Патент на изобретение №2230008

(54) УСТРОЙСТВО КРЕПЛЕНИЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ НАХОДЯЩЕГОСЯ НА ОРБИТЕ КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к космической технике, а именно к средствам обеспечения внекорабельной деятельности оператора. Устройство крепления преимущественно для находящегося на орбите космического корабля содержит корпус с центральным отверстием под такелажный штырь и с пазами под направляющие выступы на опорной поверхности, элементы для установки полезного груза, механизм подтягивания к опорной поверхности. Корпус выполнен в виде основания с выступающей частью, снабженной наружной резьбой, при этом центральное отверстие выполнено сквозным и проходящим через выступающую часть корпуса. Механизм подтягивания к опорной поверхности выполнен в виде навинченной на выступающую часть корпуса гайки, в которой установлен упорный подшипник, поджатый пакетом тарельчатых пружин, расположенных между упорным подшипником и упором гильзы, которая установлена с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса в центральном отверстии выступающей части корпуса. На упоре гильзы на оси вращения, смещенной относительно продольной оси корпуса, установлена защелка фиксации такелажного штыря, а гайка снабжена рукоятками. Пазы под направляющие выступы на опорной поверхности выполнены с одной стороны основания корпуса, а со стороны выступающей части корпуса выполнены элементы для установки полезного груза. При этом элементы для установки полезного груза выполнены в виде заплечиков, расположенных со стороны выступающей части корпуса. Технический результат – создание устройства крепления, обеспечивающего механическое соединение с опорными поверхностями. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к космической технике, а именно к средствам обеспечения внекорабельной деятельности оператора.

Известно устройство по изобретению [1], представляющее собой устройство захвата, содержащее тросовую систему захвата и подтягивания за такелажный штырь, имеющий возможность центрироваться прямоугольной полостью за конические выступы на опорной поверхности изделия, и для фиксации использующее электрическую энергию космического корабля (КА).

Однако указанное устройство не может быть использовано для закрепления на такелажных штырях, установленных на существующих космических аппаратах, так как они имеют другую конфигурацию.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности – прототипом является устройство крепления преимущественно для находящегося на орбите космического корабля, [2], захватывающееся за такелажный штырь на опорной поверхности для переноса полезного груза, имеющего опорную поверхность “b”, содержащее корпус с центральным отверстием под такелажный штырь и с пазами под направляющие выступы на опорной поверхности, элементы для установки полезного груза, механизм подтягивания к опорной поверхности. Устройство крепления, используемое в дистанционной манипуляционной системе, представляет собой конечный элемент в виде тросового механизма захвата и подтягивания и дистанционно управляемой приводной системы с электрическими соединителями, потребляющей электрическую энергию космического корабля.

Однако конструкция устройства крепления не позволяет устанавливать посредством его полезные грузы, при этом ограничена зона использования такелажного штыря, размещенного на внешней поверхности находящегося на орбите космического корабля; для обеспечения крепления полезного груза необходим расход электрической энергии КА, наличие электрических соединений с КА, средств управления установки на КА или полезном грузе.

Задачей изобретения является создание устройства крепления, обеспечивающего механическое соединение с опорными поверхностями, например, на корпусе космического корабля, с последующей установкой полезных грузов, например грузовой стрелы модернизированной, без приводной системы, без потребления энергии космического корабля и позволяющего совершать многоразовую установку (снятие) устройства крепления вручную одним оператором.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве крепления преимущественно для находящегося на орбите космического корабля, содержащем корпус с центральным отверстием под такелажный штырь и с пазами под направляющие выступы на опорной поверхности, элементы для установки полезного груза, механизм подтягивания к опорной поверхности, в отличие от известного корпус выполнен в виде основания с выступающей частью, снабженной наружной резьбой, при этом центральное отверстие выполнено сквозным и проходящим через выступающую часть корпуса, а механизм подтягивания к опорной поверхности выполнен в виде навинченной на выступающую часть корпуса гайки, в которой установлен упорный подшипник, поджатый пакетом тарельчатых пружин, расположенных между упорным подшипником и упором гильзы, которая установлена с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса в центральном отверстии выступающей части корпуса, при этом на упоре гильзы на оси вращения, смещенной относительно продольной оси корпуса, установлена защелка фиксации такелажного штыря, а гайка снабжена рукоятками, кроме того, пазы под направляющие выступы на опорной поверхности выполнены с одной стороны основания корпуса, а со стороны выступающей части корпуса выполнены элементы для установки полезного груза.

