专利名称：一种航天服检测实验中航天服流控阀操作的装置的制作方法
技术领域：
本申请属于航天服检测实验领域，尤其涉及一种航天服检测实验中航天服流控阀操作的装置。
背景技术：
航天服在使用前需要在地面进行模拟太空环境试验。太空环境模拟器中模拟太空环境的特点是(1)极端温度由于真空，传热方式主要是辐射，受阳光直接照射的一面，可产生高达100°C以上；而背阴的一面，温度则可低至-100°c至-200°c。(2)高真空在通常的航天器飞行区域，压力一般为10_6Pa。(3)微重力由于远离地球，引力减小，重力加速度小于地面的百分之一。其中，对航天工作装置影响最大的是高温低温以及高真空度。电器在真空中会发生“放电现象”，而工业中常用电器的工作温度都在-40°C至+60°C之间。因此，测试人员无法进入太空环境模拟器中对航天服上的各种控制开关进行控制，而航天员穿着未经试验检测的航天服进入环境模拟器进行操作实验的危险系数很大。现有技术在试验检测是通过暂停试验检测，将太空环境模拟器恢复常温常压，测试人员进入太空环境模拟器打开或关闭航天服的流控阀。然后离开再重新将太空环境模拟器环境模拟成太空环境继续实验。这样操作不但麻烦，不能流畅完成实验测试；最主要是不断大差别的变换太空环境模拟器中的环境状态，既极大的浪费资源，又非常损耗航天服耐久度。因而本领域技术人员急需解决的技术问题是提供一种航天服流控阀的操作装置来代替测试人员或航天员进入太空环境模拟器完成对航天服的测试中对航天服流控阀操作。达到确保实验检测的流畅，并节约资源，降低对航天服的损耗。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供航天服流控阀操作装置来代替测试人员或航天员进入太空环境模拟器完成对航天服的测试中对航天服流控阀操作。达到确保实验检测的流畅，并节约资源，降低对航天服的损耗。为了解决上述问题，本申请公开了一种航天服检测实验中航天服流控阀操作的装置，包括与航天服流控阀连接的流控阀把手夹紧套杆，与所述流控阀把手夹紧套杆连接的解锁电磁铁系统，以及，与所述解锁电磁铁系统连接的电动机系统；其中，所述流控阀把手夹紧套杆上设置有流控阀把手加紧套，所述流控阀把手加紧套连接在航天服流控阀上；所述解锁电磁铁系统通过流控阀把手夹紧套杆带动所述流控阀把手产生移动，用以解锁或闭锁航天服流控阀；
所述电动机系统带动解锁电磁铁系统、所述流控阀把手夹紧套杆，进而带动航天服流控阀转动，从而完成航天服流控阀三个工作位置的切换。优选的是，所述电动机系统包括啮合的小齿轮驱动组件和滑动轨道组件；其中，所述小齿轮驱动组件包括小齿轮支撑架，电机驱动部件，小齿轮，小齿轮轴，陶瓷轴承，透盖和端盖；所述小齿轮连接所述小齿轮轴；所述小齿轮轴通过所述陶瓷轴承固定在所述小齿轮支撑架的上端，所述陶瓷轴承装入所述小齿轮支架的上端；所述电机驱动部件通过所述透盖固定在所述小齿轮支撑架一面，所述电机驱动部件连接小齿轮轴；所述端盖固定在所述小齿轮支撑架另一面；所述滑动轨道组件包括弧型齿轮，滑动支撑杆，固定杆和固定体；所述弧型齿轮通过所述固定杆和所述固定体固定；所述弧型齿轮通过所述滑动支撑杆和所述小齿轮支撑架连接；所述弧型齿轮与所述小齿轮啮合；所述电机驱动部件通过所述小齿轮轴带动所述小齿轮转动，所述小齿轮在所述弧形齿轮的啮合力作用下，沿着所述弧形齿轮做圆弧运动，并带动所述小齿轮支撑架摆动。