Активное устройство фиксации полезного груза преимущественно к корпусу находящегося на орбите космического корабля

Изобретение относится к средствам и инструментам внекорабельной деятельности. Предлагаемое активное устройство фиксации использует привод инструмента манипулятора. На переднем торце корпуса устройства выполнены профилированные направляющие выступы. Выдвижная штанга выполнена в виде головки и самотормозящейся пары, взаимодействующей с указанным инструментом. Управляемые защелки головки снабжены элементами фиксации. В кинематической цепи привода установлена тормозная муфта для фиксации полезного груза. На заднем торце корпуса выполнен такелажный элемент с профилированными выступами и мишень для наведения манипулятора. Техническим результатом изобретения является создание механизма для многоразовой стыковки, управляемого с помощью одного привода манипулятора. 2 ил.

 

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам крепления полезного груза переносного рабочего места и обеспечения внекорабельной деятельности оператора при дистанционном управлении процессом переноса манипулятором полезного груза и закрепления его на внешней поверхности космического объекта.

Известна кисть манипулятора (Патент США №4955654, 1990) в системе дистанционного управления для захвата объекта, включающая средства захвата объекта со средствами центровки, средства контроля момента, прилагаемого к средствам центровки, средства управления выходным сигналом привода.

Однако указанное средство не позволяет в автоматическом режиме, например при помощи манипулятора, стыковать полезные грузы с приемным узлом или использовать этот узел для закрепления устройства захвата манипулятора в процессе перемещения («шагания») самого манипулятора по поверхности космического объекта.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство стыковки типа «штырь-конус» (см. Сыромятников B.C. «Стыковочные устройства космических аппаратов». - М.: Машиностроение, 1984). Оно состоит из двух частей, одна из которых содержит выдвижную штангу с головкой с защелками, оснащенную управляемыми защелками, и выдвигающиеся выравнивающие рычаги, снабженные приводом с шариковинтовой парой, головка установлена на конце штанги с датчиками касания и положения защелок. Другая часть устройства выполнена в виде корпуса с узлом, имеющим внутреннюю коническую поверхность, заканчивающуюся центральным цилиндрическим приемным отверстием со специальными боковыми прорезями для окончательного ориентирования двух стыкующихся объектов и упорами для обеспечения механического захвата. Выполнение операции подтягивания одного космического объекта к другому, выравнивание по тангажу и рысканию до соприкосновения торцов объектов производится одним приводом, а окончательная стыковка до обеспечения силового закрытия стыка с обеспечением герметичности и соединение электро- и гидроразъемов другим приводом.

Описанная выше конструкция предназначена для взаимодействия двух объектов, имеющих большие массово-инерционные характеристики и в начальном периоде стыковки значительные допускаемые рассогласования по углам тангажа и рыскания продольных осей объектов.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявляемого устройства, является обеспечение установки на поверхности космического объекта перемещаемого полезного груза с созданием электрического и механического интерфейсов между грузом и космическим объектом при помощи одного привода манипулятора.

Результат достигается тем, что в активном устройстве фиксации полезного груза преимущественно к корпусу находящегося на орбите космического корабля, содержащем корпус, выравнивающие рычаги и выдвижную штангу, снабженные приводом с шариковинтовой парой, головку с защелками, установленную на конце штанги, датчики касания и положения защелок, в отличие от известного, на стыковочной плоскости корпуса выполнены профилированные направляющие выступы, выдвижная штанга выполнена в виде самотормозящейся пары, взаимодействующей с инструментом манипулятора, и головки, управляемые защелки которой снабжены элементами фиксации положения защелок, в кинематической цепи привода установлена тормозная муфта для фиксации полезного груза, на торце корпуса, противоположном стыковочной плоскости, выполнен такелажный элемент с профилированными выступами и мишень для наведения манипулятора.

Наличие направляющих выступов на активном устройстве фиксации и взаимодействующем с ним пассивном устройстве фиксации позволяет произвести выбор погрешностей подвода устанавливаемого манипулятором полезного груза, закрепленного к активному устройству, и обеспечивает точное совмещение осей и плоскостей стыка устройств для последующего процесса стыковки элементов электросоединителей.

В процессе стыковки двух устройств головка штанги может совершать продольные возвратно-поступательное движения с остановками в следующих положениях, создаваемых прямым или обратным включением или выключением привода манипулятора:

- «конечное» положение, при котором головка захвата втянута и защелки выставлены;

- «исходное» положение, при котором головка захвата выдвинута на определенный размер относительно «конечного» положения, защелки выставлены;

- «переднее» положение, при котором головка захвата выдвинута на определенный размер относительно «исходного» положения, защелки убраны.

