Патент на изобретение №2220079

(54) УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ПРЕДМЕТА НА ДВУХ ПОРУЧНЯХ КОСМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к средствам оперативной фиксации и расфиксации предмета на поверхности космического объекта. Например, при установке космонавтом на поверхности космического объекта образцов технологического и научного оборудования. Задачей настоящего изобретения является создание разъемного устройства жесткого безлюфтового удержания (фиксации) предмета на поручнях космического объекта, упрощение конструкции устройства фиксации. Устройство содержит несущую конструкцию для закрепления предмета и зажимы. При этом несущая конструкция выполнена в виде жесткой платформы с жестко установленными на ней зажимами, а число зажимов n3. Зона захвата зажимов соответствует конфигурации поручней, причем, по крайней мере, один из зажимов контактирует с поверхностью одного из поручней, а остальные жестко фиксируют платформу относительно поручней. Технический результат – упрощение конструкции устройства фиксации предмета, обеспечение надежности и удобства в обращении. 7 ил.

Изобретение относится к средствам оперативной фиксации и расфиксации предмета на поверхности космического объекта (КО). Например, при установке космонавтом на поверхности КО образцов технологического и научного оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению, взятым в качестве прототипа, является устройство фиксации предмета на поручне космического объекта (см. US 5893533 А, МПК⁶ B 64 G 4/00). Оно содержит зажим для крепления на поручне и несущую конструкцию (держатель), на которой закрепляется экспериментальное оборудование. Держатель соединен с зажимом через шаровой шарнир с регулируемым преднатягом. Зажим оснащен набором тарельчатых пружин для удержания оборудования. Это позволяет устанавливать зажим на поручнях разных диаметров. Зажим имеет три контактные зоны для распределения нагрузки по поручню. Система стержней позволяет прикладывать нагрузку к упомянутым трем зонам с помощью одного рычага. В шаровом шарнире использован пружинный прижим шарика к гнезду для фрикционной фиксации положения шарнирного соединения. Регулировка силы прижима в шарнире обеспечивается винтом с головкой для вращения винта.

Недостатком прототипа является его способность удерживать оборудование лишь на одном поручне. Это накладывает ограничения на величины допустимых инерционных параметров (масс, центровочных характеристик, моментов инерции) удерживаемого оборудования, обусловленные прочностью поручня.

Шаровой шарнир устройства прототипа удерживается от проворота при приложении внешней нагрузки силой трения. Причем оговаривается величина этой силы – 44,5 кг. Между тем, согласно нормативным документам, несущие конструкции, устанавливаемые на борту космического аппарата, должны выдерживать (с хорошим запасом прочности) 100 кг. Понятно, что устройство-прототип не может противостоять таким нагружениям и, как следствие, заданная ориентация экспериментального оборудования окажется нарушенной.

Зажим устройства рассчитан на поручень круглого сечения. Между тем, в действительности поручни на космических объектах не всегда круглого сечения. Так, в случае наиболее часто применяемого поручня квадратного сечения устройство-прототип вообще не может быть использовано.

Наконец, устройство-прототип имеет сложную конструкцию, что может явиться источником отказов в процессе эксплуатации.

Между тем, условия работы космонавта на поверхности космического объекта, а именно стесненность движений в скафандре, неудобства при манипуляции в перчатках, отсутствие, как правило, надежной опоры в невесомости при силовых манипуляциях с оборудованием, накладывают специфические требования к механизмам и устройствам, располагаемым на поверхности КО. А именно, указанные элементы оборудования должны быть простой конструкции, максимально надежны (прочны) и максимально удобны в обращении.

Задачей настоящего изобретения является создание разъемного устройства жесткого безлюфтового удержания (фиксации) предмета на поручнях космического объекта.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого изобретения является упрощение конструкции устройства фиксации предмета, обеспечение надежности и удобства в обращении.

Указанная задача достигается тем, что устройство фиксации предмета на двух поручнях космического объекта содержит несущую конструкцию для закрепления предмета и зажимы. При этом несущая конструкция выполнена в виде жесткой платформы с жестко установленными на ней зажимами, а число зажимов n3. Зона захвата зажимов соответствует конфигурации поручней, причем, по крайней мере, один из зажимов контактирует с поверхностью одного из поручней, а остальные – жестко фиксируют платформу относительно поручней.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1, 2, 3 представлен общий вид устройства фиксации в рабочем положении;
на фиг. 4, 5, 6, 7 показан процесс установки устройства фиксации (с закрепленным на нем предметом) на поручни КО.

На чертежах представлены следующие позиции:
1 – жесткая платформа;
2, 3, 4 – зажимы;
5, 6 – поручни;
7 – плоская площадка;
8 – фиксируемый предмет;
9 – зона захвата.

Предлагаемое устройство фиксации фиксируемого предмета 8 на двух поручнях 5, 6 космического объекта, фиг.1, 2, 3, содержит жесткую платформу 1 с жестко установленными на ней зажимами 2, 3, 4. Причем зона захвата 9 зажимов 2, 3 соответствует конфигурации поручня 5, установленного на корпусе КО. Зажим 4 выполнен с плоской площадкой 7, контактирующей с поверхностью поручня 6, также установленного на КО.

Рассмотрим функционирование предлагаемого технического решения.

При работе устройства жесткая платформа 1 с установленным на ней фиксируемым предметом 8 и зажимами 2, 3, 4 “размещается” космонавтом на поручни 5, 6. При этом на начальном этапе осуществляется корректировка (центрирование), фиг.4, 5, положения жесткой платформы 1 относительно поручней 5, 6. После чего осуществляется предварительное (сцепка), фиг.6, и последующее жесткое соединение, фиг.7, жесткой платформы 1 на поручнях 5, 6. При этом зажимы 2, 3 осуществляют жесткое соединение платформы 1 и поручня 5. После чего зажим 4 обеспечивает прижатие поручня 6 к плоской площадке 7 зажима 4. Указанный конструктивный прием обеспечивает жесткое соединение жесткой платформы 1 и поручней 5, 6 даже при наличии известных фактических отклонений расстояний между поручнями 5, 6 от штатных.

Если в устройстве-прототипе зажим имеет три контактные зоны для распределения нагрузки по поручню, то в предлагаемом устройстве сами зажимы разнесены на оба поручня. Указанное обстоятельство позволяет предлагаемому устройству фиксации противостоять значительным внешним нагружениям на фиксируемый предмет 8.

Изложенное позволяет утверждать следующее:
– предлагаемое техническое решение имеет существенно более простую (по сравнению с прототипом) конструкцию;
– обращение с предлагаемым устройством фиксации в условиях открытого космоса максимально просто;
– предлагаемое техническое решение обеспечивает сопротивляемость несущей конструкции устройства значительным (по сравнению с прототипом) внешним нагружениям;
– предлагаемое техническое решение лишено люфтов и обеспечивает постоянство заданной ориентации установленного на нем оборудования в течение всего срока эксплуатации;
– предлагаемое техническое решение пригодно к использованию при любых формах сечения поручней КО.

Формула изобретения

Устройство фиксации предмета на двух поручнях космического объекта, включающее несущую конструкцию для закрепления предмета, зажимы, отличающееся тем, что несущая конструкция выполнена в виде жесткой платформы с жестко установленными на ней зажимами, а число зажимов n3, причем один из зажимов выполнен с плоской площадкой, контактирующей с поверхностью одного из поручней, а остальные жестко фиксируют платформу относительно поручней, причем зона захвата этих зажимов соответствует конфигурации поручней.

РИСУНКИ