CN114802826A - 一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置 - Google Patents

Abstract

一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，属于机械技术领域。本发明针对操作工具的安全锁紧与解锁的任务需求，采用由单循环变高度轨道以及扭簧作用为核心的滑动安全锁紧和解锁装置，通过推手拉动轨道杆在单循环变高度轨道上的滑动，实现对套杆伸出量的控制，不同的伸出量对应设备的锁紧与解锁2个状态。本发明由锁定手柄框架、侧板、单循环轨道模块、轨道杆、双扭簧、连杆和套杆组成；其中单循环轨道模块由单循环轨道外壁、单循环轨道和单循环轨道内壁组成。本发明解决了工具锁紧装置的锁紧、解锁操作困难的问题，扭簧的弹力作用使得轨道杆能被牢固锁紧在轨道上，方便航天员身着舱外航天服后通过手感判断是否安装到位。

Description

一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置

技术领域

本发明涉及一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，应用于空间环境下舱外产品在轨搬运期间，适应航天员身着舱外航天服后的操作能力，兼具通用与便携的特点。

背景技术

为保障空间站的在轨平稳运行以及满足空间站任务需求，航天员大量的工作要在舱外空间进行，涉及到诸多舱外产品，尤其需考虑到电源分系统舱外设备的维修更换。

考虑到舱外产品搬运安装需要与搬运工具进行锁紧与解锁操作，考虑到航天员身着舱外航天服后的操作能力有限，目前舱外产品的维修并没有设计一种能够有效保证工具达到预期锁紧要求的装置，造成了航天员舱外工作的不便性，影响了工作效率，增加了舱外作业的不确定性。因此亟须设计一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，解决了在轨操作中操作工具锁紧装置的锁紧、解锁操作困难的问题，且适应航天员身着舱外航天服后的操作工效，提高工作效率，避免造成不必要的事故。

本发明的技术解决方案是：一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，包括锁定手柄框架、侧板、单循环轨道模块、轨道杆、双扭簧、连杆、套杆；

所述锁定手柄框架为锁紧结构的主体，并用于固定所述侧板、所述单循环轨道模块，以及约束所述连杆除轴向滑动外的其他方向运动；

所述侧板用于完成内部结构装置安装后的闭合操作，防止零部件脱落；

所述单循环轨道模块内部设置有一圈变高度的沟道，为所述轨道杆提供固定的、循环的运动轨迹；

所述轨道杆受所述双扭簧扭力作用，一端贴紧所述单循环轨道模块上运动，所述轨道杆另一端通过间隙配合的轴孔连接所述套杆，实现所述轨道杆和所述套杆联动，同时约束所述轨道杆只能绕连接点转动和微小角度俯仰运动；

所述双扭簧用于提供压紧所述轨道杆的扭力，通过所述连杆实现定位；

所述连杆用于定位所述双扭簧并受所述套杆约束；

所述套杆一端连接所述轨道杆，另一端连接负载，负载提供向右拉力。

进一步地，所述锁定手柄框架上设有侧板定位孔，所述侧板定位孔用于固定所述侧板；所述锁定手柄框架上设有轨道定位孔，所述轨道定位孔用于固定所述单循环轨道模块的位置；所述锁定手柄框架上设有连杆滑动槽，通过所述连杆滑动槽约束所述连杆的滑动；所述锁定手柄框架上设有套杆孔，所述套杆孔为所述套杆滑动提供通道。

进一步地，所述侧板上设置有螺钉定位孔，通过所述螺钉定位孔来配合定位到所述锁定手柄框架上；所述侧板具有凸台特征，所述凸台用于进一步压紧所述轨道杆，防止脱落。

进一步地，所述单循环轨道模块包括单循环轨道外壁、单循环轨道和单循环轨道内壁；

所述单循环轨道外壁上设有外壁定位孔，通过所述外壁定位孔与螺钉配合定位在所述锁定手柄框架上；所述单循环轨道外壁上设有外壁螺纹孔，通过所述外壁螺纹孔与螺钉配合固定所述单循环轨道内壁；所述单循环轨道外壁具有外限位特征结构，与所述单循环轨道形状配合进行定位约束；