Суть изобретения поясняется чертежами, на которых приведены:

на фиг. 1 - сечение активного устройства фиксации со штангой и головкой;

на фиг. 2 - вид на передний торец активного устройства фиксации с электросоединителями.

Предлагаемое устройство содержит корпус 1, к внешней поверхности которого крепится кронштейн для полезного груза, на переднем торце корпуса установлено кольцо 2 с профилированными направляющими выступами 3 и блок вилок электросоединителей 4 для последующей стыковки с блоком розеток электросоединителей взаимодействующего устройства, закрепленного на космическом объекте. Внутри корпуса активного устройства установлен привод в виде штанги, оканчивающийся головкой захвата 5 с защелками 6, и силовая кинематическая передача для выдвижения или втягивания головки 5. Механизм выдвижения 8, приводимый во вращение от внешнего источника, через крестовины 9 и 10, далее через зубчатую пару 11, вал 12, через колесо 13 передает вращение на винтовую самотормозящуюся пару гайка-винт 14-15, выполняющую функцию выдвижения-втягивания головки. На гайке жестко закреплена цилиндрическая шестерня, входящая в зацепление с зубчатым колесом 16, передающим вращение на тормозную муфту 17. Внешний корпус муфты жестко соединен с корпусом 1. Для силового сцепления корпуса заявляемого устройства, например, с устройством захвата манипулятора, на его торце установлен такелажный элемент 18 с профилированными выступами 19. На такелажном элементе 18 установлена мишень 20 для совмещения осей активного и пассивного устройств фиксации. Защелки головки имеют возможность выставляться-убираться в зависимости от требуемого положения относительно пассивного устройства фиксации.

Электрические связи с блока электросоединителей 4 для подключения к электросети полезного груза выведены на плату электросоединителей 21, расположенную на внешней поверхности корпуса, к которой непосредственно пристыковываются ответные электросоединители полезного груза.

Активное устройство фиксации функционирует в следующей последовательности после его закрепления на манипуляторе:

- сближение данного устройства с пассивным устройством фиксации производится с использованием обратной связи по мишени, расположенной на корпусе пассивного устройства. При этом головка активного устройства находится в "конечном" втянутом положении, защелки головки выставлены. Сближение производится до контакта направляющих выступов на корпусах обох устройств с последующим скольжением выступов относительно друг друга и разворотом активного устройства по крепу и тангажу за счет работы приводов манипулятора до совмещения стыков устройств. Затем происходит выдвижение головки до «исходного» положения. При этом защелки головки активного устройства складываются и, пройдя в гнездо пассивного устройства фиксации, выставляются, и дают информацию об образовании механического захвата с одновременной выдачей сигналов о сцепке датчиками защелок головки захвата за упор пассивного устройства фиксации.

Следующим этапом стыковки устройств является процесс образования силового стыка за счет втягивания головки штанги при включении инструмента манипулятора в обратную сторону, головка перемещается к положению "конечное" до контакта защелок головки захвата с упором приемного гнезда пассивного устройства, и, одновременно, головка захвата перемещает подвижную платформу пассивного устройства. Движение платформы продолжается до положения, при котором происходит соединение вилки и розетки электросоединителей.

После отсоединения манипулятора от устройства фиксации активное удержание силового стыка обеих устройств осуществляет тормозная муфта активного устройства.

Расстыковка устройств производится в следующей последовательности:

- для раскрытия стыка вращение инструмента манипулятора происходит в обратном, относительно затяжки, направлении. Выдвижение головки захвата идет из "конечного" положения в "исходное". При этом пружины пассивного устройства перемещают подвижную платформу до "исходного" положения и расстыковывают электросоединители, с одновременным срабатыванием датчиков пассивного устройства фиксации;

- выход головки захвата из пассивного устройства включением инструмента в прямом направлении, головка захвата выдвигается относительно "исходного" положения в "переднее" положение; при этом защелки головки убираются; включением манипулятора на отвод производится вывод устройства фиксации активного из пассивного устройства;

- перевод головки захвата в конечное положение; после вывода головки захвата из приемного гнезда пассивного устройства выполняется включением инструмента манипулятора в обратном направлении для выставления защелок и перевода головки захвата в "конечное" положение.

Литература

1. Патент США №4955654, 1990.

