一种空间在轨舱外维修用电动工具的制作方法

1.本发明涉及空间在轨维修设备技术领域，具体是一种空间在轨舱外维修用电动工具。


背景技术：

2.随着中国空间站的不断推进建设，空间站的规模和尺寸越来越大，航天员可以长时间在轨驻留进行科学任务研究，空间站的建设会持续很久，且空间站的设计使用寿命在十五年以上，通过在轨人员的维护，将老化损坏的设备进行更换，可以将使用寿命延长至二十年以上，舱外设备均使用松不脱紧固装置与舱体连接，空间在轨维修电动工具用于进行松不脱紧固装置的拆装，是空间在轨维修工具中的关键设备。
3.航天员在空间处于失重状态，且在舱外会穿上厚厚的航天服，触感以及对力矩的感知大大下降，且在处于漂浮失重状态下无法借力，拆装动作会十分的迟缓，且十分吃力，航天员在舱外进行维修更换损坏设备时需要进行拆装，有时候会遇到多种型号的紧固螺栓，航天员在舱外不便于携带多种型号的维修工具，且在更换维修工具时容易出现丢失，产生太空垃圾，容易对空间站以及周围的航天器飞行造成威胁，因此需要一种适应舱外维修的电动工具来适应不同的维修场景。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种空间在轨舱外维修用电动工具，以解决航天员在舱外进行维修作业时维修工具不便进行更换型号、更换时维修工具容易漂浮丢失，成为太空垃圾影响空间站以及航天器飞行安全等问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种空间在轨舱外维修用电动工具，包括手柄，所述手柄连接有电池盒以及外壳，所述电池盒上设置有连接扣，所述外壳内安装有维修电机，所述维修电机连接有输出轴，所述输出轴上设置有连接套，所述外壳上设置有收纳机构，所述收纳机构的外圈均匀收纳有维修工具，所述收纳机构包括设置在外壳上的圆柱套，所述圆柱套上安装有第一配合套以及第二配合套，所述第一配合套与第二配合套之间设置有封闭盖，所述第一配合套与第二配合套之间固定连接，所述第一配合套以及第二配合套与所述圆柱套之间设置有转位组件，所述第一配合套与第二配合套上设置有收纳槽，所述收纳槽内设置有卡紧组件，所述维修工具通过卡紧组件与收纳槽之间卡紧安装，所述维修工具上设置有连接组件，所述连接组件与维修工具之间转动安装，所述连接组件上连接有伸缩绳，所述伸缩绳远离连接组件的一端连接有固定连接座，所述固定连接座与第一配合套的侧边固定安装，所述维修工具的端部设置有连接轴。
7.作为本发明进一步的方案：所述转位组件包括设置在圆柱套外圈上的定位圈，所述第一配合套上设置有第一连接凸缘，所述第二配合套上设置有第二连接凸缘，所述第一连接凸缘与第二连接凸缘之间通过固定螺栓连接，所述第一配合套以及第二配合套通过所
述第一连接凸缘以及第二连接凸缘、定位圈与所述圆柱套之间转动安装，所述转位组件还包括回转角度限定模块。
8.作为本发明再进一步的方案：所述回转角度限定模块包括设置在所述第一连接凸缘内的伸缩腔，所述伸缩腔内横向安装有插接销，所述插接销均匀设置在第一连接凸缘上，所述插接销位于伸缩腔内的一侧设置有配合罩，所述插接销位于伸缩腔内的一侧套接有第一弹簧，所述插接销远离伸缩腔的一侧设置有防脱块，所述定位圈朝向伸缩腔的一侧均匀设置有半球凸起，所述配合罩在第一弹簧的作用下与所述半球凸起之间相互配合。
9.作为本发明再进一步的方案：所述卡紧组件包括设置在收纳槽内的弧形托块，所述弧形托块通过第二弹簧与收纳槽的底部连接，所述收纳槽的两侧对称设置有橡胶卡块。
10.作为本发明再进一步的方案：所述卡紧组件还包括设置在收纳槽两侧的夹紧辊，所述夹紧辊的轴线处转动连接有安装轴，所述安装轴的两端连接有配合滑块，所述第一配合套与第二配合套的内侧设置有滑槽，所述安装轴通过配合滑块与滑槽之间滑动安装，所述滑槽内设置有第三弹簧，所述第三弹簧设置在滑块远离收纳槽的一侧。
11.作为本发明再进一步的方案：所述维修工具的端部设置有限位圈，所述限位圈设置有两个，所述连接组件设置在两个所述限位圈之间，所述连接组件包括设置在两个所述限位圈之间的回转模块，所述回转模块上套接有第一弧形夹块以及第二弧形夹块，所述第二弧形夹块上设置有连接环，所述连接环与伸缩绳相连，所述第一弧形夹块与第二弧形夹块之间通过连接螺栓相连，所述第一弧形夹块以及第二弧形夹块通过回转模块与维修工具之间转动连接。
12.作为本发明再进一步的方案：所述回转模块包括设置在两个所述限位圈之间的保持架，所述保持架设置有两层，两层所述保持架之间限位安装有钢球，两层所述保持架之间通过连接柱相连，所述第一弧形夹块以及第二弧形夹块的内侧设置弧形凹槽，所述第一弧形夹块以及第二弧形夹块通过弧形凹槽与所述钢球之间相互配合。
