用于空间站舱内调拨和转运物资的运输设备及方法与流程

本发明涉及一种用于空间站舱内调拨和转运物资的运输设备及方法。

背景技术：

随着宇宙空间技术的发展，在宇宙空间进行的各种空间实验很多，在该些实验中经常需要物资的调拨和转运，目前所采用的方式都是由宇航员进行人工搬运，工作效率低，增加宇航员工作量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于空间站舱内调拨和转运物资的运输设备及方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于空间站舱内调拨和转运物资的运输设备，包括：可沿空间站舱内轨道滑动的物资运输设备，所述物资运输设备上设有一万向摆动杆，所述万向摆动杆自由端连接有吸盘，所述吸盘上设有第一电磁铁，所述空间站舱内设有多个吸脚架，所述吸脚架上设有可与其吸合固定的培养盒，所述培养盒内设有可与第一电磁铁吸合的第二电磁铁；所述物资运输设备内还设置有一集中控制系统，所述培养盒内还设置有一终端控制系统，所述空间站舱内设置有一空间站舱集中控制系统；所述集中控制系统与所述终端控制系统配合，控制所述第一电磁铁以及所述第二电磁铁的吸合或分离；所述空间站舱集中控制系统与所述集中控制系统配合，下发控制信息并控制所述物资运输设备运动。

在本发明一实施例中，所述集中控制系统包括一集中控制单元以及与该集中控制单元相连的一无线通信单元、一用于驱动所述万向摆动杆转动的电机驱动单元、一与所述第一电磁铁配合的第一驱动单元、一驱动所述物资运输设备运动的运动驱动单元以及供电单元；所述供电单元还分别与所述第一驱动单元、所述运动驱动单元以及所述电机驱动单元相连；所述电机驱动单元与一驱动电机相连，所述驱动电机的输出轴与所述万向摆动杆端部相连。

在本发明一实施例中，所述第二电磁铁设在培养盒的上部；所述培养盒下部设有第三电磁铁，以与位于吸脚架上的第四电磁铁吸合固定；所述培养盒内还设置有一终端控制系统；该终端控制系统包括一终端控制单元以及分别与该终端控制单元相连的一终端无线通信单元、一所述第二电磁铁配合的第二驱动单元、一所述第三电磁铁配合的第三驱动单元、一所述第四电磁铁配合的第四驱动单元以及一终端供电单元；该终端供电单元还分别与所述第二驱动单元、所述第三驱动单元以及所述第四驱动单元相连；所述终端无线通信单元与所述无线通信单元配合。

在本发明一实施例中，所述轨道为磁悬浮轨道，所述磁悬浮轨道包括磁悬浮轨道上轨道和磁悬浮轨道下轨道，磁悬浮轨道上轨道包括上磁条和设在上磁条下面的倒T型磁条，所述磁悬浮轨道下轨道为卡槽型磁条，所述倒T型磁条陷在卡槽型磁条内；上磁条与倒T型磁条的磁性相同，与卡槽型磁条的磁性相反，在上磁条的上面设有物资运输设备；所述运动驱动单元与所述上磁条以及所述倒T型磁条匹配；所述卡槽型磁条与空间站舱运动驱动单元配合，所述空间站舱运动驱动单元与所述空间站舱集中控制系统配合；所述空间站舱集中控制系统还与一空间站舱无线通信单元相连，该空间站舱无线通信单元与所述无线通信单元配合。

进一步的，还提供一种用于空间站舱内调拨和转运物资的运输设备的方法，所述空间站舱集中控制系统下发的控制信息至所述集中控制系统，并通过空间站舱运动驱动单元驱动所述卡槽型磁条；所述集中控制单元控制所述运动驱动单元，驱动所述上磁条以及所述倒T型磁条；所述倒T型磁条与所述卡槽型磁条配合，驱动所述物资运输设备从初始位置沿着轨道滑动至对应的培养盒处；所述集中控制单元通过所述电机驱动单元驱动所述驱动电机，控制所述万向摆动杆转动，并带动所述吸盘转动预设角度，使所述第一电磁铁位于所述第二电磁铁正上方预设距离处；所述集中控制单元通过所述第一驱动单元驱动所述第一电磁铁，并下发控制信息至所述终端控制单元，所述终端控制单元通过所述第二驱动单元驱动所述第二电磁铁，使所述第一电磁铁与所述第二电磁铁吸合；经一第一预设时间后，所述集中控制单元发送控制信息至所述终端控制单元，所述终端控制单元通过所述第三驱动单元以及所述第四驱动单元分别对应驱动所述第三电磁铁以及所述第四电磁铁，进而使所述第三电磁铁以及所述第四电磁铁由初始吸合状态变换为断开状态；经一第二预设时间后，所述集中控制单元通过所述电机驱动单元驱动所述驱动电机，控制所述万向摆动杆转动至初始位置，并带动所述培养盒转动至初始位置；转动完成后，所述空间站舱集中控制系统下发的控制信息至所述集中控制系统，控制所述物资运输设备从培养盒处沿着轨道滑动至物资转运预设目的位置。

