RU2269462C2 - Device for coupling space modules - Google Patents
Device for coupling space modules Download PDFInfo
- Publication number
- RU2269462C2 RU2269462C2 RU2003129708/11A RU2003129708A RU2269462C2 RU 2269462 C2 RU2269462 C2 RU 2269462C2 RU 2003129708/11 A RU2003129708/11 A RU 2003129708/11A RU 2003129708 A RU2003129708 A RU 2003129708A RU 2269462 C2 RU2269462 C2 RU 2269462C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pin
- modules
- docking
- module
- socket
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области ракетно-космической техники и предназначено для использования в развертываемых на орбите космических аппаратах (КА), в том числе долговременных.The invention relates to the field of rocket and space technology and is intended for use in spacecraft (SC) deployed in orbit, including long-term ones.
Известны разного рода системы стыковки КА, описанные, например, в патентах США №4500057 от 19.02.85 г. и №4588150 от 13.05.86 г.Various types of spacecraft docking systems are known, as described, for example, in US Pat. Nos. 4,500,057 of 02/19/85 and No. 4,588,150 of May 13, 86.
В состав каждой из таких систем входят узел предварительной фиксации и стягивания, включающий в себя выдвижную шарнирную штангу, размещаемую на одном из стыкуемых объектов, и приемное гнездо конической формы с фиксатором конца штанги, расположенное на другом стыкуемом объекте, а также замки окончательной стыковки объектов, элементы которых располагаются по периферии вышеупомянутых систем стыковки на каждом из КА.Each of these systems includes a preliminary fixation and retraction unit, which includes a retractable articulated rod placed on one of the objects to be joined, and a conical shaped receptacle with a rod end lock located on the other object to be joined, as well as locks for the final connection of objects, whose elements are located on the periphery of the aforementioned docking systems on each of the spacecraft.
Успешное функционирование подобных систем стыковки возможно при условии достаточно точной взаимной ориентации стыкуемых объектов и их сближения до минимально необходимого расстояния, что достигается обычно установкой на КА специальной системы управления. Следствием этого является довольно высокая стоимость подобных систем стыковки, которые по этой причине используются, главным образом, на транспортных и грузовых кораблях, космических станциях и т.п.The successful functioning of such docking systems is possible under the condition of sufficiently accurate mutual orientation of the objects to be joined and their approach to the minimum necessary distance, which is usually achieved by installing a special control system on the spacecraft. The consequence of this is the rather high cost of such docking systems, which for this reason are used mainly in transport and cargo ships, space stations, etc.
С развитием пилотируемой космонавтики в направлении создания долговременных развертываемых орбитальных станций, таких как ″Мир″ и МКС, возникла необходимость в достаточно простых и надежных системах стыковки отдельных приборов и агрегатов, размещаемых на станциях в процессе их развертывания. Для выполнения подобных работ на наружных поверхностях станции предусматриваются специальные стыковочные узлы или монтажные площадки. Подобные работы все чаще ведутся с участием космонавтов - операторов, которые нередко используют при этом разного рода монтажные приспособления такие, как грузовая стрела или манипуляторы.With the development of manned astronautics in the direction of creating long-term deployable orbital stations, such as Mir and the ISS, the need arose for fairly simple and reliable docking systems for individual instruments and assemblies located at the stations during their deployment. To perform such work on the external surfaces of the station, special docking units or mounting sites are provided. Such work is increasingly being carried out with the participation of astronauts - operators who often use various mounting devices such as a cargo boom or manipulators.
Примером подобного устройства может служить система стыковки модулей КА по патенту США №4607815 от 26.08.86 г., взятая за прототип.An example of such a device can serve as a system for docking spacecraft modules according to US patent No. 4607815 from 08/26/86, taken as a prototype.
Эта стыковочная система содержит узел предварительной фиксации стыкуемых объектов, выполненный в виде размещенного на одном из стыкуемых объектов охватываемого элемента - штыря, и, соответственно, охватывающего элемента - конического гнезда на другом стыкуемом объекте; эти элементы удерживают стыкуемые объекты от взаимных поперечных перемещений, позволяя одновременно прокручивать их относительно оси штыря; а также замки окончательной стыковки, расположенные по периферии стыковочной системы, при этом каждый из замков состоит из профилированного гнезда, размещенного на одном из стыкуемых объектов, и стержня с головкой, расширяющейся внутри приемного гнезда, расположенного на другом.This docking system comprises a preliminary fixation unit for mating objects, made in the form of a male element — a pin, placed on one of the mating objects — and, accordingly, a female element — a conical socket on another mating object; these elements hold the joined objects from mutual transverse movements, allowing them to simultaneously scroll around the axis of the pin; as well as locks of the final docking, located on the periphery of the docking system, each lock consisting of a profiled socket located on one of the joined objects, and a rod with a head expanding inside the receiving socket located on the other.