При этом элементы для установки полезного груза предлагается выполнить в виде заплечиков, расположенных со стороны выступающей части корпуса.

В устройстве крепления также предлагается каждую из рукояток установить на гайке посредством оси, которая размещена в выступе гайки, причем на выступе гайки выполнить пазы под подпружиненный фиксатор, установленный в полости рукоятки.

Усовершенствование устройства крепления позволит производить многократную установку (снятие) на такелажный штырь опорной поверхности любых полезных грузов различного назначения чисто механическим путем одним оператором при внекорабельной деятельности без использования электрической энергии космического корабля.

Реализацию устройства крепления рассмотрим на примере конструкции, представленной на фиг.1-5:

на фиг.1 представлен общий вид устройства крепления в незатянутом состоянии;

на фиг.2 – сечение основания корпуса со стороны пазов;

на фиг.3 – общий вид устройства крепления в затянутом состоянии;

на фиг.4 – вид сверху на устройство крепления;

на фиг.5 – конструкция устройства крепления с заплечиками и складывающимися рукоятками.

Устройство крепления содержит корпус, выполненный в виде основания 1 с выступающей частью 2, снабженной наружной резьбой, при этом центральное отверстие выполнено сквозным и проходящим через выступающую часть 2 корпуса под такелажный штырь 3 и с пазами 4 на основании 1 корпуса под направляющие выступы 5 на опорной поверхности 6, элементы 7 для установки полезного груза. Механизм подтягивания к опорной поверхности 6 выполнен в виде навинченной на выступающую часть 2 корпуса гайки 8, в которой установлен упорный подшипник 9, поджатый пакетом тарельчатых пружин 10, расположенных между упорным подшипником 9 и упором 11 гильзы 12. Гильза 12 установлена с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса в центральном отверстии выступающей части 2 корпуса, при этом на упоре 11 гильзы 12 на оси вращения 13, смещенной относительно продольной оси корпуса, установлена защелка 14 фиксации такелажного штыря 3. Гайка 8 снабжена рукоятками 15. Элементы 7 для установки полезного груза выполнены со стороны выступающей части 2 корпуса.

Устройство крепления устанавливается следующим образом.

Перед установкой устройства крепления на опорную поверхность 6 защелка 13 фиксации такелажного штыря, установленная на упоре 12 гильзы 11 на оси вращения 14, смещенной относительно продольной оси корпуса, переводится в открытое положение для беспрепятственного прохода такелажного штыря 3 через центральное отверстие в выступающей части 2 корпуса. Гайка 8 за рукоятки 15 доворачивается до упора на выступающую часть 2 корпуса против часовой стрелки, что соответствует незатянутому положению устройства крепления и для упрощения процесса установки обозначается стрелкой с надписью “ОТКРЫТО”. Для выбора люфта между упорным подшипником 9, пакетом тарельчатых пружин 10, установленных в полость гайки 8, и упором 12 гильзы 11 используется пружинный компенсатор 22. Устройство крепления устанавливается на опорную поверхность 6 таким образом, чтобы пазы 4 на поверхности основания 1 корпуса совпали с направляющими выступами 5 опорной поверхности 6, а такелажный штырь 3 прошел сквозь центральное отверстие выступающей части 2 корпуса. После установки устройства крепления на опорную поверхность 6 защелка 13, установленная на оси вращения 14, переводится в закрытое положение, причем такелажный штырь 3 заходит в дугообразный паз защелки 13 до упора. Для облегчения работы оператора между защелкой 13 и верхней торцевой поверхностью упора 12 гильзы 11 на оси вращения 14 установлена распорная пружина 23, создающая гарантированный зазор “b” между нижним торцом защелки 13 и верхней торцевой поверхностью упора 12 гильзы 11.