2. Сыромятников B.C. Стыковочные устройства космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1984.

Активное устройство фиксации полезного груза преимущественно к внешней поверхности находящегося на орбите космического корабля, содержащее корпус, выравнивающие рычаги и выдвижную штангу, снабженные приводом с шариковинтовой парой, головку с защелками, установленную на конце штанги, датчики касания и положения защелок, отличающееся тем, что на стыковочной плоскости корпуса выполнены профилированные направляющие выступы, выдвижная штанга выполнена в виде самотормозящейся пары, взаимодействующей с инструментом манипулятора, и головки, управляемые защелки которой снабжены элементами фиксации положения защелок, в кинематической цепи привода установлена тормозная муфта для фиксации полезного груза, на торце корпуса, противоположном стыковочной плоскости, выполнен такелажный элемент с профилированными выступами и мишень для наведения манипулятора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к стыковочным средствам и инструментам внекорабельной деятельности. Устройство содержит корпус (1), закрепленный на внешней поверхности космического корабля, с кольцом (2), имеющим направляющие выступы (3) и датчики касания (4) с взаимодействующим активным устройством (АУ).

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для защиты Земли и космических аппаратов (КА) от астероидно-кометной опасности (АКО). Выводят на орбиту КА со средствами аппаратуры наблюдения (АН) на базе телескопов, первичной обработки изображений и непрерывной прямой двусторонней радиосвязи, устанавливают АН на Луне, синхронизируют КА-телескопы по шкале единого времени, размещают главную оптическую ось АН каждого КА в точках Лагранжа, поочередно сканируют и получают изображения участков небесной сферы, определяют координаты и блеск наблюдаемых небесных объектов (НО), принимают и обрабатывают на наземном пункте управления изображения с зафиксированными новыми НО, с помощью информационно-аналитического центра мониторинга АКО собирают, обрабатывают, анализируют, систематизируют, каталогизируют и хранят информацию об объектах АКО, строят динамику перемещений НО во времени и пространстве, вычисляют орбиты НО, регулярно обновляют и передают потребителям информацию об уточненных параметрах НО, оценивают степень угрозы математическим методом, основанным на критерии минимума среднего риска и зависящим от стоимости ложной тревоги, вероятности отсутствия столкновения, условной вероятности ложной тревоги, весового множителя, стоимости ущерба при столкновении, вероятности столкновения, условной вероятности пропуска столкновения, плотности вероятности положения КА или Земли в пространстве, отношения правдоподобия, плотности вероятности положения опасных космических объектов в пространстве, принимают решения о дальнейших действиях.

Группа изобретений относится к защите космического объекта (КО) от высокоскоростных микрометеороидных или техногенных частиц. Способ включает определение предполагаемого места пробоя гермооболочки пилотируемого КО указанными частицами.

Изобретение относится к области микроробототехники, в которой основными подвижными элементами конструкции являются устройства микросистемной техники, выполненные по технологиям микрообработки кремния.

Изобретение относится к способу установки крепежного приспособления, такого как кронштейн, на конструкцию корпуса транспортного средства для монтажа или крепления предметов или систем к конструкции.
Изобретение относится к способу калибровки элементов внутреннего ориентирования съемочной аппаратуры космического базирования, которая включает в себя мультиспектральный и монохроматический каналы.

Изобретение относится к газоразрядным (плазменным) приборам для проверки изделий, в т.ч. космических аппаратов (КА), на герметичность.

Изобретение относится преимущественно к инструментам, используемым космонавтом в открытом космосе. Устройство содержит корпус из химически, термически, механически устойчивого и γ-проницаемого материала.

Изобретение относится к защитным средствам при транспортировке и стыковке/отделении изделий ракетно-космической техники и их частей, в частности применительно к аппаратуре (пикоспутнику - ПС) типа CubeSat.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для разворота и фиксации оборудования, размещенного на КА. Устройство разворота и фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры содержит подвижную раму с упорами, основание с опорной площадкой для гермоконтейнера, привод разворота подвижной рамы, дублирующий привод, зубчатое колесо, кривошип, подпружиненную тягу, шестерню, гермоконтейнер со сферическими опорами, кронштейны, зубчатый сектор.

Изобретение относится к стыковочным средствам и инструментам внекорабельной деятельности. Устройство содержит корпус (1), закрепленный на внешней поверхности космического корабля, с кольцом (2), имеющим направляющие выступы (3) и датчики касания (4) с взаимодействующим активным устройством (АУ).

