专利名称：一种空间站设备安装存储平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空间站设备安装存储平台，用于在大型航天器舱内为试验仪 器设备等有效载荷提供存储空间和支撑，属于载人航天技术领域。
背景技术：
随着我国在载人航天和探月工程取得成功后，空间站成为我国未来重点发展的大 型航天器，它的主要用途就是在太空中为人类提供一个可长时间运行的科学实验室，在这 里可进行生命科学、微重力科学、空间科学、工程技术等相关实验和研究。目前航天器内用 来支撑和安装设备的结构多为结构梁搭接的框架形式，不能够实现方便快捷的安装与拆 卸，也不能实现在轨时连同设备或仪器按单元式进行转移与互换，因此，为了在空间站内更 加有效和方便地开展空间科学实验，并结合我国航天事业的发展战略，需要实用新型一种 能在密封舱内为相关试验仪器和设备等有效载荷提供高效的存储空间和支撑的平台。
实用新型内容本实用新型的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种空间站设备安 装存储平台，结构简单、质量轻，可用于航天器内有效载荷的标准化、模块化、组合化安装。本实用新型的技术解决方案是一种空间站设备安装存储平台，包括主体框架组 件、两个上接头组件、两个下前接头组件、两个下后接头组件、两个上连杆组件和两个下连 杆组件，两个上接头组件安装在主体框架组件顶部的两个端角，两个下前接头组件和两个 下后接头组件安装在主体框架组件底部的四个端角，两个上接头组件分别通过两个上连杆 组件与空间站舱壁上的连接块相连接实现主体框架组件与空间舱舱壁的顶部固定，两个下 后接头组件分别与空间舱舱壁的两个下连接块相连接，两个下连杆组件分别依次穿过下前 接头组件、下后接头组件和空间舱舱壁的下连接块实现主体框架组件与空间舱舱壁的底部 固定。所述上接头组件采用由传动齿轮、传动齿条和齿条锁定销组成的齿轮齿条传动机 构，传动齿条的上端与上连杆组件的球面轴承连接，通过旋转传动齿轮带动传动齿条上升 或下降，齿条锁定销用于防止传动齿条松动。所述上连杆组件和下连杆组件中采用铝合金材料制成，上连杆组件的一端装有球 面轴承。本实用新型与现有技术相比的有益效果是在满足轻质高载的条件下，本实用新 型采用连杆连接方式，适应发射环境下的频率要求，避免与整个舱体发生共振；存储平台连 接处的机构能够方便、快捷的拆卸，能够在地面和在轨与舱体进行固连及分离，便于在不同 舱段间进行转移、安装，满足发射环境要求，在轨时可通过拆卸地面紧固连接，安装旋转销 可使机柜绕舱内结构进行旋转，方便航天员进行维修等操作。
图1为本实用新型的主视图；图2为图1的A向视图；图3为本实用新型的立体图；图4为本实用新型下前接头组件和下后接头组件与空间站舱壁的连接图；图5为本实用新型上接头组件与空间站舱壁的连接图；图6为本实用新型上接头组件的内部结构图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述本实用新型的原理是根据空间站设备安装存储平台要经历发射/在轨等过程特 点，从力学角度要增强舱体的整体结构，平台主体采用框架结构，从弹性材料力学方面实用 新型框架结构的主要承载主梁为碳纤维增强树脂复合材料，从机械原理与可操作性设计， 以及人机工效学的原理来对平台的连接点和操作机构进行实用新型，最终归结到平台的功 能化设计，整合为模块化、可维修性与机电热一体化单元。本实用新型主要包括四根主梁与 若干根辅梁和隔板组成的框架主体结构，四周通过上接头组件、下前接头组件、下后接头组 件连接，为实现快速安装并便于拆卸，上接头组件和下前接头组件内部均有相应的机构设 计，主体框架结构外部通过蒙皮将此结构包络为一个整体。如图1、2、3所示，包括主体框架 组件1、两个上接头组件2、两个下前接头组件3、两个下后接头组件4、两个上连杆组件7和 两个下连杆组件9，两个上接头组件2安装在主体框架组件1顶部的两个端角，两个下前接 头组件3和两个下后接头组件4安装在主体框架组件1底部的四个端角，上接头组件2通 过上连杆组件7与空间站舱壁上的连接块相连接实现主体框架组件1与空间舱舱壁的顶部 固定，下后接头组件4与空间舱舱壁的下连接块5相连接，下连杆组件9从依次穿过下前接 头组件3、下后接头组件4和空间舱舱壁的下连接块5实现主体框架组件1与空间舱舱壁的 底部固定。其中框架主体结构由四根主梁与接头组件和蒙皮构成蒙皮桁架结构，其主要承力 部件为主梁结构，根据主梁受力情况分析确定为两个C形梁加上下盖板形成工字梁的形 式，由碳纤维增强树脂复合材料加工而成，(碳纤维材料为T300或T700，树脂为氰酸酯树 脂)，上下盖板可以根据需要选取高强度铝合金材料。如图4所示，平台的下部连接首先将设备安装存储平台移动到安装位置，使平台 底部的下后接头组件4与空间站舱体内的连接块5对接，用下连杆组件9从下前接头组件 3的访问孔穿入直通到平台底部的下后接头组件5，将平台与舱壁下连接块5连接好，将下 连杆组件4紧固，最后将锁紧螺栓8与下前接头紧固，防止下连杆组件4窜动。前下接头组 件为左右对称组件，下接头下端开有通口用于连接下连杆组件，上端设计有凸起与框架主 体的主梁连接，接头中部设计有一个空方槽，以下接头本身与下支撑板作为支撑。