Соединительные элементы обеспечивают взаимную фиксацию стыкуемых объектов за счет введения в приемные гнезда одного аппарата разжимных головок соответствующих стержней другого аппарата. Головки стержней разжимаются в соответствующих гнездах в результате воздействия на них расположенных внутри стержней подвижных в осевом направлении штоков.The connecting elements provide mutual fixation of the mating objects by introducing into the receiving sockets of one apparatus of the expandable heads of the corresponding rods of another apparatus. The heads of the rods are unclenched in the respective sockets as a result of the action of the axially movable rods located inside the rods.
Основными недостатками этой системы стыковки являются:The main disadvantages of this docking system are:
- отсутствие узла, позволяющего однозначно ориентировать стыкуемые объекты по углу с целью обеспечения совпадения осей соответствующих частей замков, необходимого для их нормального срабатывания;- the absence of a node that allows you to uniquely orientate the mating objects along the angle in order to ensure the coincidence of the axes of the corresponding parts of the locks necessary for their normal operation;
- отсутствие в узле предварительной фиксации стопора, обеспечивающего удержание штыря в соответствующем коническом гнезде после их соединения, что приводит к необходимости удерживать стыкуемые объекты на необходимом расстоянии до момента фиксации замков посредством приложения внешнего воздействия в направлении стыковки.- the absence of a stopper in the preliminary fixation unit, which ensures that the pin is held in the corresponding conical socket after their connection, which leads to the need to keep the objects to be joined at the required distance until the locks are fixed by applying an external action in the direction of docking.
Целью настоящего изобретения является повышение удобства работы для космонавтов-операторов в процессе выполнения ими работ по стыковке какого-либо агрегата, например, к орбитальной станции.The aim of the present invention is to improve the convenience for astronauts-operators in the process of performing work on the docking of any unit, for example, to an orbital station.
Данная цель достигается тем, что в состав устройства стыковки космических модулей, которое включает узел предварительной фиксации, состоящий из штыря, расположенного на одном из стыкуемых модулей, соответствующего конического гнезда на другом стыкуемом модуле и элементов фиксации штыря в коническом гнезде, и выполненный с возможностью свободного поворота штыря вокруг своей продольной оси в коническом гнезде, а также замки окончательной стыковки, элементы которых расположены по периферии устройства стыковки соответственно на одном и на другом стыкуемых модулях, введен узел взаимной угловой ориентации стыкуемых модулей в положении, который выполнен в виде подпружиненного, утапливаемого штока, установленного на одном из стыкуемых модулей со смещением в радиальном направлении относительно узла предварительной фиксации, и соответствующего приемного гнезда на другом стыкуемом модуле.This goal is achieved by the fact that the structure of the docking device for space modules, which includes a preliminary fixation unit, consisting of a pin located on one of the mating modules, a corresponding conical socket on the other mating module, and pin fixing elements in the conical socket, and made with the possibility of free the rotation of the pin around its longitudinal axis in the conical socket, as well as the locks of the final docking, the elements of which are located on the periphery of the docking device, respectively, on one and and the other abutting modules introduced mutual angular orientation of the assembly in position abutting modules, which is designed as a spring-loaded, recessed rod mounted on one of the abutting modules offset radially with respect to the provisional fixing assembly and the respective receiving slot in another abutting module.
Техническим результатом такого конструктивного решения устройства стыковки космических модулей является возможность обеспечить совмещение соответствующих элементов замков для их гарантированного срабатывания после предварительного соединения стыкуемых модулей. Это достигается путем простого поворота любого из стыкуемых модулей относительно оси штыря узла предварительной фиксации до совпадения подпружиненного штока узла угловой ориентации, утопленного в ходе предварительного соединения модулей, с соответствующим приемным гнездом этого узла. В результате шток, войдя в соответствующее гнездо, фиксирует стыкуемые модули в необходимом угловом положении.The technical result of such a constructive solution of the device for docking space modules is the ability to ensure the combination of the corresponding elements of the locks for their guaranteed operation after the preliminary connection of the joined modules. This is achieved by simply turning any of the abutting modules relative to the axis of the pin of the preliminary fixing unit until the spring-loaded rod of the angular orientation unit, recessed during the preliminary connection of the modules, coincides with the corresponding receiving socket of this unit. As a result, the rod, having entered the corresponding socket, fixes the mating modules in the required angular position.