在本发明一实施例中，所述空间站舱集中控制系统还包括一远程控制终端；通过该远程控制终端生成所述物资运输设备运动控制参数以及驱动控制参数。

在本发明一实施例中，所述运动控制单元包括待转运培养盒初始位置、物资运输设备运动控制时间、待转运培养盒目的位置；所述驱动控制单元包括：用于驱动万向摆动杆转动的驱动触发信息以及分别用于驱动第一驱动单元至第四驱动单元的驱动触发信息。

在本发明一实施例中，所述终端控制系统内设置有与所述终端控制单元相连的用于检测培养盒内温湿度的温湿度传感器、光照传感器以及气压传感器；所述集中控制单元通过与所述终端控制单元交互，获取温湿度的温湿度传感器、光照传感器以及气压传感器的检测信息，并上传至所述空间站舱集中控制系统。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明提出的一种用于空间站舱内调拨和转运物资的运输设备及方法，用于空间站舱内调拨和转运物资，物资运输设备通过轨道到达拟运输物资处，摆动万向摆动杆使吸盘上的第一电磁铁与培养盒上的第二电磁铁，然后物资运输设备即可通过轨道移动，然后到达需要运输的位置，并控制万向摆动杆的摆动、物资运输设备的移动和吸盘的吸附。结构简单、设计合理，可以减少宇航员的工作量，提高运输效率。

附图说明

图1为本发明一实施例中空间站舱的构造示意图。

图2为本发明本发明一实施例中用于空间站舱内调拨和转运物资的运输设备构造示意图。

【标号说明】：1-空间站舱内轨道；2-物资运输设备；3-万向摆动杆；4-吸盘；5-第一电磁铁；6-吸脚架；7-培养盒；8-第二电磁铁；9-第三电磁铁；10-第四电磁铁；11-磁悬浮轨道上轨道；12-悬浮轨道下轨道；13-上磁条；14-倒T型磁条。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明提供一种用于空间站舱内调拨和转运物资的运输设备，包括：可沿空间站舱内轨道1滑动的物资运输设备2，物资运输设备2上设有一万向摆动杆3，万向摆动杆3自由端连接有吸盘4，吸盘4上设有第一电磁铁5，空间站舱A内设有多个吸脚架6，吸脚架上设有可与其吸合固定的培养盒7，培养盒内设有可与第一电磁铁5吸合的第二电磁铁8；物资运输设备内还设置有一集中控制系统，培养盒7内还设置有一终端控制系统，空间站舱内设置有一空间站舱集中控制系统；集中控制系统与终端控制系统配合，控制第一电磁铁以及第二电磁铁的吸合或分离；空间站舱集中控制系统与集中控制系统配合，下发控制信息并控制物资运输设备运动。

进一步的，在本实施例中，集中控制系统包括一集中控制单元以及与该集中控制单元相连的一无线通信单元、一用于驱动万向摆动杆转动的电机驱动单元、一与第一电磁铁配合的第一驱动单元、一驱动物资运输设备运动的运动驱动单元以及供电单元；供电单元还分别与第一驱动单元、运动驱动单元以及电机驱动单元相连；电机驱动单元与一驱动电机相连，驱动电机的输出轴与万向摆动杆端部相连。