优选的是，所述解锁电磁铁系统包括微矩形气密电连接器，航空航天用高温柔软电线，电磁铁，衔铁，解锁电磁铁壳体和弹簧；所述微矩形气密电连接器固定在所述小齿轮支撑架底部，并连接所述电磁铁和所述航空航天用高温柔软电线；所述弹簧两端分别固定在所述电磁铁和所述解锁电磁铁壳体的槽中；所述衔铁固定在所述解锁电磁铁壳体中；所述电磁铁壳体连接所述小齿轮支撑架，所述微矩形气密电连接器，电磁铁，衔铁和弹簧都在所述解锁电磁铁壳体内；所述电磁铁通电开锁，所述电磁铁吸引所述衔铁向上移动，所述电磁铁和所述衔铁克服两者间弹簧的阻力并最终相接，所述衔铁向上移动带动所述解锁电磁铁壳体向上移动；所述电磁铁断电闭锁，所述电磁铁消磁，所述弹簧回复原来长度，所述衔铁在所述弹簧力作用下与所述电磁铁分离，并带动所述解锁电磁铁壳体向下移动；所述解锁电磁铁壳体移动时通过所述流控阀把手夹紧套杆带动所述航天服流控阀把手做同向移动；所述电动机通过所述解锁电磁铁系统和与之相连的所述流控阀把手夹紧套杆，连接航天服流控阀，并以航天服流控阀的转动中心为圆心转动。优选的是，所述电动机系统还包括所述小齿轮轴通过所述陶瓷轴承与所述小齿轮支撑架上端两面的轴承孔相连接；所述电机驱动部件传动端穿过所述端盖和所述小齿轮支撑架一面的轴承孔，插入小齿轮轴一端连接孔中，所述透盖固定在所述小齿轮支撑架一面，所述电机驱动部件的电源端通过所述微矩形气密电连接器和所述航空航天用高温柔软电线与外部电源相连接，所述端盖固定在小齿轮支撑架另一面，固定在小齿轮支撑架另一面的轴承孔外端；优选的是，所述解锁电磁铁系统还包括所述微矩形气密电连接器固定在所述小齿轮支撑架U型槽底部，下段连接所述电磁铁上平面，上端连接所述航空航天用高温柔软电线；所述电磁铁固定在所述小齿轮支撑架下端，所述电磁铁连接面与所述小齿轮支撑架下端外表面相互固定；所述解锁电磁铁壳体上端开口，所述小齿轮支撑架装入所述解锁电磁铁壳体中， 与所述小齿轮支撑架能相对滑动；所述解锁电磁铁壳体下端内部有阶梯形弹簧槽孔，所述衔铁中心有孔，固定在阶梯形弹簧槽孔梯沿位置；所述弹簧从所述衔铁中心穿过，上段固定在所述电磁铁下端的孔中，下段固定在阶梯形弹簧槽孔中；优选的是，所述小齿轮轴为阶梯轴。优选的是，所述小齿轮支撑架两面有轴承孔，底面有透孔。优选的是，所述透盖和端盖采用螺钉固定在所述小齿轮支撑架上。优选的是，所述电磁铁采用螺钉固定在所述小齿轮支撑架下底面；所述衔铁采用螺钉固定在所述解锁电磁铁壳体的上端阶梯槽的梯沿上。优选的是，所述流控阀把手夹紧套杆采用螺钉固定在所述电磁铁壳体下端。与现有技术相比，本申请具有以下优点本申请提供的航天服流控阀操作装置通过实验人员在实验环境外，通过电动遥控，就能完成对航天服流控阀打开和关闭的操作。基于这个便利，实验人员不需要再暂停实验，改变当前实验的环境模拟器的环境状态，进入实验的环境模拟器中对航天服流控阀手动操作。既保证实验检测的流畅，又节约资源，降低对航天服的损耗。
参考图1是本申请的航天服流控阀操作装置剖视面示意图。参考图2是本申请的航天服流控阀操作装置的侧视图。参考图3是航天服流控阀操作装置解锁的操作示意图。参考图4是航天服流控阀操作装置换挡的操作示意图。
具体实施例方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本申请作进一步详细的说明。现有技术在模拟太空环境下的航天服检测试验中，航天服流控阀操作需要人工手动完成，就需要暂停实验，改变当前实验的环境模拟器的环境状态。本申请实施例的核心构思之一在于，实验人员通过电动遥控，在实验模拟环境外完成对航天服流控阀操作，从而确保实验检测的流畅，又节约资源，降低对航天服的损耗。