Вращением гайки 8 за рукоятки 15 по часовой стрелке, что соответствует процессу затягивания, и для упрощения процесса установки обозначается стрелкой с надписью “ЗАКРЫТО”, производится выбор зазора “h” между нижней торцевой поверхностью головки такелажного штыря 3 и верхней торцевой поверхностью защелки 13. Упорный подшипник 9 обеспечивает значительное уменьшение силы трения между гайкой 8, пакетом тарельчатых пружин 10 и нижней торцевой поверхностью упора 12 гильзы 11. Затем при дальнейшем вращении гайки 8 за рукоятки 15 по стрелке “ЗАКРЫТО” происходит сжатие распорной пружины 23, выбор зазора “b” и центрирование наружного конуса защелки 13 по конусу упора 12 гильзы 11. При продолжении вращения гайки 8 за рукоятки 15 по стрелке “ЗАКРЫТО” пакет тарельчатых пружин 10 сжимается и создает возрастающее усилие на нижнюю торцевую поверхность головки такелажного штыря 3. Вращение гайки 8 за рукоятки 15 производится до ее касания нижней торцевой поверхности упора 12 гильзы 11. Сила подтягивания устройства крепления к опорной поверхности 6 достигает заданной величины при определенной жесткости пакета тарельчатых пружин 10 или определяется расстоянием между нижней торцевой поверхностью упора 12 гильзы 11 и верхним торцом гайки 8, что определяется расчетным или экспериментальным путем. При демонтаже устройства крепления с опорной поверхности 6 работы проводятся в обратной последовательности. Транспортирование, установка и демонтаж устройства крепления производятся за ручки 25.

Такая конструкция может быть использована для крепления любых полезных грузов, габариты которых позволяют им выполнить полость, необходимую для фиксации за элементы установки полезного груза 7 устройства крепления.

Для установки полезных грузов со стыковочными устройствами ограниченных габаритов, например грузовой стрелы модернизированной, используемой для перемещения грузов преимущественно за пределами находящегося на орбите космического корабля, предпочтительно применить конструкцию с уменьшенной зоной, занимаемой рукоятками, для чего рукоятки выполняются складывающимися, а элементы для установки полезного груза выполнены в виде заплечиков 16.

Все операции по установке устройства крепления со складывающимися рукоятками 15 и заплечиками 16 на опорную поверхность 6 соответствуют операциям, описанным выше, за исключением того, что перед установкой устройства крепления, кроме защелки 13, переводятся в открытое положение и рукоятки 15, установленные на гайке 8 посредством осей 17, которые размещены в выступах 18 гайки 8, для чего рукоятки 15 из нижнего фиксированного положения переводятся в верхнее фиксированное положение, при этом каждый из фиксаторов 20, установленных в полостях рукояток 15, преодолевая усилие пружины 21, выходит из нижнего паза фиксации и западает в верхний паз фиксации 19, выполненные на выступе 18 гайки 8. После окончания подтягивания устройства крепления к опорной поверхности 6 рукоятки 15 переводятся из верхнего фиксированного положения в нижнее фиксированное положение таким образом, чтобы одна из рукояток 15 находилась перед ограничивающим штифтом 24 со стороны, исключающей поворот гайки 8 на самоотвинчивание.

Использование предлагаемого устройства крепления позволяет производить многократную установку (снятие) на такелажный штырь опорной поверхности любых полезных грузов различного назначения чисто механическим путем одним оператором при внекорабельной деятельности без использования электрической энергии космического корабля.

Источники информации

[1] US 4105241 A, 08.08.1978.

[2] US 4955654 А, 11.09.1990.

Формула изобретения

1. Устройство крепления преимущественно для находящегося на орбите космического корабля, содержащее корпус с центральным отверстием под такелажный штырь и с пазами под направляющие выступы на опорной поверхности, элементы для установки полезного груза, механизм подтягивания к опорной поверхности, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде основания с выступающей частью, снабженной наружной резьбой, при этом центральное отверстие выполнено сквозным и проходящим через выступающую часть корпуса, а механизм подтягивания к опорной поверхности выполнен в виде навинченной на выступающую часть корпуса гайки, в которой установлен упорный подшипник, поджатый пакетом тарельчатых пружин, расположенных между упорным подшипником и упором гильзы, которая установлена с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса в центральном отверстии выступающей части корпуса, при этом на упоре гильзы на оси вращения, смещенной относительно продольной оси корпуса, установлена защелка фиксации такелажного штыря, а гайка снабжена рукоятками, кроме того, пазы под направляющие выступы на опорной поверхности выполнены с одной стороны основания корпуса, а со стороны выступающей части корпуса выполнены элементы для установки полезного груза.

2. Устройство крепления по п.1, отличающееся тем, что элементы для установки полезного груза выполнены в виде заплечиков, расположенных со стороны выступающей части корпуса.

3. Устройство крепления по п.1, отличающееся тем, что каждая из рукояток установлена на гайке посредством оси, которая размещена в выступе гайки, причем на выступе гайки выполнены пазы под подпружиненный фиксатор, установленный в полости рукоятки.

РИСУНКИ