Устройство очистки остекления иллюминаторов с внешней стороны космических объектов для использования космонавтом в скафандре в условиях невесомости

Изобретение относится к инструментам для внекорабельной деятельности. Устройство содержит корпус (1), установленный на основании (2) с ручкой (3) и имеющий хотя бы одну глухую полость (14), в которой размещена тарель очистителя (4), имеющего рукоятку, согласованную с наддутой перчаткой скафандра. Одна сторона тарели покрыта чистящим материалом, а другая имеет расположенный в центральной части выступающий палец со сферической головкой, в которой имеется винт-ограничитель. Рукоятка выполнена в виде стержня с резьбовым участком и коническим углублением в торцевой части, соединена с тарелью муфтой и зафиксирована фигурным пружинным держателем (8). В одном торце муфты выполнено осевое резьбовое отверстие для присоединения рукоятки очистителя (4). В другом торце муфты, обращенном к сферической головке пальца, выполнено осевое отверстие для прохода пальца. Перпендикулярно продольной оси муфты выполнено боковое отверстие для размещения в нем сферической головки пальца с образованием сферического шарнира. Характерные размеры элементов устройства и отверстий выбраны из определённых соотношений. Техническим результатом является обеспечение эргономичности, надежности и безопасности устройства. 13 ил.

 

Изобретение относится преимущественно к инструментам, используемым космонавтом в скафандре, в условиях невесомости.

В течение многолетней непрерывной эксплуатации космических объектов, например, орбитальной станции, в частности МКС, происходит запыление остекления иллюминаторов с внешней стороны, снижение их оптических характеристик, что сказывается на качестве научных наблюдений, фото- и видеорегистрации. Очевидно, что решение задачи по очистке остекления иллюминаторов является актуальным и необходимым.

Известно устройство для отбора проб с внешней поверхности космического объекта путем взятия мазков (RU 2536746, опубл. 27.12.2014, МПК: G01N 1/02 (2006.01), B64G 4/00 (2006.01)). Данное устройство содержит корпус, в котором выполнена по меньшей мере одна глухая полость с резьбой и конической поверхностью на входе, в полость ввернут пробоотборник с ответной конической поверхностью, к корпусу прикреплена металлическая пластина, вырез в которой образует ручку для захвата рукой в наддутой перчатке скафандра (прототип).

В устройстве, принятом в качестве прототипа, отмечены следующие недостатки:

- ввернутый по резьбе пробоотборник вызывает неудобство, поскольку космонавт в скафандре кистью может выполнить только 1/4 часть оборота, при нескольких витках резьбы выворачивание и вворачивание становится утомительным для мелких мышц предплечья;

- вворачивание пробоотборника на первый виток резьбы, так называемое "наживление", при ограниченной подвижности кисти и отсутствии тактильной чувствительности пальцев в наддутой перчатке, вызывает большие затруднения, существует риск ввернуть пробоотборник в начале операции не по резьбе и ее нарушить;

- обеспечение гермосоединения пробоотборник/полость вызвано исключительно задачей возвращения пробоотборника на Землю в состоянии термоизоляции, что не является обязательным для других задач и усложняет технологию изготовления и применения.

Задачей изобретения является обеспечение эргономичности, надежности и безопасности при выполнении рабочих технологических операций космонавтом в скафандре в условиях невесомости.

Техническим результатом изобретения является обеспечение эргономичности, надежности и безопасности устройства при очистке остекления иллюминатора с внешней стороны космического объекта путем согласования его конструкции с функциональными возможностями космонавта в скафандре в условиях невесомости и локализации распространения технологических отходов, т.е. продуктов очистки. Конструкция устройства обеспечивает жесткую фиксацию взаимного углового положения плоскости тарели и оси рукоятки в диапазоне пространственного угла 60°, а также подвижное соединение тарели с рукояткой, обеспечивая полное прилегание плоскости тарели с чистящим материалом к поверхности остекления независимо от угла наклона рукоятки в диапазоне 0-60°.