所述单循环轨道是锁紧装置的核心，外侧面与内侧面具有特殊形状特征，与所述单循环轨道内壁形状配合进行定位约束；所述单循环轨道具有变高度轨道结构特征，通过所述变高度轨道结构调整所述轨道杆的位置约束；

所述单循环轨道内壁上设有内壁螺纹孔，通过所述内壁螺纹孔与螺钉配合定位在所述单循环轨道外壁上；所述单循环轨道内壁具有特殊形状结构，与所述单循环轨道形状配合进行定位约束。

进一步地，所述单循环轨道外壁、所述单循环轨道和所述单循环轨道内壁之间通过螺钉连接固定，通过形状配合进行定位。

进一步地，轨道杆受所述双扭簧扭力作用和所述受力孔拉力作用锁紧在所述单循环轨道上。

进一步地，所述连杆受拉力作用拉动所述轨道杆沿着所述单循环轨道滑动；所述连杆上设有套杆固定孔，所述套杆固定孔通过螺钉连接固定所述套杆。

进一步地，所述套杆上设有套杆连接孔、套杆定位孔与套杆约束孔；所述套杆连接孔与所述轨道杆连接，所述套杆定位孔通过螺钉固定在所述套杆固定孔上，所述套杆约束孔使所述连杆穿过，约束所述套杆移动；所述套杆上设有受力孔，通过所述受力孔承受外部的拉力。

进一步地，所述侧板与所述锁定手柄框架之间通过螺钉连接的方式进行定位连接。

进一步地，所述连杆通过螺钉与所述套杆进行连接定位。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过设计了一种由单循环变高度轨道以及负载与扭簧双力作用为核心的滑动安全锁紧和解锁装置，通过连杆拉动轨道杆在单循环变高度轨道上的滑动，实现对套杆伸出量的控制，不同输出控制舱外设备搬运结构与设备的锁紧与解锁。

(2)本发明滑动安全锁紧和解锁装置主要由单循环轨道部件和扭力组件组成，以达到装置的安全锁紧功能，满足航天员身着舱外航天服状态下的操作要求。

(3)本发明单循环轨道模块通过螺钉紧固件固定在锁定手柄框架上，通过形状配合进行定位。

(4)本发明弹力组件主要由双扭簧、连杆和相关紧固件等组成，双扭簧通过紧固件与形状配合固定在连杆、轨道杆和套杆上，通过双扭簧的扭转力将轨道杆的前端结构压紧在单循环轨道上；负载拉紧轨道杆；由于单循环变高度轨道的表面高度差，使轨道杆能够滑动锁紧。

(5)采用本发明的滑动安全锁紧和解锁装置，可以有效满足空间环境下舱外产品在轨搬运过程中安全锁紧与解锁的任务需求，满足航天员在身着舱外航天服时的单手操作能力，可以通过手感判断是否安装到位，降低航天员舱外作业的操作难度，提高工作效率。

附图说明

图1是具有滑动安全锁紧和解锁的装置装配示意图；

图2是具有滑动安全锁紧和解锁的装置锁定手柄框架示意图；

图3是具有滑动安全锁紧和解锁的装置侧板示意图；

图4是具有滑动安全锁紧和解锁的装置单循环轨道模块示意图；

图5是具有滑动安全锁紧和解锁的装置轨道杆、双扭簧、连杆和套杆示意图；

图6是具有滑动安全锁紧和解锁的装置解锁状态示意图；

图7是具有滑动安全锁紧和解锁的装置锁紧状态示意图；

图8为本发明解锁、锁定示意图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本发明用于完成空间环境下舱外产品在轨搬运安全锁紧与解锁的任务需求，解决了在轨搬运中工具锁紧装置的锁紧、解锁操作困难的问题，扭簧的弹力作用使得轨道杆能被牢固锁紧在轨道上，方便航天员身着舱外航天服后通过手感判断是否安装到位。

