[發(fā)明專利]空間環(huán)境用力矩扳手

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211629313.4
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN115625664B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冉江南;薛江紅;高奔;李曉峰;王琨;徐春光
• 申請（專利權(quán)）人: 天津航天機(jī)電設(shè)備研究所
• 主分類號: B25B13/58
• 分類號: B25B13/58;B25B23/142
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 蘇沖

本發(fā)明提供了空間環(huán)境用力矩扳手，屬于工具設(shè)備領(lǐng)域，包括頭部組件和手柄組件，頭部組件用于匹配相關(guān)操作接口施力，手柄組件在限定的力矩范圍內(nèi)驅(qū)動頭部組件轉(zhuǎn)動；頭部組件包括工具端頂珠，工具端頂珠向頭部組件內(nèi)外運(yùn)動，以使得相關(guān)操作對象插入和脫離或鎖定；手柄組件包括頂桿，以使得頭部組件轉(zhuǎn)動，手柄組件內(nèi)設(shè)有主壓簧和主拉簧，主壓簧對頂桿提供推力F1，主拉簧對頂桿提供推力F2，滾柱受到的推力F=F1?F2，壽命周期內(nèi)主壓簧輸出力衰減△F1，主拉簧輸出力衰減△F2，壽命周期內(nèi)彈簧組輸出力F=F1?F2?△F1?△F2，使得壽命周期內(nèi)兩彈簧衰減力相等。本發(fā)明輸出力矩恒定，精度高，而且可單手操作，方便且穩(wěn)定性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工具設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種航天員用定力矩扳手，尤其涉及空間環(huán)境用力矩扳手。

背景技術(shù)

空間站運(yùn)維期間，需要航天員在軌完成相關(guān)的艙外操作任務(wù)，同時，需要為航天員提供相應(yīng)的工具。其中力矩扳手屬于典型的一種操作工具，傳統(tǒng)力矩扳手在地面環(huán)境中應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡單，性價比高，但存在以下不足：

長壽命使用過程中，彈簧蠕變衰減引起力矩衰減，需要定期標(biāo)檢、調(diào)節(jié)，而空間在軌條件下無法提供效應(yīng)的標(biāo)檢、調(diào)節(jié)設(shè)備；

扳手接口與操作對象連接過程中，需要同時雙手或過程中使用雙手操作完成，無法滿足在軌復(fù)雜操作環(huán)境下單手操作的需求；

相對地面操作，力矩扳手人機(jī)工效學(xué)設(shè)計已經(jīng)成熟，但是不滿足在軌航天員操作的人機(jī)工學(xué)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是在于提供空間環(huán)境用力矩扳手，輸出力矩恒定，精度高，而且可單手操作，方便且穩(wěn)定性高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：空間環(huán)境用力矩扳手，包括頭部組件和手柄組件，所述頭部組件用于匹配相關(guān)操作接口施力，所述手柄組件在限定的力矩范圍內(nèi)驅(qū)動所述頭部組件轉(zhuǎn)動；

所述頭部組件包括工具端頂珠，工具端頂珠向頭部組件內(nèi)運(yùn)動，以使得相關(guān)操作對象插入和脫離，工具端頂珠向頭部組件外運(yùn)動，以使得相關(guān)操作對象鎖定；

所述手柄組件包括頂桿，用于與頭部組件中的滾柱配合，以使得頭部組件轉(zhuǎn)動，所述手柄組件內(nèi)設(shè)有主壓簧和主拉簧，主壓簧對頂桿提供推力F1，主拉簧對頂桿提供推力F2，滾柱受到的推力F=F1-F2，壽命周期內(nèi)主壓簧輸出力衰減△F1，主拉簧輸出力衰減△F2，壽命周期內(nèi)彈簧組輸出力F=F1-F2-△F1-△F2，使得壽命周期內(nèi)兩彈簧衰減力相等。

進(jìn)一步的，所述頭部組件包括頭部外殼，所述手柄組件包括手柄，所述頭部外殼靠近手柄的一端伸入到所述手柄內(nèi)且二者通過臺肩結(jié)構(gòu)軸向固定，所述手柄的外圈設(shè)有卡箍，所述卡箍上設(shè)有多個定位銷，所述定位銷穿過卡箍后連接頭部外殼和手柄。

進(jìn)一步的，所述手柄為空心圓柱結(jié)構(gòu)，所述手柄的內(nèi)部，支撐件A、支撐件B設(shè)置于主壓簧兩端且對其固定；拉簧座A、拉簧座B設(shè)置于主拉簧兩端且對其固定，主拉簧設(shè)在主壓簧的內(nèi)圈且二者同軸設(shè)置，主拉簧的長度大于主壓簧的長度。

進(jìn)一步的，手柄組件還包括過濾片，所述過濾片安裝于支撐件A末端，并通過調(diào)節(jié)螺母將二者連接緊固，所述過濾片用于防塵和泄壓；調(diào)節(jié)螺母安裝在手柄內(nèi)，用于調(diào)節(jié)彈簧組的初始壓力，調(diào)節(jié)螺母相對手柄螺紋連接，通過設(shè)置調(diào)節(jié)螺母在手柄內(nèi)的位置，實現(xiàn)彈簧組壓力的調(diào)節(jié)，鎖緊螺母通過彈墊壓緊調(diào)節(jié)螺母，實現(xiàn)緊固、防松作用。

進(jìn)一步的，手柄組件還包括手柄環(huán)，手柄環(huán)安裝于手柄末端，其上設(shè)有結(jié)構(gòu)掛鉤環(huán)，用于安裝防漂繩；同時手柄設(shè)有接口面，用于安裝相關(guān)設(shè)備，手柄上設(shè)有抓握環(huán)用于增大與航天員手套間的摩擦，使其更有利于抓握。

進(jìn)一步的，手柄組件還包括手柄環(huán)，手柄環(huán)上設(shè)置了排氣孔，排氣孔包括排壓孔A，排壓孔B和排壓孔C，排壓孔C與手柄的內(nèi)部連通，排壓孔C通過排壓孔B與排壓孔A連通，排壓孔A與外部連通。