CN218401027U - 一种飞船货舱内部质心调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种飞船货舱内部质心调节装置，用于调整货舱的质心以匹配整船的质心位置，包括设置在货舱内的轴向调节机构、周向调节机构；所述轴向调节机构包括设置货舱内壁上，且可沿Z轴滑动的调节环；所述周向调节机构包括安装在调节环上，并可沿调节环转动的质心调整块、周向调节装置，且周向调节装置可驱动质心调整块绕调节环做周向运动；本实用新型的有益效果是：能在货舱内部，实现质心三维位置的调节；且装置结构简单，调节方便、灵活。

Description

一种飞船货舱内部质心调节装置

技术领域

本实用新型涉及航天器质心调节技术领域，具体涉及一种飞船货舱内部质心调节装置。

背景技术

随着载人航天技术的不断发展，中国空间站载人计划实施越来越频繁，空间站上物资补给的需求也越来越大，货运飞船的使用频率也越来越高。货运飞船在地面安装货物后可能随着计划和安装货物的位置调整需要及时调整货舱的质心以匹配整船的质心位置，确保发射时整船的飞行稳定性。

但传统的货船质心调节方法和逻辑复杂，难以快速、准确调整货运飞船的质心。

中国专利CN106134471B提出了一种飞船载荷的放置方法，可以快速寻找满足飞船重心和重心距离要求的货物并且可以采用离线装载方式，并且将启发式的优化算法应用到货运飞船的布局中，简化了装载过程，可以很好的满足质心要求的布局方式。但是在载荷装载完毕后有部分需要调整时，货船的质心的调整依然需要用该方法重新计算一遍，并调整载荷的分布位置，在操作上费时费力，往往不能达到快速的质心精确调整。

中国专利CN110733669A提出了一种周向的返回器动态质心调整的装置，可以通过建立在返回舱底部的滑轨轨道上通过电机驱动质量块来达到质心的动态平衡。但是该装置只能在一个平面上通过质量块来调节，无法满足在轴向上的移动和质心的调节。

因此，现提出一种飞船货舱内部质心调节装置，能在货舱内部，实现的质心三维位置调节；且装置结构简单，调节方便、灵活。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种飞船货舱内部质心调节装置，通过设置轴向调节机构、周向调节机构，能在货舱内部，实现质心三维位置的调节；且装置结构简单，调节方便、灵活。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种飞船货舱内部质心调节装置，用于调整货舱的质心以匹配整船的质心位置，包括设置在货舱内的轴向调节机构、周向调节机构；所述轴向调节机构包括设置货舱内壁上，且可沿Z轴滑动的调节环；所述周向调节机构包括安装在调节环上，并可沿调节环转动的质心调整块、周向调节装置，且周向调节装置可驱动质心调整块绕调节环做周向运动。

进一步地，所述的轴向调节机构还包括多个对称安装在货舱内壁上的调节环滑轨；调节环可滑动的安装在调节环滑轨上，并经由驱动部件驱动以沿Z轴移动。

以货舱轴向为Z轴，货舱内壁设置多个调节环滑轨，调节环安装在调节环滑轨上可以轴向前后滑动，实现质心的轴向调节。

进一步地，所述的驱动部件包括丝杠、丝杠螺母；所述丝杠螺母安在调节环底部开孔内，且丝杠螺母螺装在丝杠上，丝杠两端分别通过轴承、轴承安装座安装在货舱内壁上；所述丝杠与电机一输出端传动连接，电机一安装货舱内壁上。

进一步地，所述的电机一输出端通过联轴器与丝杠一端传动连接。

优先地，所述的调节环上，设置有两组驱动部件，两组驱动部件相对设置在调节环两侧，且两组驱动部件的电机一同步转动以使得调节环沿轴向平稳移动。

更进一步地，所述的调节环内侧设有环形导轨，质心调整块、周向调节装置分别卡装在环形导轨上，且周向调节装置与质心调整块后端连接，以驱动质心调整块绕调节环做周向运动。

再进一步地，所述的调节环上设置有多组周向调节机构。使得调节更灵活。

调节环上安装质心调整块和周向调节装置，周向调节装置与质心调整块连接并由周向调节装置驱动质心调整块可沿调节环自由运动，从而质心调整块可移动到调节环周向上的任何位置，以调节质心在XY平面上的位置。

本实用新型的有益效果是：1)本方案通过轴向调节机构在轴向上调节调节环的位置，来改变质心调整块的Z轴坐标，通过周向调节机构调节质心调整块在调节环周向上的位置，来改变质心调整块的X、Y坐标，从而本方案可实现货舱内部质心位置的调节，且由于本方案可通过轴向调节机构、周向调节机构共同作用，改变质心调整块的XYZ坐标，进而本方案可实现货舱内部质心的三维位置调节；

2)本方案在现有的载荷分配系统基础上，通过计算出质心调整块的位置坐标，确定位置后可以快速通过本方案装置实现质心位置的调整，且装置结构简单，调节方便、灵活。

附图说明

图1是本实用新型的货舱内部质心调节机构立体示意图；

图2是本实用新型内部质心调节机构去掉外部壳体立体示意图；

图3是本实用新型丝杠螺母安装位置立体示意图；

图4是本实用新型周向调节装置示意图；

其中，1、轴向调节机构；2、周向调节机构；3、货舱内壁；11、调节环滑轨；12、调节环；13、丝杠；14、丝杠螺母；15、电机一；16、电机安装座；17、轴承；18、轴承安装座；19、联轴器；21、质心调整块；22、周向调节装置；1201、环形导轨；1202、齿轮；2201、驱动齿轮；2202、电机二；2203、滚轮。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1～3所示，一种飞船货舱内部质心调节装置，包括设置在货舱内的周向调节机构2和轴向调节机构1，轴向调节机构1包括固定安装在货舱内壁3上的四根调节环滑轨11，调节环12上对应调节环滑轨11设有四个滑槽，从而本方案可通过滑槽、调节环滑轨11的配合，使得调节环12可以在调节环滑轨11上沿着轴向方向(Z轴方向)滑动，进而可实现货舱内部质心在Z轴方向上的调节。

