[發明專利]一種內置鉸鏈式空間艙門展收機構有效

申請號：	201410559432.6	申請日：	2014-10-20
公開（公告）號：	CN104309819A	公開（公告）日：	2015-01-28
發明（設計）人：	穆星科;彭波;賈磊;張慶利;宋春雨;王悅;張濤;姚世東;孔文秦;王濤;徐方舟;石小亮	申請（專利權）人：	中國運載火箭技術研究院
主分類號：	B64G1/22	分類號：	B64G1/22
代理公司：	中國航天科技專利中心 11009	代理人：	陳鵬
地址：	100076 北京***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種內置鉸鏈空間艙門機構
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于機械領域，涉及一種空間艙門展收機構，用于完成航天飛機對開式艙門的開閉動作。

背景技術

航天飛機一般會在有效載荷艙內裝載一定數量的有效載荷執行預定任務，要求在太空中打開有效載荷艙門，釋放有效載荷，在機動時關閉艙門，并且多次可重復使用。如美國的航天飛機、X-37B等飛行器通過展收機構執行有效載荷艙門的打開和關閉動作。

航天飛機外表面一般會設計一層熱防護外殼，避免飛行器再入返回大氣層時發生燒蝕。航天飛機有效載荷艙門外層熱防護結構是保證艙門結構與機構工作的必要部件，但是現有的航天飛機及X37B等飛行器在設計艙門展收機構時，為避免艙門打開過程中，熱防護層及周圍結構互相干涉，將其艙門鉸鏈布置在飛行器外表面，從而使得外置鉸鏈面臨嚴酷的高溫熱環境，使其熱防護設計非常困難，并帶來一定的安全風險。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種用于航天飛機對開式艙門開閉動作的艙門展收機構，并將艙門鉸鏈布置到熱防護層內部，解決航天飛機有效載荷艙門的開閉和鉸鏈熱防護問題，內置鉸鏈式的艙門展收機構設計，在保證艙門正常開閉動作的前提下有效簡化了鉸鏈的熱防護問題，同時通過巧妙的機構運動原理設計，避免了熱防護層及周圍結構的互相干涉。

本發明的技術解決方案是：一種內置鉸鏈式空間艙門展收機構，用于對開式艙門中單個艙門的開閉動作，包括驅動軸系、軸系支座、凸輪搖臂、連桿、艙門連桿支座、直線滑桿、滑桿支座、艙門鉸鏈軸和銷釘軸；驅動軸系通過軸系支座固連到艙門邊界結構上，凸輪搖臂的一端與驅動軸系通過深溝球軸承鉸接，凸輪搖臂的另一端與連桿的一端通過關節軸承鉸接，連桿的另一端與艙門連桿支座通過關節軸承鉸接，艙門連桿支座與對應的艙門固連；凸輪搖臂上設有凸輪槽，滑桿支座固定在艙門邊界結構上，滑桿支座上設有配合圓孔并與直線滑桿的外圓配合形成直線運動副；直線滑桿的一端固連有銷釘軸并通過銷釘軸與所述凸輪槽連接，當凸輪搖臂在驅動軸系的作用下轉動時，銷釘軸在所述凸輪槽內滑動并將運動傳遞到直線滑桿上；直線滑桿的另一端為支耳結構，所述支耳結構通過內嵌的關節軸承與艙門鉸鏈軸鉸接，艙門鉸鏈軸與單個艙門固連，使得單個艙門繞艙門鉸鏈軸的軸線進行旋轉，并在直線滑桿的推動下，使單個艙門隨艙門鉸鏈軸作平移運動，所述凸輪槽與直線滑桿、滑桿支座、艙門鉸鏈軸、銷釘軸構成凸輪機構。

所述的凸輪槽的中心線由BC直線段和AB圓弧段組成，其中AB圓弧段的圓心位于驅動軸系的軸線上。

所述的艙門邊界結構固連在航天飛機機體上，包括兩根對稱布置的沿機體縱向延伸的通梁，兩根通梁在有效載荷艙邊界除分別與圓弧形框結構相連。

本發明與現有技術相比的優點在于：本發明展收機構采用連桿與凸輪原理實現艙門平動與旋轉的復合運動，艙門鉸鏈布置在艙門外邊界之內，結構緊湊，運動設計巧妙，運動過程中能有效防止艙門熱防護結構及周圍結構的互相干涉，有效降低了艙門外層熱防護結構的設計難度和故障風險。凸輪搖臂、直線滑桿、滑桿支座、艙門鉸鏈軸、銷釘軸構成典型的凸輪機構，使得艙門在打開過程中其艙門鉸鏈軸向外平移，且凸輪機構不需要額外的動力源，簡單可靠。本發明機構可在軌重復使用，與艙門鎖配合，能在發射、飛行、返回過程中對艙內載荷進行有效保護，對航天飛機再入飛行階段的風險控制和機構可靠性具有重要的意義。

附圖說明

圖1為本發明艙門關閉狀態示意圖；

圖2為本發明艙門打開狀態示意圖；

圖3為本發明艙門邊界結構示意圖；

圖4為本發明內置鉸鏈艙門展收機構組成圖一；

圖5為本發明內置鉸鏈艙門展收機構組成圖二；

圖6為本發明直線滑桿與銷釘軸連接示意圖；

圖7為本發明凸輪槽形狀示意圖；

圖8為本發明艙門鉸鏈軸的軸線隨艙門轉角的位移曲線；

圖9為本發明艙門展收機構工作示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本發明主要涉及艙門邊界結構1、左艙門2、右艙門3和四套對稱布置的艙門展收機構4。圖1為兩扇艙門處于關閉狀態示意圖，圖2為在本發明展收機構作用下，兩扇艙門被打開狀態的示意圖。