以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置做进一步详细的说明，具体实现方式可以包括(如图1～8所示)：包括锁定手柄框架1、侧板2、单循环轨道模块3、轨道杆4、双扭簧5、连杆6、套杆7；所述锁定手柄框架1为锁紧结构的主体，并用于固定所述侧板2、所述单循环轨道模块3，以及约束所述连杆6除轴向滑动外的其他方向运动；所述侧板2用于完成内部结构装置安装后的闭合操作，防止零部件脱落；所述单循环轨道模块3内部设置有一圈变高度的沟道，为所述轨道杆4提供固定的、循环的运动轨迹；所述轨道杆4受所述双扭簧5扭力作用，一端贴紧所述单循环轨道模块3上运动，所述轨道杆4另一端通过间隙配合的轴孔连接所述套杆7，实现所述轨道杆4和所述套杆7联动，同时约束所述轨道杆4只能绕连接点转动和微小角度俯仰运动；所述双扭簧5用于提供压紧所述轨道杆4的扭力，通过所述连杆6实现定位；所述连杆6用于定位所述双扭簧5并受所述套杆7约束；所述套杆7一端连接所述轨道杆4，另一端连接负载，负载提供向右拉力。

在本申请提供的实施例中，所述锁定手柄框架1是锁紧结构的主体，所述锁定手柄框架1上有侧板定位孔8，所述侧板定位孔8用于固定所述侧板2；所述锁定手柄框架1上设有轨道定位孔9，所述轨道定位孔9用于固定所述单循环轨道模块3的位置；所述锁定手柄框架1上设有连杆滑动槽10，通过所述连杆滑动槽10约束所述连杆6的滑动；所述锁定手柄框架1上设有套杆孔11，所述套杆孔11为所述套杆7滑动提供通道。

进一步，在一种可能实现的方式中，所述侧板2用于完成内部结构装置安装后的闭合操作，防止零部件脱落；所述侧板2上设置有螺钉定位孔12，通过所述螺钉定位孔12来配合定位到所述锁定手柄框架1上。所述侧板2具有凸台13特征，所述凸台13用于进一步压紧所述轨道杆6，防止脱落。

进一步，所述单循环轨道模块3由单循环轨道外壁3a、单循环轨道3b和单循环轨道内壁3c组成。单循环轨道外壁上设有外壁定位孔14，通过所述外壁定位孔14与螺钉配合定位在所述锁定手柄框架1上。所述单循环轨道外壁3a上设有外壁螺纹孔15，通过所述外壁螺纹孔15与螺钉配合固定所述单循环轨道内壁3b。所述单循环轨道外壁3a具有外限位特征结构，与所述单循环轨道3b形状配合进行定位约束。

进一步，在一种可能实现的方式中，所述单循环轨道3b是锁紧装置的核心，外侧面与内侧面具有特殊形状特征，与所述单循环轨道内壁3c形状配合进行定位约束；所述单循环轨道3b具有变高度轨道结构16特征，通过所述变高度轨道结构16调整所述轨道杆6的位置约束。

在一种可能实现的方式中，所述单循环轨道内壁3c上设有内壁螺纹孔17，通过所述内壁螺纹孔17与螺钉配合定位在所述单循环轨道外壁3a上。所述单循环轨道内壁3c具有特殊形状结构，与所述单循环轨道3b形状配合进行定位约束。

进一步，所述轨道杆4受所述双扭簧5扭力作用，贴紧所述单循环轨道模块3上运动，所述轨道杆4连接所述套杆7并控制所述套杆7伸出量。

在一种可能实现的方式中，所述双扭簧5是提供扭力压紧所述轨道杆4的结构，通过所述连杆6实现定位。

在一种可能实现的方式中，所述连杆6是定位所述双扭簧5的装置，上设有套杆固定孔18，所述套杆固定孔18通过螺钉连接固定所述套杆7。所述连杆6受拉力作用拉动所述轨道杆4沿着所述单循环轨道3b滑动。

在一种可能实现的方式中，所述套杆7上设有套杆连接孔19、套杆定位孔20与套杆约束孔21。所述套杆连接孔19与所述轨道杆4连接，所述套杆定位孔20通过螺钉固定在所述套杆固定孔18上，所述套杆约束孔21使所述连杆6穿过，约束所述套杆7移动。所述套杆7上设有受力孔22，通过所述受力孔22承受外部的拉力。