Изобретение поясняется чертежами, при этом:The invention is illustrated by drawings, while:
на фиг.1 представлен общий вид заявляемого устройства стыковки в исходном положении (до начала стыковки);figure 1 presents a General view of the inventive device docking in its original position (before docking);
на фиг.2 изображен вид по стрелке А на составные элементы устройства стыковки, расположенные на одном из стыкуемых КА, в исходном положении;figure 2 shows a view along arrow A of the constituent elements of the docking device located on one of the abutting SC, in the initial position;
на фиг.3 изображен вид по стрелке Б на составные элементы устройства стыковки, расположенные на другом из стыкуемых КА, в исходном положении;figure 3 shows a view along arrow B on the constituent elements of the docking device located on another of the abutting SC, in the initial position;
на фиг.4 изображен общий вид заявляемого устройства стыковки в положении предварительной фиксации аппаратов (до совмещения штока узла угловой ориентации с соответствующим гнездом);figure 4 shows a General view of the inventive docking device in the position of the preliminary fixation of the devices (before combining the rod assembly of the angular orientation with the corresponding socket);
на фиг.5 изображен общий вид заявляемого устройства стыковки после совмещения штока узла угловой ориентации с соответствующим гнездом (перед началом фиксации замков);figure 5 shows a General view of the inventive device docking after combining the stem of the node of the angular orientation with the corresponding socket (before locking locks);
на фиг.6 изображен выносной элемент В с представленным на нем узлом фиксации штыря в коническом гнезде после выполнения предварительной фиксации стыкуемых модулей;figure 6 shows the remote element B with presented on it the node fixing the pin in the conical socket after completing the preliminary fixation of the mating modules;
на фиг.7 изображен выносной элемент Г с представленным на нем узлом взаимной угловой ориентации стыкуемых модулей после его срабатывания (совмещения подпружиненного штока с приемным гнездом).in Fig.7 shows the remote element G with the node presented on it of the mutual angular orientation of the abutting modules after its operation (combining a spring-loaded rod with a receiving socket).
Устройство стыковки космических модулей 1 и 2 содержит узел предварительной фиксации 3 (см. фиг.6), включающий в себя заостренный штырь 4, расположенный на стыковочном шпангоуте 5 модуля 1, и соответствующее коническое гнездо 6, размещенное на стыковочном шпангоуте 7 модуля 2. В донной части 8 конического гнезда 6 в специальном пазу 9 (фиг.6) установлен подпружиненный клиновой стопор 10, а на штыре 4 выполнена специальная проточка 11; эти элементы позволяют удерживать штырь 4 в гнезде 6 после осуществления предварительной стыковки модулей 1 и 2 и одновременно дают возможность прокручивать его относительно этого гнезда. По периметру стыковочных шпангоутов 5 и 7 модулей 1 и 2 размещены соответственно активные 12 и пассивные 13 части замков стыковки 14. Кроме того, в состав устройства стыковки входит узел взаимной угловой ориентации 15 модулей 1 и 2. Этот узел включает в себя подпружиненный, утапливаемый шток 16, располагающийся в специальной полости 17, выполненной в шпангоуте 5 модуля 1 с радиальным относительно вышеупомянутого штыря 4 смещением, и соответствующее приемное гнездо 18, расположенное в стыковочном шпангоуте 7 модуля 2. При этом положение узла предварительной фиксации 3 устройства стыковки с положением замков 14 и узла угловой ориентации 15 согласовано таким образом, что попадание подпружиненного штока 16 в соответствующее приемное гнездо 18 при вращении стыкуемых модулей 1 и 2 относительно оси штыря 4 обеспечивает совпадение осей активной 12 и пассивной 13 частей замков 14, что и обеспечивает гарантированную стыковку последних.The device for
Работа заявляемого устройства стыковки космических модулей, например, по установке вновь выведенного функционального космического модуля на специальной площадке орбитальной станции, осуществляется в следующей последовательности.The operation of the claimed device for docking space modules, for example, to install a newly launched functional space module on a special site of an orbital station, is carried out in the following sequence.
