一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置的制作方法

本发明涉及一种气浮运动模拟器姿态运动领域，特别是一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置。

背景技术：

气浮运动模拟器可以用来模拟卫星等航天器的空间姿态运动，包括姿态旋转运动和轨道平移运动。气浮式运动模拟器姿态平台在工作时,需要独立气源对模拟器上的冷气喷嘴动作装置进行高压供气，这就需要在模拟器上安装高压气瓶。考虑到安全因素和操作规范，高压气瓶在使用一段时间后需要对其进行密封和无损压力检验。

现有的气浮式运动模拟器采用的高压供气装置有多种形式，在需要对高压气瓶进行密封和无损质量检验带来的会对模拟器其他安装装置带来影响，重复装拆一次后，需要重新对模拟器的质心进行重新计算和调节，带来了重复工作量。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置，该高压供气装置经过特殊的结构和安装设计，方便多次安装和拆卸，拆卸后不能对台体造成损坏和造成台体质量分布特性改变。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置，包括气浮模拟器上安装板、气浮模拟器下安装板、气瓶固定支架、气瓶固定带、2n个高压气瓶和集气环；n为不小于3的正整数；其中，气浮模拟器上安装板和气浮模拟器下安装板水平平行放置；气瓶固定支架、高压气瓶固定安装在气浮模拟器上安装板和气浮模拟器下安装板之间；气瓶固定支架包裹在高压气瓶的外壁，实现对高压气瓶的固定；气瓶固定带与气浮模拟器下安装板固定连接，高压气瓶固定安装在气瓶固定带与气浮模拟器下安装板之间；高压气瓶之间通过集气环固定连接，集气环设置在气浮模拟器下安装板的下部。

在上述的一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置，所述的2n个高压气瓶沿环状均匀对称分布在气浮模拟器上安装板和气浮模拟器下安装板之间。

在上述的一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置，每个高压气瓶对应2个气瓶固定支架和2个气瓶固定带，实现对高压气瓶的位置固定；2个气瓶固定支架和2个气瓶固定带之间的距离H为高压气瓶瓶身长度的1/3-1/2。

在上述的一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置，所述的气瓶固定支架为设有通孔的方向结构，通孔为上部分方形下部分半圆形的孔形结构，半圆形部分半径R比高压气瓶瓶身半径大1.5-2.5mm；方形部分的长边L1比高压气瓶瓶身直径大3-5mm；方形部分的顶边到气瓶固定支架底边的距离L2比方形部分的长边L1多5-7mm；气瓶固定支架的外边长L3比L2多7-9mm。

在上述的一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置，所述的气瓶固定支架侧面为工字型结构，上边和下边为等长结构，上边和下边的边长L4为36-40mm。

在上述的一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置，所述的集气环为环形管道状结构，外环直径R2为600-640mm；；集气环横截面的管道壁厚d为7-9mm；内环直径R1＝R2-16-2d。

在上述的一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置，所述的气瓶固定带为拱桥形状，上部分为半圆形状，半径R3比高压气瓶瓶身半径大1.5-2.5mm；下部分为方形，方形高L5与R3相同，方形长L6为2倍R3；气瓶固定带底边两端距离L7比L6大15-20mm。

在上述的一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置，所述的气瓶固定带为软性氟橡胶材料，厚度L8为1.5-2mm。

在上述的一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置，所述高压气瓶为铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶，容积为2.8-3.2L，压力位22-28MPa。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明将高压气瓶固定在上下两层模拟器台体基板中间，两层模拟器台体基板中间通过一体式高压气瓶固定架牢固可靠连接在一起。高压气瓶固定架采用工字型中空式轻量化结构，在不降低支撑强度和刚度的前提下使结构尽量轻便；

(2)本发明将高压气瓶一对一的安装在一体式高压气瓶固定架上，钢制弹性气瓶固定带上用螺纹连接方式将高压气瓶和一体式高压气瓶固定架稳定可靠连接起来。这样就可以实现高压气瓶在拆除后进行密封和无损压力检验时，不需要改变气浮模拟器上其他装置的安装位置，不会在拆除时对气浮模拟器造成可能的结构性损伤或破坏，不会引起气浮模拟器质量分布特性的改变；

(3)为了避免钢制弹性气瓶固定带和高压气瓶硬接触对高压气瓶造成划伤或结构性损伤，本发明在钢制弹性气瓶固定带和高压气瓶之间增加了柔性缓冲材料。软式缓冲材料有一定程度的弹性，将钢制弹性气瓶固定带和高压气瓶之间的螺纹连接紧固后，可以形成预紧力，确保连接稳固可靠。在需要拆除高压气瓶时，只需要松动连接钢制弹性气瓶固定带和高压气瓶之间的螺纹连接，拆除方法简单、快速、有效；

(4)本发明的中央集气环将高压气瓶的高压气集中输出，使输出的高压气体压力稳定，集气环将所有气瓶连接在一起，使气瓶组更加稳定固连在一起；

(5)本发明中高压供气装置的各部分高压连接管路分段连接，各个分段管路独立编号，连接接头采用高压球头密封，安装和拆卸非常方便，并且不会造成气路泄露。

附图说明

图1为本发明气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置原理图；

图2为本发明高压供气装置俯视图；

图3为本发明固定架结构示意图；

图4为本发明集气环结构示意图；

图5为本发明固定带结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

气浮式运动模拟器姿态平台在工作时,需要独立气源对模拟器上的冷气喷嘴动作装置进行高压供气，这就需要在模拟器上安装高压气瓶。考虑到安全因素和操作规范，高压气瓶在使用一段时间后需要对其进行密封和无损质量检验。所以气浮式运动模拟器上安装的高压气瓶需要方便多次安装和拆卸，拆卸后不能对台体造成损坏和造成台体质量分布特性改变。

