集成控制中枢与感应连接端头电连接，螺纹自锁连接结构套设在控制中枢保护壳的上部，所述的充气功能控制组件套设在控制中枢保护壳的下部，在控制中枢保护壳的外侧设有若干固定滑槽，通过若干固定滑槽将集成控制中枢组件分别与充气功能控制组件及螺纹自锁连接结构相连接；所述充气功能控制组件包括预制空气压缩舱、释压缓冲舱和充气控制阀门组，所述释压缓冲舱设置在预制空气压缩舱的下部，且所述释压缓冲仓与预制空气压缩舱连通，所述的充气控制阀门组安装在释压缓冲舱上，所述预制空气压缩舱包括预制空气压缩舱外容器、预制空气压缩舱内容器、自动开闭阀门、气化组件和信号感应接头，所述预制空气压缩舱外容器与释压缓冲舱通过若干气体导管连接，所述预制空气压缩舱内容器设置在预制空气压缩舱外容器的内部，在预制空气压缩舱内容器上设置自动开闭阀门，所述气化组件设置在预制空气压缩舱内容器内，在气化组件上设有信号感应接头，所述信号感应接头与集成控制中枢电连接；集成控制中枢接收感应连接端头信号，控制所述的预制空气压缩舱通过释压缓冲舱迅速释放大量气化后的空气，再经过与所述释压缓冲舱密封连接的充气控制阀门组向月球建筑充气展开舱体进行充气。
进一步的，所述螺纹自锁连接结构为带螺纹槽口的中空管状连接体，在中空管状连接体的外部缠绕多圈形状记忆合金丝，所述形状记忆合金丝处于受预拉力状态，所述螺纹槽口的螺纹为自锁螺纹结构。
进一步的，所述预制空气压缩舱内存放有在地加压预制的液化空气，在月时通过液体空气的快速气化实现充气。
进一步的，所述充气控制阀门组包括两个主充气阀门、两个控制阀门和两个释压阀门，每个阀门均接有一压力感应反馈器，所述压力感应反馈器根据工况控制相应的阀门的开启。
进一步的，所有的阀门的结构均相同，每个阀门包括依次连接的阀门螺纹连接段、中间连接段和阀门段，每个阀门分别通过各自的阀门螺纹连接段与释压缓冲舱连接。
进一步的，所述螺纹自锁连接结构与核心舱的接头连接处通过第一密封圈密封，在每个阀门与释压缓冲舱连接处分别设有一第三密封圈。
进一步的螺纹自锁连接结构与预制空气压缩舱之间、预制空气压缩舱与释压缓冲舱之间分别设有一个第二密封圈。
进一步，在所述感应连接端头上设有感应节点，所述感应节点与核心舱体控制节点连接。
进一步的，在所述控制中枢保护壳外侧均匀设有四个固定滑槽，在螺纹自锁连接结构的内表面、预制空气压缩舱的内表面、释压缓冲舱的内表面相应位置处分别设有与控制中枢保护壳上的固定滑槽相配合的弹性凸起，在每个固定滑槽的两端各设有一限制螺纹自锁连接结构、预制空气压缩舱和释压缓冲舱轴向位移的自固定卡片，所述自固定卡片与控制中枢保护壳通过固定螺丝相连接。
进一步的，两个释压阀门与释压缓冲舱的侧面连通，两个主充气阀门和两个控制阀门均与释压缓冲舱的底部连通。
相对于现有技术，本发明所述的一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构具有以下优势：
1.本申请将核心舱连接段、集成控制中枢及充气功能控制集成为一个整体，可以取得较好的连接固定效果和充气效率，简化连接和充气展开的过程。
2.本申请的连接段采用基于自锁原理的螺纹结构，使核心舱与月球基地展开舱的连接在简易的同时保持牢固。
3.本申请的充气功能控制部分，空气的压缩预制使所需空气体积小、便于运载。
4.本申请的充气阀门可控性较强，使充气过程的精确性得到保证。
5.本申请可用于连接月球基地的核心舱和充气式展开舱，同时实现月球基地展开舱的充气展开。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构的爆炸图；
图2为本发明实施例所述的一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构的立体结构示意图；
图3为充气功能控制组件的爆炸图；