Технический результат достигается тем, что устройство очистки остекления иллюминаторов с внешней стороны космических объектов для использования космонавтом в скафандре в условиях невесомости содержит установленный на основании с ручкой корпус, имеющий, по меньшей мере, одну глухую полость, в которой размещен очиститель, состоящий из рукоятки, согласованной с наддутой перчаткой скафандра, и тарели, одна сторона которой покрыта чистящим материалом, а другая сторона имеет расположенный в центральной части выступающий палец диаметром d4 и длиной l2 со сферической головкой d с винтом-ограничителем в ней, причем рукоятка зафиксирована закрепленным на основании фигурным пружинным держателем, выполнена в виде стержня с резьбовым участком и коническим углублением в торцевой части и соединена с тарелью муфтой длиной l, в одном торце которой выполнено ответное осевое резьбовое отверстие диаметром d1 и глубиной l1 для присоединения рукоятки очистителя, в другом торце муфты, обращенном к сферической головке пальца, выполнено осевое отверстие диаметром d2 для прохода упомянутого пальца, перпендикулярно продольной оси муфты выполнено боковое отверстие диаметром d3 для размещения в нем сферической головки пальца с образованием сферического шарнира, отверстия d2 и d3 соединены пазом шириной b, при этом учитывают выполнение следующих соотношений d1>d; d2>d4<d; d3>d; d4<d; ; ; ; b>d4<d.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами на фигурах 1-13.

Фиг. 1 - устройство очистки остекления иллюминаторов.

Фиг. 2 - вид устройства очистки остекления иллюминаторов по стрелке А.

Фиг. 3 - очиститель.

Фиг. 4 - тарель в сборе.

Фиг. 5 - тарель.

Фиг. 6 - рукоятка.

Фиг. 7 - фигурный пружинный держатель.

Фиг. 8 - муфта.

Фиг. 9 - вид муфты по стрелке А.

Фиг. 10 - муфта в аксонометрии.

Фиг. 11 - муфта в аксонометрии.

Фиг. 12 - муфта в разрезе в аксонометрии.

Фиг. 13 - положение сферической головки и резьбового участка рукоятки в полости муфты.

На представленных фигурах приняты следующие обозначения:

1 - корпус;

2 - основание;

3 - ручка;

4 - очиститель;

5 - тарель;

6 - рукоятка;

7 - муфта;

8 - фигурный пружинный держатель;

9 - сферическая головка;

10 - палец;

11 - винт;

12 - резьбовой участок рукоятки;

13 - коническое углубление;

14 - полость корпуса;

15 - чистящий материал;

d - диаметр сферической головки;

d1 - диаметр осевого резьбового отверстия в муфте;

d2 - диаметр осевого отверстия для прохода пальца;

d3 - диаметр бокового отверстия для размещения в нем сферической головки пальца;

d4 - диаметр пальца;

d5 - диаметр рукоятки;

l - длина муфты;

l1 - глубина резьбового отверстия;

l2 - длина пальца;

b - ширина паза.

Предложенное устройство (фиг. 1) содержит корпус 1, закрепленный на основании 2 с ручкой 3. В полость 14 корпуса 1 помещен очиститель 4 (фиг. 3), состоящий из рукоятки 6 (фиг. 6), согласованной с наддутой перчаткой скафандра, и тарели 5 (фиг. 4, 5), с одной стороны покрытой чистящим материалом 15, а с другой стороны имеющей в центральной части выступающий палец 10 диаметром d4 и длиной l1 со сферической головкой 9 и с винтом-ограничителем 11 в ней. Рукоятка очистителя 6 зафиксирована закрепленным на основании 2 фигурным пружинным держателем 8 (фиг. 1, 7) и выполнена в виде стержня с резьбовым участком 12 (фиг. 6), например, с резьбой M16×1,5 (ГОСТ 24705-2004) и коническим углублением 13 в торцевой части? и соединена с тарелью 5 муфтой 7 (фиг. 8, 9, 10, 11, 12) длиной l, в одном торце которой выполнено ответное осевое резьбовое отверстие диаметром d1 и глубиной l1 для присоединения рукоятки очистителя, в другом торце муфты 7 (фиг. 11), обращенном к сферической головке 9 пальца 10, выполнено осевое резьбовое отверстие диаметром d2 для прохода упомянутого пальца. Перпендикулярно продольной оси муфты 7 выполнено боковое отверстие диаметром d3 для размещения в нем сферической головки 9 пальца 10 с образованием сферического шарнира. Отверстия d2 и d3 соединены пазом шириной b, при этом учитывают выполнение следующих соотношений d1>d; d2>d4<d; d3>d; d4<d; ; ; ; b>d4<d.