参照图1所示的本申请的航天服流控阀操作装置剖视面的结构图、图2所示的航天服流控阀操作装置的侧视图、图3所示的本申请的航天服流控阀操作装置解锁的操作示意图和图4所示的本申请的航天服流控阀操作装置换挡的操作示意图，在本申请实施例中，所述航天服流控阀操作装置，具体可以包括与航天服流控阀104连接的流控阀把手夹紧套杆103，与所述流控阀把手夹紧套杆连接的解锁电磁铁系统102，以及，与所述解锁电磁铁系统102连接的电动机系统101 ；其中，所述流控阀把手夹紧套杆103上设置有流控阀把手加紧套，所述流控阀把手加紧套连接在航天服流控阀104上；在本申请的一种优选实施例中，所述电动机系统101具体可以包括啮合的小齿轮驱动组件和滑动轨道组件；其中，所述小齿轮驱动组件可以包括小齿轮支撑架4，电机驱动部件9，小齿轮8， 小齿轮轴7，陶瓷轴承6，透盖10和端盖11 ；所述滑动轨道组件可以包括弧型齿轮1，滑动支撑杆5，固定杆2和固定体3 ；在本申请的一种优选实施例中，所述小齿轮轴可以为阶梯轴；以及，所述小齿轮支撑架两面有轴孔，底面中部有孔。在本申请的一种优选实施例中，所述解锁电磁铁系统102具体可以包括微矩形气密电连接器12，航空航天用高温柔软电线13，电磁铁14，衔铁15，解锁电磁铁壳体16和弹簧17 ；以及，所述航天服流控阀104可以包括流控阀把手19。在本申请的一种优选实施例中，所述流控阀把手夹紧套杆18的流控阀把手加紧套通过销20连接在流控阀把手19上。在具体实现中，如图2所示，所述的弧形齿轮1的两个侧面上对称的设有与弧形齿轮1同圆心的弧形槽，弧形槽的圆心角覆盖流控阀把手19的三个工作位置I、II、III所处的角度，。所述弧形齿轮1的四角开有四个固定杆2安装孔。所述的小齿轮支撑架4为剖面为Π型，在其Π型槽壁的上部和中部分别对称开有两个轴承孔和两个螺纹孔，在轴承孔的周围同一圆周上开有四个螺纹孔，以便之后与透盖10、端盖11安装。在小齿轮支撑架 4的底部边缘同一圆周上开有四个螺纹孔以便与电磁铁14的安装，中部开有可以安装微矩形气密电连接器12的孔。所述的滑动支承杆5是将标准螺钉的尾部加工成半球，以减少其在弧形齿轮支撑架4侧面上的弧形槽中的摩擦。所述的小齿轮轴7可以为阶梯轴，在中部轴段上开有键槽，在右端面上开有与电机驱动部件9连接的孔。所述的透盖10在同心圆周上开有四个孔，所述的端盖11在同心圆周上也开有四个孔，以便与小齿轮支撑架4安装固定。所述的电磁铁14为截面为中空圆柱形结构，上部圆面的边缘上有四个光孔以便与小齿轮支撑架4安装。所述的解锁电磁铁壳体16为筒柱结构，上端为阶梯孔，并在台阶上开有四个螺纹孔，以便与衔铁15的安装固定。下端轴的轴端开有一盲孔，径向开有两个通孔，以便与流控阀把手夹紧套杆18连接。所述的衔铁15为圆环形状，在同心圆周上开有四个沉头螺钉的安装孔。所述的流控阀把手夹紧套杆18的杆端开有两个通孔，套端以一定角度焊接两个半径相同、可以相对转动的半圆。这两个半圆一边均设有环，用销20连接；另一边均伸出来一短边，其上开有通孔，以便用螺栓螺母夹紧流控阀把手19。所述的弧形齿轮1、固定杆2、固定体3、小齿轮支撑架4、滑动支撑杆5、透盖10、端盖11、解锁电磁铁壳体16、流控阀把手夹紧套杆18等外露元件均采用耐高低温、不导热材料制造，本实施例中使用热固酚醛树脂制造。将弧形齿轮1插入小齿轮支撑架4的Π型槽中，四角用四根固定杆2安装在固定体3上。并将滑动支撑杆5旋入小齿轮支撑架4侧面的两个螺纹孔中，其尾部分别插入弧形齿轮1侧面的两个弧形槽中，这样约束了弧形齿轮1和小齿轮8之间的间距以保证啮合。 