进一步的，在本实施例中，第二电磁铁8设在培养盒的上部；培养盒下部设有第三电磁铁9，以与位于吸脚架上的第四电磁铁10吸合固定；培养盒内还设置有一终端控制系统；该终端控制系统包括一终端控制单元以及分别与该终端控制单元相连的一终端无线通信单元、一第二电磁铁配合的第二驱动单元、一第三电磁铁配合的第三驱动单元、一第四电磁铁配合的第四驱动单元以及一终端供电单元；该终端供电单元还分别与第二驱动单元、第三驱动单元以及第四驱动单元相连；终端无线通信单元与无线通信单元配合。

进一步的，在本实施例中，轨道为磁悬浮轨道，磁悬浮轨道包括磁悬浮轨道上轨道11和磁悬浮轨道下轨道12，磁悬浮轨道上轨道包括上磁条13和设在上磁条下面的倒T型磁条14，磁悬浮轨道下轨道12为卡槽型磁条，倒T型磁条14陷在卡槽型磁条内；上磁条13与倒T型磁条14的磁性相同，与卡槽型磁条的磁性相反，在上磁条13的上面设有物资运输设备；运动驱动单元与上磁条以及倒T型磁条匹配；卡槽型磁条与空间站舱运动驱动单元配合，空间站舱运动驱动单元与空间站舱集中控制系统配合；空间站舱集中控制系统还与一空间站舱无线通信单元相连，该空间站舱无线通信单元与无线通信单元配合。

进一步的，还提供一种用于空间站舱内调拨和转运物资的运输设备的控制方法，空间站舱集中控制系统下发的控制信息至集中控制系统，并通过空间站舱运动驱动单元驱动卡槽型磁条；集中控制单元控制运动驱动单元，驱动上磁条以及倒T型磁条；倒T型磁条与卡槽型磁条配合，驱动物资运输设备从初始位置沿着轨道滑动至对应的培养盒处；集中控制单元通过电机驱动单元驱动驱动电机，控制万向摆动杆转动，并带动吸盘转动预设角度，使第一电磁铁位于第二电磁铁正上方预设距离处；集中控制单元通过第一驱动单元驱动第一电磁铁，并下发控制信息至终端控制单元，终端控制单元通过第二驱动单元驱动第二电磁铁，使得第二电磁铁磁性与第一电磁铁磁性相同，以使第一电磁铁与第二电磁铁吸合；经一第一预设时间后，集中控制单元发送控制信息至终端控制单元，终端控制单元通过第三驱动单元以及第四驱动单元分别对应驱动第三电磁铁以及第四电磁铁，使得第三电磁铁磁性与第四电磁铁磁性相反，进而使第三电磁铁以及第四电磁铁由初始吸合状态变换为断开状态；经一第二预设时间后，集中控制单元通过电机驱动单元驱动驱动电机，控制万向摆动杆转动至初始位置，并带动培养盒转动至初始位置；转动完成后，空间站舱集中控制系统下发的控制信息至集中控制系统，控制物资运输设备从培养盒处沿着轨道滑动至物资转运预设目的位置。当到达目的位置后，采用与上述过程相反的控制方式，将培养盒放下。

进一步的，在本实施例中，空间站舱集中控制系统还可与地球地面的空间站指挥中心进行通讯，接收地球地面的空间站指挥中心的相关指令。

进一步的，在本实施例中，空间站舱集中控制系统还包括一远程控制终端；通过该远程控制终端生成物资运输设备运动控制参数以及驱动控制参数。可通过操作人员根据实际环境以及相关影响因素预设设定上述参数，也可通过手持终端、远程显示装置以及配置于物资运输设备现场摄像装置配合，控制物资运输设备运动。

进一步的，在本实施例中，运动控制单元包括待转运培养盒初始位置、物资运输设备运动控制时间、待转运培养盒目的位置；驱动控制单元包括：用于驱动万向摆动杆转动的驱动触发信息以及分别用于驱动第一驱动单元至第四驱动单元的驱动触发信息，该驱动触发信息包括生成相同以及相反磁性的控制指令。

进一步的，在本实施例中，终端控制系统内设置有与终端控制单元相连的用于检测培养盒内温湿度的温湿度传感器、光照传感器以及气压传感器；集中控制单元通过与终端控制单元交互，获取温湿度的温湿度传感器、光照传感器以及气压传感器的检测信息，并上传至所述空间站舱集中控制系统。通过该方式，可获取对应培养盒内的情况，便于实时监测。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。