Указанные зависимости установлены конструктивно исходя из базовой величины - диаметра d5 рукоятки 6 (фиг. 6), согласованной с наддутой перчаткой скафандра, то есть d1<d5, d1>d и т.д.

Порядок сборки устройства (фиг. 13): сферическую головку 9 с предварительно ввернутым винтом 11 через боковое отверстие d3, а палец 10 через паз b помещают в полость муфты 7, резьбовой участок 12 рукоятки 6 ввертывают в осевое резьбовое отверстие d1, тарель 5 очистителя 4 помещают в полость 14 корпуса 1, рукоятку очистителя 6 закрепляют в фигурном пружинном держателе 8.

Конструкция обеспечивает два режима эксплуатации устройства:

- если резьбовой участок 12 рукоятки 6 ввернут в резьбовое отверстие d1 муфты 7 до упора в сферическую головку 9, тарель 5 фиксируется неподвижно в диапазоне 0°-60° пространственного угла между осью рукоятки 6 и плоскостью тарели 5;

- если резьбовой участок 12 рукоятки 6 ввернут в резьбовое отверстие d1 муфты 7 без упора в сферическую головку 9, то есть с зазором, обеспечивается возможность постоянно выполнять наклоны рукоятки 6 относительно тарели 5 непосредственно в процессе рабочих движений очистителя 4 в диапазоне 0°-60° пространственного угла, обеспечивая при этом полное прилегание чистящего материала 15 тарели 5 к очищаемой поверхности.

Эксплуатация изобретения осуществляется следующим образом.

Космонавт доставляет на рабочее место устройство очистки в собранном виде (фиг. 1), отрегулированное на один из режимов использования по решению исполнителя, а именно: рукоятка 6 ввернута в муфту 7 до упора в сферическую головку 9 или без упора, т.е. с зазором. Удерживая очиститель 4 за рукоятку 6, космонавт расфиксирует рукоятку 6 из фигурного пружинного держателя 8, извлекает тарель 5 из полости 14 корпуса 1 и устанавливает тарель 5 чистящим материалом 15 на остекление иллюминатора. Затем космонавт, прижимая чистящий материал 15 тарели 5 к остеклению, выполняет возвратно-поступательные и круговые движения тарелью 5 по поверхности остекления. После завершения очистки космонавт помещает тарель 5 очистителя 4 в полость 14 корпуса 1, рукоятку 6 фиксирует в фигурном пружинном держателе 8, который обеспечивает быстродействие при отсоединении и закреплении рукоятки 6 очистителя 4.

Устройство очистки остекления иллюминаторов с внешней стороны космических объектов для использования космонавтом в скафандре в условиях невесомости, содержащее корпус, установленный на основании с ручкой и имеющий по меньшей мере одну глухую полость, в которой размещен очиститель, отличающееся тем, что очиститель состоит из рукоятки, согласованной с наддутой перчаткой скафандра, и тарели, одна сторона которой покрыта чистящим материалом, а другая сторона имеет расположенный в центральной части выступающий палец диаметром d4 и длиной l2 со сферической головкой диаметром d с винтом-ограничителем в ней, причем рукоятка зафиксирована закрепленным на основании фигурным пружинным держателем, выполнена в виде стержня с резьбовым участком и коническим углублением в торцевой части и соединена с тарелью муфтой длиной l, в одном торце которой выполнено ответное осевое резьбовое отверстие диаметром d1 и глубиной l1 для присоединения рукоятки очистителя, в другом торце муфты, обращенном к сферической головке пальца, выполнено осевое отверстие диаметром d2 для прохода упомянутого пальца, перпендикулярно продольной оси муфты выполнено боковое отверстие диаметром d3 для размещения в нем сферической головки пальца с образованием сферического шарнира, отверстия диаметрами d2 и d3 соединены пазом шириной b, при этом выполнены следующие соотношения: d1>d; d2>d4<d; d3>d; d4<d; l1<l; l2>l-l1; l3>l2; b>d4<d.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к космической технике, в частности к средствам фиксации в условиях невесомости элементов предметной среды, особенно инструментов. Протяженная рукоятка многофункционального инструмента для использования в условиях невесомости выполнена с продольным сквозным пазом.
Изобретение относится к космической технике и может использоваться в космических исследованиях для преодоления исследовательскими аппаратами ледяного покрова спутников и планет.