图4为充气阀门的爆炸图；
图5为预制空气压缩舱的剖面图。
附图标记说明：
1-感应连接端头，2-第一密封圈，3-感应节点，4-形状记忆合金丝，5-螺纹自锁连接结构，6-第二密封圈，7-集成控制中枢，8-自固定卡片，9-固定螺丝，10-控制中枢保护壳，11-固定滑槽，12-预制空气压缩舱外容器，13-预制空气压缩舱内容器，14-自动开闭阀门，15-气化组件，16-信号感应接头，17-气体导管，18-释压缓冲舱，19-主充气阀门，20-控制阀门，21-释压阀门，22-第三密封圈，23-阀门螺纹连接段，24-中间连接段，25-压力感应反馈器，26-阀门段，27-预制空气压缩舱。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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发明。
如图1-图5所示，一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，包括核心舱连接段、集成控制中枢组件和充气功能控制组件，所述的核心舱连接段包括感应连接端头1和螺纹自锁连接结构5，所述的感应连接端头1内置于所述螺纹自锁连接结构5的内部，螺纹自锁连接结构5与核心舱的接头连接时，所述的感应连接端头1与核心舱的接头内的控制节点连接；在所述感应连接端头1上设有感应节点3，螺纹自锁连接结构5与核心舱的接头连接时，所述感应节点3与核心舱体控制节点连接；
所述的集成控制中枢组件包括集成控制中枢7和控制中枢保护壳10，所述的集成控制中枢7固定在控制中枢保护壳10的内部，集成控制中枢7与感应连接端头1电连接，螺纹自锁连接结构5套设在控制中枢保护壳10的上部，所述的充气功能控制组件套设在控制中枢保护壳10的下部，在控制中枢保护壳10的外侧设有若干固定滑槽11，通过若干固定滑槽11将集成控制中枢组件分别与充气功能控制组件及螺纹自锁连接结构5相连接；所述充气功能控制组件包括预制空气压缩舱27、释压缓冲舱18和充气控制阀门组，所述释压缓冲舱18设置在预制空气压缩舱27的下部，且所述释压缓冲仓18与预制空气压缩舱27连通，所述的充气控制阀门组安装在释压缓冲舱18上，所述预制空气压缩舱包括预制空气压缩舱外容器12、预制空气压缩舱内容器13、自动开闭阀门14、气化组件15和信号感应接头16，所述预制空气压缩舱外容器12与释压缓冲舱18通过若干气体导管17连接，所述预制空气压缩舱内容器13设置在预制空气压缩舱外容器12的内部，在预制空气压缩舱内容器13上设置自动开闭阀门14，所述气化组件15设置在预制空气压缩舱内容器13内，在气化组件上设有信号感应接头16，所述信号感应接头16与集成控制中枢7电连接；预制空气压缩舱27内存放有在地加压预制的液化空气，在月时通过液体空气的快速气化实现充气；集成控制中枢7接收感应连接端头1信号，控制所述的预制空气压缩舱27通过释压缓冲舱18迅速释放大量气化后的空气，再经过与所述释压缓冲舱18密封连接的充气控制阀门组向月球建筑充气展开舱体进行充气。需要注意的是，本申请的气化组件15是一种气化器，属于现有结构。
螺纹自锁连接结构5为带螺纹槽口的中空管状连接体，在中空管状连接体的外部缠绕多圈形状记忆合金丝4，所述形状记忆合金丝4处于受预拉力状态，所述螺纹槽口的螺纹为自锁螺纹结构。通过形状记忆合金丝4能够减少连接处的细微形变，对于月球微重力下的自锁连接起到优化作用。
充气控制阀门组包括两个主充气阀门19、两个控制阀门20和两个释压阀门21，两个释压阀门与释压缓冲舱18的侧面连通，两个主充气阀门和两个充气阀门均与释压缓冲舱18的底部连通；每个阀门均接有一压力感应反馈器25，所述压力感应反馈器25根据工况控制相应的阀门的开启。具体为：预设状态由两个主充气阀门同时充气，两个控制阀门关闭；当所述充气控制阀门组周围瞬时压力大于预设压力时，打开通往舱体外部的释压阀门进行释压控制；当所述充气控制阀门组周围瞬时压力小于预设压力时，保持主充气阀门开启，同时打开两个控制阀门进行加压控制。