同时，如图所示，轴向调节机构1还包括丝杠13、丝杠螺母14、联轴器19，丝杠13两端分别通过电机安装座16、轴承安装座18、轴承17固定安装在货舱内壁3上；联轴器19一端连接电机一15输出轴，另一端连接丝杠13，通过电机一15转动，将旋转运动传递至联轴器19，联轴器19带动丝杠13转动，丝杠螺母14固定在调节环12上，丝杠13转动时，通过推动丝杠螺母14而带动调节环12沿着Z轴移动，电机一15停止则调节环12的移动停止；丝杠13、联轴器19、电机一15等则构成了轴向调节机构1的驱动部件。

本实施例中，如图1、图2所示，在X轴方向上分布两个对称的驱动部件，两个驱动部件通过安装同步电机同时驱动，可实现调节环12沿X轴方向平稳运动。

进一步地，本方案中，周向调节机构2包括质心调整块21；质心调整块21安装在调节环12内侧的环形导轨1201上，质心调整块21是通过卡槽方式卡装固定的，质心调整块21可沿调节环12在XY平面内移动，卡装固定方式可限制质心调整块在Z轴方向上的移动；使得质心调整块21可绕Z轴在调节环12的上自由旋转。

本实施例中，周向调节机构2还包括周向调节装置22，周向调节装置22、质心调整块21均卡装在环形导轨1201上，周向调节装置22与质心调整块21后端连接，周向调节装置22内设驱动结构，通过周向调节装置22可驱动质心调整块21绕调节环12做周向运动；使得质心调整块21能在调节环12上自由滑动，且能随着周向调节装置22的停止而停止。

本实施例中，通过轴向调节调节环12的位置，改变质心调整块21的Z轴坐标，通过周向调节质心调整块21的位置改变质心调整块21的X、Y坐标；在地面载荷质心计算系统计算后，分配得到质心调整块21的位置坐标(X’、Y’、Z’)，通过轴向调节机构1、周向调节机构2调整质心调整块21到达该位置坐标(X’、Y’、Z’)处，实现货舱内部质心调整。

进一步地，本方案中，如图2所示，调节环12上设置有四组周向调节机构2，以使得调节更灵活、更精细。

进一步地，调整改变质心调整块21的不同质量规格，便可实现在货舱内部任何位置的质心调节。

可选的，本实施例可通过齿轮副实现驱动周向调节装置22沿调节环12移动。

具体的，本方案中，如图4所示，周向调节装置22卡装在调节环12内侧的环形导轨1201上，且环形导轨1201内表面设有齿轮1202，周向调节装置22内部设有与齿轮1202啮合的驱动齿轮2201，该驱动齿轮2201转轴与电机二2202输出轴传动连接，从而通过电机二2202可驱动质心调整块21在调节环12上的移动和停止。

进一步地，本实施例中，周向调节装置22通过其底端两侧的滚轮2203卡装在环形导轨1201上。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种飞船货舱内部质心调节装置，用于调整货舱的质心以匹配整船的质心位置，其特征在于：

包括设置在货舱内的轴向调节机构(1)、周向调节机构(2)；

所述轴向调节机构(1)包括设置货舱内壁(3)上，且可沿Z轴滑动的调节环(12)；

所述周向调节机构(2)包括安装在调节环(12)上，并可沿调节环(12)转动的质心调整块(21)、周向调节装置(22)，且周向调节装置(22)可驱动质心调整块(21)绕调节环(12)做周向运动。

2.根据权利要求1所述的一种飞船货舱内部质心调节装置，其特征在于，所述的轴向调节机构(1)还包括多个对称安装在货舱内壁(3)上的调节环滑轨(11)；

调节环(12)可滑动的安装在调节环滑轨(11)上，并经由驱动部件驱动以沿Z轴移动。

3.根据权利要求2所述的一种飞船货舱内部质心调节装置，其特征在于，所述的驱动部件包括丝杠(13)、丝杠螺母(14)；

所述丝杠螺母(14)安在调节环(12)底部开孔内，且丝杠螺母(14)螺装在丝杠(13)上，丝杠(13)两端分别通过轴承(17)、轴承安装座(18)安装在货舱内壁(3)上；

所述丝杠(13)与电机一(15)输出端传动连接，电机一(15)安装货舱内壁(3)上。

4.根据权利要求3所述的一种飞船货舱内部质心调节装置，其特征在于，所述的电机一(15)输出端通过联轴器(19)与丝杠(13)一端传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种飞船货舱内部质心调节装置，其特征在于，所述的调节环(12)上，设置有两组驱动部件，两组驱动部件相对设置在调节环(12)两侧，且两组驱动部件的电机一(15)同步转动以使得调节环(12)沿轴向平稳移动。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种飞船货舱内部质心调节装置，其特征在于，所述的调节环(12)内侧设有环形导轨(1201)，质心调整块(21)、周向调节装置(22)分别卡装在环形导轨(1201)上，且周向调节装置(22)与质心调整块(21)后端连接，以驱动质心调整块(21)绕调节环(12)做周向运动。

7.根据权利要求6所述的一种飞船货舱内部质心调节装置，其特征在于，所述的调节环(12)上设置有多组周向调节机构(2)。

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