进一步，在一种可能实现的方式中，所述侧板2与所述锁定手柄框架1之间通过螺钉连接的方式进行定位连接。

在一种可能实现的方式中，所述单循环轨道外壁3a、所述单循环轨道3b和所述单循环轨道内壁3c之间通过螺钉连接固定，通过形状配合进行定位。

可选的，在一种可能实现的方式中，所述轨道杆4受所述双扭簧5扭力作用和所述受力孔22拉力作用锁紧在所述单循环轨道3b上。

可选的，在一种可能实现的方式中，所述连杆6通过螺钉与所述套杆7进行连接定位。

在一种可能实现的方式中，通过向上拉动所述连杆6，使得所述轨道杆4沿着所述单循环轨道3b上移动，受所述双扭簧5扭力与所述受力孔22拉力作用，到达P点时，所述轨道杆4被卡住锁紧，限定位置。继续拉动所述连杆6，所述轨道杆4受轨道高度变化回到A点，装置处于解锁状态。

在本申请实施例所提供的方案中，图1是所设计的具有滑动安全锁紧和解锁的装置的装配示意图。图中5为双扭簧，将图中轨道杆4压紧在单循环轨道3b上；负载将套杆7拉出，带动将轨道杆4锁紧。

图2～图5是关键锁紧结构的示意图。

图2是锁定手柄框架示意图。锁定手柄框架是锁紧结构的主体，上有侧板定位孔用于固定侧板，有轨道定位孔用于固定单循环轨道模块的位置；设有连杆滑动槽约束连杆的滑动；设有套杆孔用于套杆的滑动。

图3是侧板示意图。侧板是用于完成内部结构装置安装后的闭合操作，防止零部件脱落；侧板上设置有螺钉定位孔，通过螺钉固定到到锁定手柄框架上；侧板下方具有凸台特征，用于进一步压紧轨道杆，防止脱落。

图4是单循环轨道模块的示意图，由单循环轨道外壁、单循环轨道和单循环轨道内壁组成，外壁上设置有螺纹孔，通过螺钉配合固定到锁定手柄框架上，三者相互之间通过限位形状配合进行定位约束。单循环轨道的变高度轨道结构特征是装置的核心，通过变高度轨道结构调整轨道杆的位置约束。

图5是传动装置示意图，由轨道杆、双扭簧、连杆和套杆组成。轨道杆一端被双扭簧压紧在单循环轨道上，一端插入套杆，控制套杆伸出量。双扭簧提供扭力压紧轨道杆，套入连杆，实现定位。连杆上设有套杆固定孔，通过螺钉连接固定套杆。套杆上设有套杆连接孔，与轨道杆连接；设有套杆定位孔，通过螺钉固定在连杆上；设有套杆约束孔，使扭簧连杆穿过，约束套杆移动。

图6～图7是装置滑动安全锁紧和解锁的状态示意图。装置结构有限位点，通过向上拉动连杆，使轨道杆沿着单循环轨道向上移动，受负载拉力作用，到达P点时，轨道杆被卡住锁紧，限定在锁紧的位置，如图7所示。继续向上拉动推手，轨道杆受轨道高度变化限制，只能顺时针滑动，受负载拉力作用回到A点，装置处于解锁状态，如图6所示。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，其特征在于：包括锁定手柄框架(1)、侧板(2)、单循环轨道模块(3)、轨道杆(4)、双扭簧(5)、连杆(6)、套杆(7)；

所述锁定手柄框架(1)为锁紧结构的主体，并用于固定所述侧板(2)、所述单循环轨道模块(3)，以及约束所述连杆(6)除轴向滑动外的其他方向运动；

所述侧板(2)用于完成内部结构装置安装后的闭合操作，防止零部件脱落；

所述单循环轨道模块(3)内部设置有一圈变高度的沟道，为所述轨道杆(4)提供固定的、循环的运动轨迹；

所述轨道杆(4)受所述双扭簧(5)扭力作用，一端贴紧所述单循环轨道模块(3)上运动，所述轨道杆(4)另一端通过间隙配合的轴孔连接所述套杆(7)，实现所述轨道杆(4)和所述套杆(7)联动，同时约束所述轨道杆(4)只能绕连接点转动和微小角度俯仰运动；