如图5所示，平台的上部连接设备安装存储平台与舱体的上部连接是上接头组 件2与舱体上连接块通过上连杆组件7相连来实现的，上连杆组件7两端通过螺纹连接并 具备长度调节功能，上连杆组件7的一端与舱壁上连接块固连，另一端与平台的上接头组 件2连接，以便进行对平台连接姿态的微量调整。如图6所示，上接头组件为左右对称组件，由上接头、传动齿轮10、传动齿条11、齿条锁定销12、上支撑板以及三个螺钉构成，上接 头有三个方向的凸起用来与框架主体的主梁和辅梁进行连接，传动齿条11与上接头为小 间隙配合可以在上接头的中心孔中滑动，通过固定在上支撑板上的传动齿轮的动作传递， 传动齿轮10的旋转带动传动齿条11可以向上运动并穿过方槽(观察孔)，插入与舱体连接 在一起的上连杆组件7的端头的球面轴承13，与上连杆组件7进行连接成为一体，完成通过 上连杆组件与舱体的连接。平台的上接头组件2采用齿轮齿条传动机构，通过旋转固定在 上支撑板14上的传动齿轮10，传动齿条11上升，插入观察孔方槽，与上连杆组件7的球面 轴承13连接，锁紧齿条锁定销12，防止传动齿条11松动。该实用新型能够实现在地面和在轨进行拆卸，为了适应发射环境要求，地面安装 与在轨安装采用不同的方法，在轨时可通过拆卸地面紧固连接，安装旋转销使设备安装存 储平台可绕平台前下接头组件进行旋转，方便人员在维修时访问平台后面或下面的设备， 也可将平台转移后放置在其他位置。下面就简单说明该实用新型在发射段/再入段的紧固 方式、在轨拆卸/转移过程、在轨旋转的整个系统执行过程。本实用新型的在轨安装实现方式当飞行器入轨后根据需要可通过拆除上、下连杆 组件，转换成在轨安装方式来实现平台的移位或操作人员能够访问平台后面或下面的设备。在轨安装时的底部连接的拆卸实现方式将平台下前接头组件3的锁紧螺栓8松 开并旋出至下连杆组件9的访问孔没有遮挡，将下连杆组件9向外旋出直到不能旋动为止， 使下后接头组件4与舱体下连接块5解除连接，最后将锁紧螺栓8旋入孔内拧紧，这样就实 现了底部连接的拆卸。在轨安装时翻转支架轴的安装的实现方式将平台底部下前接头组 件3里的旋钮松弛一圈，处于解锁状态，然后将挡块向下旋转并放置在下止点，将翻转支架 轴的旋转销插入下前接头组件3的插槽里，然后翻转支架轴通过紧固螺栓安装在舱内下固 定梁上，通过拉动安装好的翻转支架轴检查其是否被紧固，最后推动旋钮带动挡块，向上推 放置在上止点位置，再向右旋转旋钮至拧紧，处于锁紧状态。在轨安装时上端连接的方式转换的实现方式将上接头组件2的齿条锁定销12旋 出，对传动齿条11进行解锁，旋转传动齿轮10带动传动齿条11下移，使其从球面轴承13 中脱出，然后将上连杆组件7从观察孔中抽出，实现平台的上接头组件2与上连杆组件7的 脱离；将插销机构插入上接头组件的观察孔中，并用螺栓进行固定，最后将插销插入舱体上 固定梁上的插销捕获机构中，完成平台整个在轨安装方式的转换。本实用新型未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。
权利要求一种空间站设备安装存储平台，其特征在于包括主体框架组件(1)、两个上接头组件(2)、两个下前接头组件(3)、两个下后接头组件(4)、两个上连杆组件(7)和两个下连杆组件(9)，两个上接头组件(2)安装在主体框架组件(1)顶部的两个端角，两个下前接头组件(3)和两个下后接头组件(4)安装在主体框架组件(1)底部的四个端角，两个上接头组件(2)分别通过两个上连杆组件(7)与空间站舱壁上的连接块相连接实现主体框架组件(1)与空间舱舱壁的顶部固定，两个下后接头组件(4)分别与空间舱舱壁的两个下连接块(5)相连接，两个下连杆组件(9)分别依次穿过下前接头组件(3)、下后接头组件(4)和空间舱舱壁的下连接块(5)实现主体框架组件(1)与空间舱舱壁的底部固定。
2.根据权利要求1所述的一种空间站设备安装存储平台，其特征在于所述上接头组 件(2)采用由传动齿轮(10)、传动齿条(11)和齿条锁定销(12)组成的齿轮齿条传动机构， 传动齿条(11)的上端与上连杆组件(7)的球面轴承(13)连接，通过旋转传动齿轮(10)带 动传动齿条(11)上升或下降，齿条锁定销(12)用于防止传动齿条(11)松动。
3.根据权利要求1所述的一种空间站设备安装存储平台，其特征在于所述上连杆组 件(7)和下连杆组件(9)中采用铝合金材料制成，上连杆组件(7)的一端装有球面轴承 (13)。
专利摘要一种空间站设备安装存储平台，包括主体框架组件、两个上接头组件、两个下前接头组件、两个下后接头组件、两个上连杆组件和两个下连杆组件。在满足轻质高载的条件下，本实用新型采用连杆连接方式，适应发射环境下的频率要求，避免与整个舱体发生共振；存储平台连接处的机构能够方便、快捷的拆卸，能够在地面和在轨与舱体进行固连及分离，便于在不同舱段间进行转移、安装，满足发射环境要求，在轨时可通过拆卸地面紧固连接，安装旋转销可使机柜绕舱内结构进行旋转，方便航天员进行维修等操作。
文档编号B64G1/66GK201703569SQ201020104809
公开日2011年1月12日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者刘刚, 姚旗, 田昀, 田静, 赵永振, 韩建超 申请人:北京卫星制造厂