Изобретение относится к области инструментов для использования в космосе и предназначено для выполнения операций орбитального обслуживания космических аппаратов.
Изобретение относится к исследованиям материалов методом проб в условиях космического полета с целью обнаружения микроорганизмов космического происхождения. Способ предусмативает взятие проб с поверхностей орбитальной станции посредством стерилизованного и гермоизолированного на Земле пробозаборника.

Способ сборки оптико-механического блока космического аппарата относится к области космического оптического приборостроения и может быть использован при сборке, юстировке и калибровке крупногабаритных оптико-механических блоков, предназначенных для работы в космосе.

Группа изобретений относится к орбитальной заправке космических аппаратов (КА), например искусственных спутников. Система дозаправки содержит обслуживаемый (14) и обслуживающий (12) КА со средствами транспортировки топлива из баков КА (12) в баки КА (14).

Группа изобретений относится к инструментам и технологиям исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы. Устройство состоит из корпуса (1), выполненного, например, из фторопласта.
Изобретение относится к экспериментальным исследованиям в космическом пространстве. Способ включает взятие проб с помощью стерилизованного и гермоизолированного на Земле пробозаборника.

Изобретение относится к космической технике. Нож для использования космонавтом в скафандре в условиях невесомости содержит ручку и ножевое полотно с режущим лезвием.

Изобретение относится к космической технике. Нож для использования космонавтом в скафандре в условиях невесомости содержит ножевое полотно с режущими лезвиями и ручку.

Изобретение относится к космической технике, в частности к устройствам фиксации многофункционального инструмента с протяженной рукояткой для использования космонавтом в условиях невесомости с выполненным в рукоятке продольным сквозным пазом. В пазу рукоятки установлен узел фиксации, состоящий из двух одинаковых по размерам прямоугольных металлических рамок, каждая из которых имеет в поперечном сечении форму швеллера. Металлические рамки неподвижно соединены между собой своими плоскостями и образуют в поперечном сечении конфигурацию в виде двутавра. Паз в рукоятке инструмента выполнен непрерывным и глухим. Между металлическими рамками размещена идентичная по форме и размерам металлической рамке прокладка, выполненная из полимерного материала, обладающего свойством упругости и релаксационного расширения. В результате обеспечивается безопасность, эргономичность и надежность выполнения работ в условиях невесомости космонавтом. 8 ил.

Изобретение относится к инструментам для внекорабельной деятельности. Устройство содержит корпус, установленный на основании с ручкой и имеющий хотя бы одну глухую полость, в которой размещена тарель очистителя, имеющего рукоятку, согласованную с наддутой перчаткой скафандра. Одна сторона тарели покрыта чистящим материалом, а другая имеет расположенный в центральной части выступающий палец со сферической головкой, в которой имеется винт-ограничитель. Рукоятка выполнена в виде стержня с резьбовым участком и коническим углублением в торцевой части, соединена с тарелью муфтой и зафиксирована фигурным пружинным держателем. В одном торце муфты выполнено осевое резьбовое отверстие для присоединения рукоятки очистителя. В другом торце муфты, обращенном к сферической головке пальца, выполнено осевое отверстие для прохода пальца. Перпендикулярно продольной оси муфты выполнено боковое отверстие для размещения в нем сферической головки пальца с образованием сферического шарнира. Характерные размеры элементов устройства и отверстий выбраны из определённых соотношений. Техническим результатом является обеспечение эргономичности, надежности и безопасности устройства. 13 ил.

Наверх