13.作为本发明再进一步的方案：所述钢球沿着保持架的外圈均匀设置有两圈。
14.作为本发明再进一步的方案：所述插接销均匀设置有四组。
15.作为本发明再进一步的方案：所述转位组件还包括均匀设置在封闭盖上的扭转凸缘。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.(1)、通过设置收纳机构对多种型号的维修工具进行收纳，配合卡紧组件对收纳槽内的维修工具进行卡紧，避免维修工具从收纳槽内意外脱落飞离航天员成为太空垃圾，保证维修作业的顺利进行；
18.(2)、通过设置转位组件，对收纳机构进行转动安装，航天员在进行维修作业时可以根据需要调整收纳机构的角度，便于取用收纳机构内收纳的维修工具，同时在转位组件内设置回转角度限定模块，在转动收纳机构之后可以保证第一配合套以及第二配合套组成的整体在配合罩与半球凸起的作用下保持相对位置，避免发生自由转动；
19.(3)、通过连接组件以及伸缩绳将维修工具与收纳机构之间固定连接，避免维修工具取用更换时脱落飞离航天员，同时在连接组件的内部设置回转模块，结合回转模块使得维修工具在维修电机的带动下顺利输出动力进行维修作业。
附图说明
20.图1为一种空间在轨舱外维修用电动工具的结构示意图；
21.图2为图1中a处放大结构示意图；
22.图3为一种空间在轨舱外维修用电动工具中收纳机构的内部结构示意图；
23.图4为图3中b处放大结构示意图；
24.图5为图4中c处放大结构示意图；
25.图6为一种空间在轨舱外维修用电动工具中卡紧组件的结构示意图；
26.图7为一种空间在轨舱外维修用电动工具中连接组件与第一配合套的安装示意图；
27.图8为图7中d处放大结构示意图；
28.图9为一种空间在轨舱外维修用电动工具中连接组件与维修工具配合结构示意图；
29.图10为一种空间在轨舱外维修用电动工具中连接组件的拆分结构示意图；
30.图11为图10中e处放大结构示意图。
31.图中：1、手柄；2、电池盒；3、连接扣；4、外壳；5、输出轴；6、连接套；7、收纳机构；9、卡紧组件；10、连接组件；01、维修工具；010、连接轴；011、限位圈；11、伸缩绳；12、固定连接座；13、扭转凸缘；14、封闭盖；70、圆柱套；71、第一配合套；72、第二配合套；73、收纳槽；74、定位圈；740、半球凸起；75、第一连接凸缘；76、第二连接凸缘；760、伸缩腔；77、固定螺栓；8、插接销；80、防脱块；81、配合罩；82、第一弹簧；90、弧形托块；91、第二弹簧；92、橡胶卡块；93、夹紧辊；94、安装轴；95、滑槽；96、第三弹簧；97、配合滑块；101、第一弧形夹块；102、第二弧形夹块；103、连接螺栓；104、连接环；105、弧形凹槽；106、保持架；107、钢球；108、连接柱。
具体实施方式
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
36.如图1至图8所示，一种空间在轨舱外维修用电动工具，包括手柄1，所述手柄1连接有电池盒2以及外壳4，所述电池盒2上设置有连接扣3，所述外壳4内安装有维修电机，所述
维修电机连接有输出轴5，所述输出轴5上设置有连接套6，所述外壳4上设置有收纳机构7，所述收纳机构7的外圈均匀收纳有维修工具01，所述收纳机构7包括设置在外壳4上的圆柱套70，所述圆柱套70上安装有第一配合套71以及第二配合套72，所述第一配合套71与第二配合套72之间设置有封闭盖14，所述第一配合套71与第二配合套72之间固定连接，所述第一配合套71以及第二配合套72与所述圆柱套70之间设置有转位组件，所述第一配合套71与第二配合套72上设置有收纳槽73，所述收纳槽73内设置有卡紧组件9，所述维修工具01通过卡紧组件9与收纳槽73之间卡紧安装，所述维修工具01上设置有连接组件10，所述连接组件10与维修工具01之间转动安装，所述连接组件10上连接有伸缩绳11，所述伸缩绳11远离连接组件10的一端连接有固定连接座12，所述固定连接座12与第一配合套71的侧边固定安装，所述维修工具01的端部设置有连接轴010。