所有的阀门的结构均相同，每个阀门包括依次连接的阀门螺纹连接段23、中间连接段24和阀门段26，每个阀门分别通过各自的阀门螺纹连接段与释压缓冲舱18连接。
所述螺纹自锁连接结构5与核心舱的接头连接处通过第一密封圈2密封，在每个阀门与释压缓冲舱18连接处分别设有一第三密封圈22。螺纹自锁连接结构5与预制空气压缩舱27之间、预制空气压缩舱27与释压缓冲舱18之间分别设有一个第二密封圈6。如此设置，气密性好。
在所述控制中枢保护壳10外侧均匀设有四个固定滑槽11，在螺纹自锁连接结构5的内表面、预制空气压缩舱27的内表面、释压缓冲舱18的内表面相应位置处分别设有与控制中枢保护壳10上的固定滑槽11相配合的弹性凸起，在每个固定滑槽11的两端各设有一限制螺纹自锁连接结构5、预制空气压缩舱27和释压缓冲舱18轴向位移的自固定卡片8，所述自固定卡片8与控制中枢保护壳10通过固定螺丝9相连接。
本申请的工作过程为：
当装置用于月球基地展开舱与月球基地核心舱充气连接时，通过螺纹连接的方式，内置于螺纹自锁连接结构中的感应连接端头1上的感应节点3与核心舱相关控制元件连接，从而接受整个装置的启动信号，在感应节点3接受到所连核心舱信号后，集成控制中枢7控制向预制空气压缩仓内容器13内的信号感应接头16传输控制信号，控制气化组件15将储存在预制空气压缩舱内容器13内的预制空气通过气化组件15进行气化过程，气化后的空气通过位于预制空气压缩舱内容器13上的自动开闭阀门14进入预制空气压缩舱外容器12后，通过与预制空气压缩舱外容器12连接的若干相同高强度气体导管17进入释压缓冲舱18迅速释放大量气化后的空气，再经过与所述释压缓冲舱18密封连接的充气控制阀门组向月球建筑充气展开舱体进行充气。具体为，预设状态由两个主充气阀门19同时充气，两个控制阀门20关闭，当所述充气控制阀门组周围瞬时压力大于预设压力时，打开通往舱体外部的释压阀门21进行释压控制；当所述充气控制阀门组周围瞬时压力小于预设压力时，保持主充气阀门19开启，同时打开两个控制阀门20进行加压控制，充气完成后控制阀门关闭。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (8)
1.一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，其特征在于：包括核心舱连接段、集成控制中枢组件和充气功能控制组件，所述的核心舱连接段包括感应连接端头(1)和螺纹自锁连接结构(5)，所述的感应连接端头(1)内置于所述螺纹自锁连接结构(5)的内部，螺纹自锁连接结构(5)与核心舱的接头连接时，所述的感应连接端头(1)与核心舱的接头内的控制节点连接；所述的集成控制中枢组件包括集成控制中枢(7)和控制中枢保护壳(10)，所述的集成控制中枢(7)固定在控制中枢保护壳(10)的内部，集成控制中枢(7)与感应连接端头(1)电连接，螺纹自锁连接结构(5)套设在控制中枢保护壳(10)的上部，所述的充气功能控制组件套设在控制中枢保护壳(10)的下部，在控制中枢保护壳(10)的外侧设有若干固定滑槽(11)，通过若干固定滑槽(11)将集成控制中枢组件分别与充气功能控制组件及螺纹自锁连接结构(5)相连接；所述充气功能控制组件包括预制空气压缩舱(27)、释压缓冲舱(18)和充气控制阀门组，所述释压缓冲舱(18)设置在预制空气压缩舱(27)的下部，且所述释压缓冲舱(18)与预制空气压缩舱(27)连通，所述的充气控制阀门组安装在释压缓冲舱(18)上，所述预制空气压缩舱包括