Изобретение относится к способам создания в космосе связки космического аппарата (КА) с космическим объектом (КО). Контролируют положение в пространстве троса (2), развернутого с борта КА (1), используя датчики видеонаблюдения (4) на КА и/или датчики положения (5) на тросе.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в головных обтекателях (ГО) ракет космического назначения (РКН). ГО для РКН представляет собой трехслойную конструкцию из полимерных композиционных материалов в виде двухстворчатой оболочки переменной кривизны, содержит внешний несущий слой из углепластика, внутренний несущий слой, металлический сотовый заполнитель в виде одинаковых по массе и размеру пластин с термитно-зажигающей смесью (ТЗС) с окислителем, которым является хлорат калия или перхлорат калия, порошкообразным металлом, которым является магний, или алюминий, или титан, или сплав, и связующим, которым является коллоксилин.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в устройствах разделения элементов ракет. Безимпульсный делитель, установленный на разделяемой оболочке пространственной формы, содержит детонирующий удлиненный заряд (ДУЗ), инициатор ДУЗа, вставку в виде выступа П-образной формы с завулканизированным эластомером, Г-образную разрезную пластмассовую втулку.

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано для разделения силовых конструкций космических аппаратов. Система разделения (СР) содержит силовые узлы в виде двух силовых элементов, охватывающих шпангоуты разделяемых конструкций с обеспечением направления вектора нагрузки через нейтральные оси шпангоутов разделяемых конструкций, бандаж в виде каната из свитых между собой проволок, пироузлы, толкатели отделения.

Изобретение относится к малым космическим аппаратам, выводимым на орбиту из транспортно-пускового контейнера (ТПК) (напр., при возвращении грузового корабля после его расстыковки с МКС).

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для разделения и сброса головного обтекателя (ГО) ракеты-носителя (РН). Устройство разделения и сброса ГО РН содержит створки с возможностью вращения, толкатели, опирающиеся на фитинги РН, хвостовик со сферическими законцовками, пружины с противоположным направлением навивки и установленные одна в другую.

Изобретение относится к управлению движением космического объекта (КО), например пилотируемого КО, после его отделения от другого КО, например ракеты-носителя (РН).

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам отделения космического аппарата. Устройство отделения КА содержит разъединяемое удерживающее устройство между несущей конструкцией с отверстием и КА с отверстием с выступами для фиксации упора, механические замки со стержнем с шайбой и гайкой, упором и отверстием со смещением относительно оси стержня, фиксирующее звено, удерживающее звено с выемкой на оси вращения.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и предназначено для крепления пиротехнических узлов с остаточной деформацией после их срабатывания, преимущественно пироножей.

Изобретение относится к космической технике и предназначено для обеспечения автоматической стыковки космических аппаратов. Стыковочное устройство для космических аппаратов содержит стыковочный агрегат со шпангоутом, закрепленным на корпусе космического аппарата, и крышку люка, на внешней стороне которой закреплен приемный конус, заканчивающийся гнездом в форме стакана с продольными прорезями. На дне гнезда установлен разъем «розетка» и стыковочный механизм, опирающийся на конус и заканчивающийся хвостовиком с разъемом «вилка» и пружинными толкателями. Разъемы «розетка-вилка» состыкованы. На внешней стороне стыковочного механизма установлена штанга с головкой захвата. Штанга содержит датчики касания, подпружиненные защелки, электропривод которых и электропривод штанги установлены внутри корпуса стыковочного механизма. Цепи управления электроприводами и сигнальные цепи датчиков касания выведены через состыкованные разъемы на разъем крышки люка. Техническим результатом изобретения является обеспечение андрогинности устройства за счет трансформации стыковочного устройства активного в стыковочное устройство пассивное. 1 ил.

Изобретение относится к средствам и инструментам внекорабельной деятельности. Предлагаемое активное устройство фиксации использует привод инструмента манипулятора. На переднем торце корпуса устройства выполнены профилированные направляющие выступы. Выдвижная штанга выполнена в виде головки и самотормозящейся пары, взаимодействующей с указанным инструментом. Управляемые защелки головки снабжены элементами фиксации. В кинематической цепи привода установлена тормозная муфта для фиксации полезного груза. На заднем торце корпуса выполнен такелажный элемент с профилированными выступами и мишень для наведения манипулятора. Техническим результатом изобретения является создание механизма для многоразовой стыковки, управляемого с помощью одного привода манипулятора. 2 ил.

Наверх