37.具体的，电动工具的整体通过电池盒2上的连接扣3与空间站或者航天服之间连接，避免电动工具漂浮飞离航天员。通过在外壳4上设置收纳机构7，将维修时所需要的维修工具01收纳在外壳4上，这里的维修工具01主要包括各种型号的螺丝刀、钻头等工具，通过收纳机构7内的转位组件与外壳4上的圆柱套70之间转动安装，航天员在使用时可以根据需要对收纳机构7进行转动，使得需要的维修工具01朝向航天员的一侧，维修工具01通过卡紧组件9与收纳槽73之间卡紧安装，使用时可以将维修工具01从收纳槽73内取出，维修工具01通过连接轴010与连接套6之间配合连接，从而进行维修作业，由于维修工具01上设置有连接组件10，且连接组件10与维修工具01之间转动安装，连接组件10的另一端通过伸缩绳11与收纳机构7的侧边固定连接，航天员在进行维修工具01更换时可以避免维修工具01的飞离，同时连接组件10与维修工具01的转动连接不影响航天员进行维修作业。
38.进一步的，如图3、图4所示，所述转位组件包括设置在圆柱套70外圈上的定位圈74，所述第一配合套71上设置有第一连接凸缘75，所述第二配合套72上设置有第二连接凸缘76，所述第一连接凸缘75与第二连接凸缘76之间通过固定螺栓77连接，所述第一配合套71以及第二配合套72通过所述第一连接凸缘75以及第二连接凸缘76、定位圈74与所述圆柱套70之间转动安装，所述转位组件还包括回转角度限定模块。
39.具体的，第一配合套71以及第二配合套72通过第一连接凸缘75和第二连接凸缘76定位圈74限位安装，第一连接凸缘75以及第二连接凸缘76之间由固定螺栓77连接使得第一配合套71以及第二配合套72形成整体，转动第一配合套71以及第二配合套72组成的整体即可对第一配合套71以及第二配合套72上收纳的维修工具01进行转位操作，从而方便航天员将需要的维修工具01转到面向自己的一侧，取出并进行安装更换。
40.进一步的，如图5所示，所述回转角度限定模块包括设置在所述第一连接凸缘75内的伸缩腔760，所述伸缩腔760内横向安装有插接销8，所述插接销8均匀设置在第一连接凸缘75上，所述插接销8均匀设置有四组，所述插接销8位于伸缩腔760内的一侧设置有配合罩81，所述插接销8位于伸缩腔760内的一侧套接有第一弹簧82，所述插接销8远离伸缩腔760的一侧设置有防脱块80，所述定位圈74朝向伸缩腔760的一侧均匀设置有半球凸起740，所述配合罩81在第一弹簧82的作用下与所述半球凸起740之间相互配合。
41.具体的，为了在对第一配合套71以及第二配合套72组成的整体转位之后保证该整体与圆柱套70之间的相对位置，通过在第一连接凸缘75内设置伸缩腔760，安装插接销8以及第一弹簧82，转动第一配合套71以及第二配合套72时，配合罩81在转矩的作用下压缩第
一弹簧82，配合罩81与半球凸起740错位转动，在停止转动第一配合套71以及第二配合套72时，第一配合套71以及第二配合套72组成的整体在配合罩81与半球凸起740的作用下保持相对位置，避免发生自由移动。
42.进一步的，如图6所示，所述卡紧组件9包括设置在收纳槽73内的弧形托块90，所述弧形托块90通过第二弹簧91与收纳槽73的底部连接，所述收纳槽73的两侧对称设置有橡胶卡块92。
43.所述卡紧组件9还包括设置在收纳槽73两侧的夹紧辊93，所述夹紧辊93的轴线处转动连接有安装轴94，所述安装轴94的两端连接有配合滑块97，所述第一配合套71与第二配合套72的内侧设置有滑槽95，所述安装轴94通过配合滑块97与滑槽95之间滑动安装，所述滑槽95内设置有第三弹簧96，所述第三弹簧96设置在滑块远离收纳槽73的一侧。
44.具体的，维修工具01在使用完毕之后放入收纳槽73，通过对称设置的橡胶卡块92以及利用第二弹簧91安装的弧形托块90对维修工具01进行夹紧，更进一步的，通过对称设置的夹紧辊93对维修工具01进行限位，夹紧辊93通过第三弹簧96以及滑块进行滑动安装，在不受外力时保持对维修工具01的限位，避免维修工具01意外脱落离开收纳槽73。
45.进一步的，如图9、图10、图11所示，所述维修工具01的端部设置有限位圈011，所述限位圈011设置有两个，所述连接组件10设置在两个所述限位圈011之间，所述连接组件10包括设置在两个所述限位圈011之间的回转模块，所述回转模块上套接有第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102，所述第二弧形夹块102上设置有连接环104，所述连接环104与伸缩绳11相连，所述第一弧形夹块101与第二弧形夹块102之间通过连接螺栓103相连，所述第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102通过回转模块与维修工具01之间转动连接。