滑动支承杆5尾部与弧形齿轮1侧面弧形槽为间隙配合，以减少滑动摩擦。这种用弧形齿轮1侧面的两个弧形槽和滑动支撑杆5之间形成的约束也可以用弧形导轨和滑块实现。在小齿轮支撑架4的Π型槽顶部的左侧轴承孔中装入陶瓷轴承6，并依次装入小齿轮轴7，小齿轮8，将小齿轮轴7的右侧轴段通过陶瓷轴承6装入小齿轮支撑架4的Π型槽顶部的右侧轴承孔中。其中，小齿轮8与弧形齿轮1相啮合。将电机驱动部件9的传动轴通过键槽装入小齿轮轴7的右端面上的孔中，并用螺钉将透盖10和电机驱动部件9固定在小齿轮支撑架4右面轴承孔的外侧。将端盖11通过螺钉安装在小齿轮支撑架4左面轴承孔的外侧。将衔铁15用螺钉固定在解锁电磁铁壳体16的阶梯孔的台阶上。电磁铁14安装面上的四个安装孔用螺钉自下而上固定在小齿轮支撑架4的底部的螺纹孔中。弹簧17的一端放入解锁电磁铁壳体16阶梯孔中，另一端插入电磁铁14内部的圆筒中。电磁铁14的电线通过微矩形气密电连接器12和航空航天用高温柔软电线13与模拟舱外相连。解锁电磁铁壳体16与小齿轮支撑架4、电磁铁14为间隙配合，以确保它们之间可以相对滑动。将流控阀把手夹紧套杆18上开有两个通孔的杆端插入解锁电磁铁壳体16下端的盲孔中，并分别用螺栓固定。打开流控阀把手夹紧套杆18套端的两个半圆，套住流控阀把手19的金属杆，然后通过螺栓螺母穿过这两个半圆的伸出面上的通孔固定夹紧。所述解锁电磁铁系统102通过流控阀把手夹紧套杆103带动所述流控阀把手19 产生移动，用以解锁或闭锁航天服流控阀104 ； 在本申请一种优选实施例中，其特征在于，所述解锁电磁铁系统102通过流控阀把手夹紧套杆103带动所述流控阀把手19产生移动，用以解锁或闭锁航天服流控阀104，可以包括所述电磁铁14通电闭锁，所述电磁铁14吸引所述衔铁15向上移动，所述电磁铁 14和所述衔铁15压缩两者之间的所述弹簧17并最终相接，所述衔铁15向上移动并带动所述解锁电磁铁壳体16向上移动；所述电磁铁14断电解锁，所述电磁铁14消磁，所述弹簧17将所述衔铁15向下撑开一段距离，所述衔铁15向下移动并带动所述解锁电磁铁壳体16向下移动；所述解锁电磁铁壳体16移动时通过所述流控阀把手夹紧套杆18带动所述航天服流控阀把手19做同向移动。所述电动机系统通过所述解锁电磁铁系统和与之连接的流控阀把手夹紧套杆与航天服流控阀相连接，以航天服流控阀的转动中心为圆心转动。在优选的实施例中，所述小齿轮支撑架4以航天服流控阀为圆心旋转时，带动所述解锁电磁铁壳，16以航天服流控阀为圆心旋转，所述解锁电磁铁壳体16通过所述流控阀把手夹紧套杆18带动所述流控阀把手19以航天服流控阀为圆心旋转。在具体实现中，当电磁铁14通电，吸引衔铁15，压缩弹簧17，电磁铁14与衔铁15 接触，从而拉动解锁电磁铁壳体16和流控阀把手夹紧套杆18，将流控阀把手19解锁。对比图1和图3，流控阀把手19解锁后间隙由d增大为d+s，此时流控阀把手19处于解锁状态。 电机驱动装置9通电旋转带动小齿轮8旋转，并沿着弧形齿轮1的弧面移动。如图4所示，由于弧形齿轮1侧面上的弧形槽的滑动支撑杆5形成的约束，使小齿轮8与弧形齿轮1的啮合不脱离，并且按弧形槽的轨迹滑动。这样使得解锁电磁铁壳体16 带动流控阀把手夹紧套杆18和流控阀把手19旋转一定的角度α，该角度可以通过控制电机驱动装置9的转角来控制，从而完成工作位置的切换与调节。当电磁铁14断电时，电磁铁14与衔铁15之间的吸引力消失，在弹簧17的作用下解锁电磁铁壳体16从解锁位置回到原来位置。流控阀把手19被其内部结构锁住，避免产生误动作。