所述双扭簧(5)用于提供压紧所述轨道杆(4)的扭力，通过所述连杆(6)实现定位；

所述连杆(6)用于定位所述双扭簧(5)并受所述套杆(7)约束；

所述套杆(7)一端连接所述轨道杆(4)，另一端连接负载，负载提供向右拉力。

2.根据权利要求1所述的一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，其特征在于：所述锁定手柄框架(1)上设有侧板定位孔(8)，所述侧板定位孔(8)用于固定所述侧板(2)；所述锁定手柄框架(1)上设有轨道定位孔(9)，所述轨道定位孔(9)用于固定所述单循环轨道模块(3)的位置；所述锁定手柄框架(1)上设有连杆滑动槽(10)，通过所述连杆滑动槽(10)约束所述连杆(6)的滑动；所述锁定手柄框架(1)上设有套杆孔(11)，所述套杆孔(11)为所述套杆(7)滑动提供通道。

3.根据权利要求1所述的一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，其特征在于：所述侧板(2)上设置有螺钉定位孔(12)，通过所述螺钉定位孔(12)来配合定位到所述锁定手柄框架(1)上；所述侧板(2)具有凸台(13)特征，所述凸台(13)用于进一步压紧所述轨道杆(6)，防止脱落。

4.根据权利要求1所述的一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，其特征在于：所述单循环轨道模块(3)包括单循环轨道外壁(3a)、单循环轨道(3b)和单循环轨道内壁(3c)；

所述单循环轨道外壁(3a)上设有外壁定位孔(14)，通过所述外壁定位孔(14)与螺钉配合定位在所述锁定手柄框架(1)上；所述单循环轨道外壁(3a)上设有外壁螺纹孔(15)，通过所述外壁螺纹孔(15)与螺钉配合固定所述单循环轨道内壁(3b)；所述单循环轨道外壁(3a)具有外限位特征结构，与所述单循环轨道(3b)形状配合进行定位约束；

所述单循环轨道(3b)是锁紧装置的核心，外侧面与内侧面具有特殊形状特征，与所述单循环轨道内壁(3c)形状配合进行定位约束；所述单循环轨道(3b)具有变高度轨道结构(16)特征，通过所述变高度轨道结构(16)调整所述轨道杆(4)的位置约束；

所述单循环轨道内壁(3c)上设有内壁螺纹孔(17)，通过所述内壁螺纹孔(17)与螺钉配合定位在所述单循环轨道外壁(3a)上；所述单循环轨道内壁(3c)具有特殊形状结构，与所述单循环轨道(3b)形状配合进行定位约束。

5.根据权利要求4所述的一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，其特征在于：所述单循环轨道外壁(3a)、所述单循环轨道(3b)和所述单循环轨道内壁(3c)之间通过螺钉连接固定，通过形状配合进行定位。

6.根据权利要求4所述的一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，其特征在于：轨道杆(4)受所述双扭簧(5)扭力作用和所述受力孔(22)拉力作用锁紧在所述单循环轨道(3b)上。

7.根据权利要求4所述的一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，其特征在于：所述连杆(6)受拉力作用拉动所述轨道杆(4)沿着所述单循环轨道(3b)滑动；所述连杆(6)上设有套杆固定孔(18)，所述套杆固定孔(18)通过螺钉连接固定所述套杆(7)。

8.根据权利要求1所述的一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，其特征在于：所述套杆(7)上设有套杆连接孔(19)、套杆定位孔(20)与套杆约束孔(21)；所述套杆连接孔(19)与所述轨道杆(4)连接，所述套杆定位孔(20)通过螺钉固定在所述套杆固定孔(18)上，所述套杆约束孔(21)使所述连杆(6)穿过，约束所述套杆(7)移动；所述套杆(7)上设有受力孔(22)，通过所述受力孔(22)承受外部的拉力。

9.根据权利要求1所述的一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，其特征在于：所述侧板(2)与所述锁定手柄框架(1)之间通过螺钉连接的方式进行定位连接。

10.根据权利要求1所述的一种具有滑动安全锁紧和解锁的装置，其特征在于：所述连杆(6)通过螺钉与所述套杆(7)进行连接定位。

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