如图1所示为气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置原理图，由图可知。一种用于气浮模拟器的可重复装拆的高压供气装置，包括气浮模拟器上安装板1、气浮模拟器下安装板2、气瓶固定支架3、气瓶固定带4、2n个高压气瓶5和集气环6；n为不小于3的正整数；其中，气浮模拟器上安装板1和气浮模拟器下安装板2水平平行放置；气瓶固定支架3、高压气瓶5固定安装在气浮模拟器上安装板1和气浮模拟器下安装板2之间；气瓶固定支架3包裹在高压气瓶5的外壁，实现对高压气瓶5的固定；气瓶固定带4与气浮模拟器下安装板2固定连接，高压气瓶5固定安装在气瓶固定带4与气浮模拟器下安装板2之间；高压气瓶5之间通过集气环6固定连接，集气环6设置在气浮模拟器下安装板2的下部。

如图2所示为高压供气装置俯视图，由图可知，所述的2n个高压气瓶5沿环状均匀对称分布在气浮模拟器上安装板1和气浮模拟器下安装板2之间；每个高压气瓶5对应2个气瓶固定支架3和2个气瓶固定带4，实现对高压气瓶5的位置固定；2个气瓶固定支架3和2个气瓶固定带4之间的距离H为高压气瓶5瓶身长度的1/3-1/2。

如图3所示为固定架结构示意图，由图可知，所述的气瓶固定支架3为设有通孔的方向结构，通孔为上部分方形下部分半圆形的孔形结构，半圆形部分半径R比高压气瓶5瓶身半径大1.5-2.5mm，用来安装软性缓冲材料，并且能够充分夹紧；方形部分的长边L1比高压气瓶5瓶身直径大3-5mm，使高压气瓶能够平稳安装在气瓶固定架上，又不会使整体尺寸过大；方形部分的顶边到气瓶固定支架3底边的距离L2比方形部分的长边L1多5-7mm，保证气瓶安装架的整体结构受力合理，使气瓶安装支架的下安装平面与模拟器下安装板触，又可以使气瓶安装支架的高度尽可能压缩，满足气浮模拟器小型化、轻量化的设计目的；气瓶固定支架3的外边长L3比L2多7-9mm，能保证气瓶安装架的整体结构受力合理，使气瓶安装支架的下安装平面与模拟器上安装板触，又可以使气瓶安装支架的高度尽可能压缩，满足气浮模拟器小型化、轻量化的设计目的，还可以保证足够的螺钉安装扳手空间。所有的气瓶安装支架的该尺寸一致性要好。

所述的气瓶固定支架3侧面为工字型结构，上边和下边为等长结构，上边和下边的边长L4为36-40mm，在不降低支撑强度和刚度的前提下使结构尽量轻便。固定架和双层模拟器台体基板之间通过螺栓进行连接，连接部位之间设计有高精度安装平面和安装定位结构，安装精度高，安装完成后，不需要再对此结构进行装拆和修改。

如图4所示为集气环结构示意图，由图可知，所述的集气环6为环形管道状结构，外环直径R2为600-640mm，R2的值要大于气浮模拟器姿态平台机械限位装置占用空间区域所在直径范围；集气环6横截面的管道壁厚d为7-9mm，保证高压管道在通高压气体时的管道强度；内环直径R1＝R2-16+2d。

如图5所示为固定带结构示意图，由图可知，所述的气瓶固定带4为拱桥形状，上部分为半圆形状，半径R3比高压气瓶5瓶身半径大1.5-2.5mm，用来安装软性缓冲材料，并且能够充分夹紧；下部分为方形，方形高L5与R3相同，方形长L6为2倍R3；气瓶固定带4底边两端距离L7比L6大15-20mm，保证足够的螺钉安装空间，同时尽可能减小外形包络尺寸；

所述的气瓶固定带4为软性氟橡胶材料，厚度L8为1.5-2mm，既要满足需要的拉伸强度，拉伸时不会产生塑性变形，又要符合足够的弹性。

气瓶固定带4上用螺纹连接方式将高压气瓶和一体式空心高压气瓶固定架稳定可靠连接起来。这样就可以实现高压气瓶在拆除后进行密封和无损压力检验时，不需要改变气浮模拟器上其他装置的安装位置，不会在拆除时对气浮模拟器造成可能的结构性损伤或破坏，不会引起气浮模拟器质量分布特性的改变。

所述高压气瓶5为铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶，容积为2.8-3.2L，压力位22-28MPa。

为了避免气瓶固定带4和高压气瓶5硬接触对高压气瓶5造成划伤或结构性损伤，本发明在气瓶固定带4和高压气瓶5之间增加了柔性缓冲材料。软式缓冲材料有一定程度的弹性，将钢制弹性气瓶固定带和高压气瓶之间的螺纹连接紧固后，可以形成预紧力，确保连接稳固可靠。

高压供气装置的截止阀、压力仪器指示表、高压减压阀等操作显示仪器仪表的位置设计在气浮模拟器外侧圆周处，操作和观察仪器仪表非常方便，操作部位和仪器仪表下面有明确清晰的说明指示文字，避免误操作。

在需要拆除高压气瓶5时，只需要松动连接气瓶固定带4和高压气瓶5之间的螺纹连接，拆除方法简单、快速、有效。

在高压气瓶完成密封和无损质量检验后，把高压气瓶一对一安装在一体式空心高压气瓶固定架上，将气瓶上的出气口和中央集气环上的进气口一一对应安装，这时可以确保所有高压气瓶的位置和拆卸前的位置完全一致。

将气瓶固定带和高压气瓶之间的螺纹拧紧，这时气浮模拟器的可重复装拆高压供气装置工作完成。

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。