需要说明的是，对于本申请实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的部件组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请的装置并不受所描述的材料和部件的限制，因为依据本申请，某些材料和部件可以采用其他材料和部件代替。如用弧形齿轮侧面的两个弧形槽和滑动支撑杆之间形成的约束也可以用弧形导轨和滑块实现。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例， 所涉及的动作并不一定是本申请所必须的。在具体实现中，所述装置实施例可以设置单独运用，或根据实际情况设置多个配套使用，本申请也可用于众多通用或专用的流控阀操作装置中本申请对此不作限制。以上对本申请所提供的一种航天服检测实验中航天服流控阀操作的装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
权利要求
1.一种航天服检测实验中航天服流控阀操作的装置，其特征在于，包括与航天服流控阀连接的流控阀把手夹紧套杆，与所述流控阀把手夹紧套杆连接的解锁电磁铁系统，以及，与所述解锁电磁铁系统连接的电动机系统；其中，所述流控阀把手夹紧套杆上设置有流控阀把手加紧套，所述流控阀把手加紧套连接在航天服流控阀上；所述解锁电磁铁系统通过流控阀把手夹紧套杆带动所述流控阀把手产生移动，用以解锁或闭锁航天服流控阀；所述电动机系统带动解锁电磁铁系统、所述流控阀把手夹紧套杆，进而带动航天服流控阀转动，从而完成航天服流控阀三个工作位置的切换。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电动机系统包括 啮合的小齿轮驱动组件和滑动轨道组件；其中，所述小齿轮驱动组件包括小齿轮支撑架，电机驱动部件，小齿轮，小齿轮轴，陶瓷轴承，透盖和端盖；所述小齿轮连接所述小齿轮轴；所述小齿轮轴通过所述陶瓷轴承固定在所述小齿轮支撑架的上端，所述陶瓷轴承装入所述小齿轮支架的上端；所述电机驱动部件通过所述透盖固定在所述小齿轮支撑架一面，所述电机驱动部件连接小齿轮轴；所述端盖固定在所述小齿轮支撑架另一面；所述滑动轨道组件包括弧型齿轮，滑动支撑杆，固定杆和固定体； 所述弧型齿轮通过所述固定杆和所述固定体固定； 所述弧型齿轮通过所述滑动支撑杆和所述小齿轮支撑架连接； 所述弧型齿轮与所述小齿轮啮合；所述电机驱动部件通过所述小齿轮轴带动所述小齿轮转动，所述小齿轮在所述弧形齿轮的啮合力作用下，沿着所述弧形齿轮做圆弧运动，并带动所述小齿轮支撑架摆动。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述解锁电磁铁系统包括微矩形气密电连接器，航空航天用高温柔软电线，电磁铁，衔铁，解锁电磁铁壳体和弹簧；所述微矩形气密电连接器固定在所述小齿轮支撑架底部，并连接所述电磁铁和所述航空航天用高温柔软电线；所述弹簧两端分别固定在所述电磁铁和所述解锁电磁铁壳体的槽中； 所述衔铁固定在所述解锁电磁铁壳体中；所述电磁铁壳体连接所述小齿轮支撑架，所述微矩形气密电连接器，电磁铁，衔铁和弹簧都在所述解锁电磁铁壳体内；所述电磁铁通电开锁，所述电磁铁吸引所述衔铁向上移动，所述电磁铁和所述衔铁克服两者间弹簧的阻力并最终相接，所述衔铁向上移动带动所述解锁电磁铁壳体向上移动；所述电磁铁断电闭锁，所述电磁铁消磁，所述弹簧回复原来长度，所述衔铁在所述弹簧力作用下与所述电磁铁分离，并带动所述解锁电磁铁壳体向下移动；所述解锁电磁铁壳体移动时通过所述流控阀把手夹紧套杆带动所述航天服流控阀把手做同向移动；所述电动机通过所述解锁电磁铁系统和与之相连的所述流控阀把手夹紧套杆，连接航天服流控阀，并以航天服流控阀的转动中心为圆心转动。