46.所述回转模块包括设置在两个所述限位圈011之间的保持架106，所述保持架106设置有两层，两层所述保持架106之间限位安装有钢球107，两层所述保持架106之间通过连接柱108相连，所述钢球107沿着保持架106的外圈均匀设置有两圈，所述第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102的内侧设置弧形凹槽105，所述第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102通过弧形凹槽105与所述钢球107之间相互配合。
47.具体的，在两个限位圈011之间设置保持架106，利用两层保持架106安装钢球107，钢球107可以在保持架106之间自由转动，第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102通过内侧设置的弧形凹槽105与钢球107相互配合，第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102组成的整体可以沿着弧形凹槽105进行转动，同时可以对第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102组成的整体进行限位，防止第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102组成的整体与保持架106之间轴向窜动。
48.如图2所示，所述转位组件还包括均匀设置在封闭盖14上的扭转凸缘13。在封闭盖14上设置扭转凸缘13，便于航天员通过扭转凸缘13施加力矩在转位组件上，带动转位组件进行转动。
49.本发明实施例的工作原理是：
50.如图1至图11所示，使用时，航天员根据需要对收纳机构7进行转动，使得需要的维修工具01朝向航天员的一侧，维修工具01通过卡紧组件9与收纳槽73之间卡紧安装，使用时可以将维修工具01从收纳槽73内取出，维修工具01通过连接轴010与连接套6之间配合连接，从而进行维修作业，由于维修工具01上设置有连接组件10，且连接组件10与维修工具01
之间转动安装，连接组件10的另一端通过伸缩绳11与收纳机构7的侧边固定连接，航天员在进行维修工具01更换时可以避免维修工具01的飞离，同时连接组件10与维修工具01的转动连接不影响航天员进行维修作业。第一配合套71以及第二配合套72通过第一连接凸缘75和第二连接凸缘76定位圈74限位安装，第一连接凸缘75以及第二连接凸缘76之间由固定螺栓77连接使得第一配合套71以及第二配合套72形成整体，转动第一配合套71以及第二配合套72组成的整体即可对第一配合套71以及第二配合套72上收纳的维修工具01进行转位操作，从而方便航天员将需要的维修工具01转到面向自己的一侧，取出并进行安装更换。为了在对第一配合套71以及第二配合套72组成的整体转位之后保证该整体与圆柱套70之间的相对位置，通过在第一连接凸缘75内设置伸缩腔760，安装插接销8以及第一弹簧82，转动第一配合套71以及第二配合套72时，配合罩81在转矩的作用下压缩第一弹簧82，配合罩81与半球凸起740错位转动，在停止转动第一配合套71以及第二配合套72时，第一配合套71以及第二配合套72组成的整体在配合罩81与半球凸起740的作用下保持相对位置，避免发生自由移动。维修工具01在使用完毕之后放入收纳槽73，通过对称设置的橡胶卡块92以及利用第二弹簧91安装的弧形托块90对维修工具01进行夹紧，更进一步的，通过对称设置的夹紧辊93对维修工具01进行限位，夹紧辊93通过第三弹簧96以及滑块进行滑动安装，在不受外力时保持对维修工具01的限位，避免维修工具01意外脱落离开收纳槽73。在两个限位圈011之间设置保持架106，利用两层保持架106安装钢球107，钢球107可以在保持架106之间自由转动，第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102通过内侧设置的弧形凹槽105与钢球107相互配合，第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102组成的整体可以沿着弧形凹槽105进行转动，同时可以对第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102组成的整体进行限位，防止第一弧形夹块101以及第二弧形夹块102组成的整体与保持架106之间轴向窜动。
51.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
52.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。