预制空气压缩舱外容器(12)、预制空气压缩舱内容器(13)、自动开闭阀门(14)、气化组件(15)和信号感应接头(16)，所述预制空气压缩舱外容器(12)与释压缓冲舱(18)通过若干气体导管(17)连接，所述预制空气压缩舱内容器(13)设置在预制空气压缩舱外容器(12)的内部，在预制空气压缩舱内容器(13)上设置自动开闭阀门(14)，所述气化组件(15)设置在预制空气压缩舱内容器(13)内，在气化组件上设有信号感应接头(16)，所述信号感应接头(16)与集成控制中枢(7)电连接；集成控制中枢(7)接收感应连接端头(1)信号，控制所述的预制空气压缩舱(27)通过释压缓冲舱(18)迅速释放大量气化后的空气，再经过与所述释压缓冲舱(18)密封连接的充气控制阀门组向月球建筑充气展开舱体进行充气；
所述螺纹自锁连接结构(5)为带螺纹槽口的中空管状连接体，在中空管状连接体的外部缠绕多圈形状记忆合金丝(4)，所述形状记忆合金丝(4)处于受预拉力状态，所述螺纹槽口的螺纹为自锁螺纹结构；
在所述控制中枢保护壳(10)外侧均匀设有四个固定滑槽(11)，在螺纹自锁连接结构(5)的内表面、预制空气压缩舱(27)的内表面、释压缓冲舱(18)的内表面相应位置处分别设有与控制中枢保护壳(10)上的固定滑槽(11)相配合的弹性凸起，在每个固定滑槽(11)的两端各设有一限制螺纹自锁连接结构(5)、预制空气压缩舱(27)和释压缓冲舱(18)轴向位移的自固定卡片(8)，所述自固定卡片(8)与控制中枢保护壳(10)通过固定螺丝(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，其特征在于：所述预制空气压缩舱(27)内存放有在地加压预制的液化空气，在月时通过液体空气的快速气化实现充气。
3.根据权利要求1所述的一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，其特征在于：所述充气控制阀门组包括两个主充气阀门(19)、两个控制阀门(20)和两个释压阀门(21)，每个阀门均接有一压力感应反馈器(25)，所述压力感应反馈器(25)根据工况控制相应的阀门的开启。
4.根据权利要求3所述的一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，其特征在于：所有的阀门的结构均相同，每个阀门包括依次连接的阀门螺纹连接段(23)、中间连接段(24)和阀门段(26)，每个阀门分别通过各自的阀门螺纹连接段与释压缓冲舱(18)连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，其特征在于：所述螺纹自锁连接结构(5)与核心舱的接头连接处通过第一密封圈(2)密封，在每个阀门与释压缓冲舱(18)连接处分别设有一第三密封圈(22)。
6.根据权利要求1所述的一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，其特征在于：螺纹自锁连接结构(5)与预制空气压缩舱(27)之间、预制空气压缩舱(27)与释压缓冲舱(18)之间分别设有一个第二密封圈(6)。
7.根据权利要求1所述的一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，其特征在于：在所述感应连接端头(1)上设有感应节点(3)，所述感应节点(3)与核心舱体控制节点连接。
8.根据权利要求3所述的一种用于月球建筑充气展开舱体的连接结构，其特征在于：两个释压阀门与释压缓冲舱(18)的侧面连通，两个主充气阀门和两个控制阀门均与释压缓冲舱(18)的底部连通。
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