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电动机系统还包括所述小齿轮轴通过所述陶瓷轴承与所述小齿轮支撑架上端两面的轴承孔相连接；所述电机驱动部件传动端穿过所述端盖和所述小齿轮支撑架一面的轴承孔，插入小齿轮轴一端连接孔中，所述透盖固定在所述小齿轮支撑架一面，所述电机驱动部件的电源端通过所述微矩形气密电连接器和所述航空航天用高温柔软电线与外部电源相连接，所述端盖固定在小齿轮支撑架另一面，固定在小齿轮支撑架另一面的轴承孔外端。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述解锁电磁铁系统还包括所述微矩形气密电连接器固定在所述小齿轮支撑架U型槽底部下段连接所述电磁铁上平面，上端连接所述航空航天用高温柔软电线；所述电磁铁固定在所述小齿轮支撑架下端，所述电磁铁连接面与所述小齿轮支撑架下端外表面相互固定；所述解锁电磁铁壳体上端开口，所述小齿轮支撑架装入所述解锁电磁铁壳体中，与所述小齿轮支撑架能相对滑动；所述解锁电磁铁壳体下端内部有阶梯形弹簧槽孔，所述衔铁中心有孔，固定在阶梯形弹簧槽孔梯沿位置；所述弹簧从所述衔铁中心穿过，上段固定在所述电磁铁下端的孔中，下段固定在阶梯形弹簧槽孔中。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述小齿轮轴为阶梯轴。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述小齿轮支撑架两面有轴承孔，底面有透孔。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述透盖和端盖采用螺钉固定在所述小齿轮支撑架上。
9.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电磁铁采用螺钉固定在所述小齿轮支撑架下底面；所述衔铁采用螺钉固定在所述解锁电磁铁壳体的上端阶梯槽的梯沿上。
10.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述流控阀把手夹紧套杆采用螺钉固定在所述电磁铁壳体下端。
全文摘要
本申请提供了一种航天服检测实验中航天服流控阀操作的装置，其中所述装置包括与航天服流控阀连接的流控阀把手夹紧套杆，与所述流控阀把手夹紧套杆连接的解锁电磁铁系统，以及，与所述解锁电磁铁系统连接的电动机系统；其中，所述流控阀把手夹紧套杆上设置与航天服流控阀连接的流控阀把手加紧套；所述解锁电磁铁系统通过流控阀把手夹紧套杆带动所述流控阀把手产生移动，用以解锁或闭锁航天服流控阀；所述电动机系统带动解锁电磁铁系统、所述流控阀把手夹紧套杆，进而带动航天服流控阀转动，从而完成航天服流控阀三个工作位置的切换。本申请能确保航天服实验检测的流畅，并节约资源，降低对航天服的损耗。
文档编号F16K31/04GK102518857SQ201110355910
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者何忠良, 刘庭伟, 周明连, 文剑, 梁彤芬, 武璐 申请人:北京交通大学