Стыкуемый модуль 1 с помощью грузовой стрелы или манипулятора извлекается космонавтами-операторами из доставившего его транспортного корабля и переносится к месту установки на поверхности станции. Здесь он подготавливается к стыковке, для чего штырь 4 узла фиксации 3 на модуле 1 ориентируется в направлении приемного гнезда 6 на стыковочной площадке станции (модуле 2). После этого модуль 1 надвигается на площадку до совмещения соответствующих сопрягаемых поверхностей 19 и 20 стыковочных шпангоутов 5 и 7 и попадания подпружиненного клинового стопора 10 в проточку 11 штыря 4. При этом подпружиненный шток 16 узла угловой ориентации 15, уткнувшись в поверхность 20 стыковочного шпангоута 7, утапливается в полости 17. Далее космонавтам-операторам необходимо осуществить разворот модуля 1 относительно оси штыря 4 в ближайшем направлении до попадания подпружиненного штока 16 в соответствующее гнездо 17 узла угловой ориентации. В результате этого оси активной 12 и пассивной 13 частей замков стыковки 14 совмещаются, что обеспечивает их нормальное срабатывание и надежную стыковку модулей.The
Таким образом, предлагаемое устройство стыковки позволяет повысить удобство работы космонавтов-операторов в процессе выполнения ими стыковки разного рода агрегатов, например, на поверхности орбитальной станции. Достигается это введением в состав устройства стыковки дополнительного узла угловой ориентации модулей, что сводит достаточно тонкий процесс совмещения осей активной и пассивной частей замков стыковки с целью обеспечения их надежной стыковки к простой операции поворота стыкуемого модуля относительно оси штыря узла предварительной стыковки до совпадения подпружиненного штока с соответствующим гнездом.Thus, the proposed docking device can improve the convenience of astronauts-operators in the process of performing docking of various kinds of units, for example, on the surface of an orbital station. This is achieved by introducing an additional unit of angular orientation of the modules into the docking device, which reduces the rather thin process of combining the axes of the active and passive parts of the docking locks in order to ensure their reliable docking to the simple operation of rotating the docked module relative to the axis of the pin of the pre-docking assembly until the spring-loaded rod matches the corresponding spring nest.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003129708/11A RU2269462C2 (en) | 2003-10-06 | 2003-10-06 | Device for coupling space modules |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003129708/11A RU2269462C2 (en) | 2003-10-06 | 2003-10-06 | Device for coupling space modules |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003129708A RU2003129708A (en) | 2005-04-10 |
RU2269462C2 true RU2269462C2 (en) | 2006-02-10 |
Family
ID=35611256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003129708/11A RU2269462C2 (en) | 2003-10-06 | 2003-10-06 | Device for coupling space modules |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2269462C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669763C1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-10-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Device for automatic docking of spacecraft during orbital service operations |
-
2003
- 2003-10-06 RU RU2003129708/11A patent/RU2269462C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669763C1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-10-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Device for automatic docking of spacecraft during orbital service operations |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003129708A (en) | 2005-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4763459A (en) | Collet lock joint for space station truss | |
US5040748A (en) | Payload adapter ring | |
US7293743B2 (en) | Method and associated apparatus for capturing, servicing, and de-orbiting earth satellites using robotics | |
US5145130A (en) | Robot serviced space facility | |
US7823837B2 (en) | Two part spacecraft servicing vehicle system with adaptors, tools, and attachment mechanisms | |
US20180029727A1 (en) | Satellite comprising electrical propulsion means, method for placing such a satellite in a station and method for keeping said satellite in its station | |
CN102102701A (en) | Device for the deployment and pointing of structure elements in a spatial environment | |
CN104477417A (en) | Satellite-to-satellite on-orbit docking and locking device | |
RU2269462C2 (en) | Device for coupling space modules | |
US20240083602A1 (en) | Vehicle capture assemblies and related devices, systems, and methods | |
US20210362885A1 (en) | In-space grasping system and method of operation | |
US11459133B2 (en) | Method of aligning a spacecraft frame | |
Ueno et al. | Autonomous cooperative robots for space structure assembly and maintenance | |
US4646994A (en) | Spacecraft support and separation system | |
Rudolph | LISA pathfinder launch and early operations phase-in-orbit experience | |
Visentin et al. | Robotics for geostationary satellite servicing | |
Reed et al. | Designing spacecraft to enable robotic servicing | |
RU2222480C2 (en) | Device for docking developed modules of spacecraft | |
RU2779783C2 (en) | Rocket and space system for highly detailed remote sounding of the earth in the visible and (or) infrared observation range | |
RU2209155C1 (en) | Method of assembly of nose unit on adapter of launch vehicle (variants) and device for realization of this method | |
Ward et al. | First in-orbit results from the UoSAT-12 minisatellite | |
RU2798611C1 (en) | Orbital space vehicle service through break connectors | |
US20230257137A1 (en) | Satellite boom end effector | |
Qureshi et al. | Cutting the Cost of a Star Shade Occulter Using In-Space Assembly | |
RU2424164C1 (en) | Device of docking to, primarily, spacecraft in orbit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091007 |