Система крепления бортового многозвенного манипулятора космического аппарата

 

Использование: в оборудовании летательных аппаратов, предназначенных для приема и выгрузки предметов во время работ в космосе. Сущность изобретения: бортовой многозвенный манипулятор аппарата многоразового использования типа "Буран" обеспечивает минимальный гарантированный зазор между взаимодействующими элементами звеньев манипулятора и зевом-ловителем, на котором установлены регулируемые упоры, при этом крюк, взаимодействующий с силовой скобкой манипулятора, соединен кривошипно-шатунным механизмом с электроприводом. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию летательных аппаратов, предназначенных для приема или выгрузки предметов в полете, в частности во время работ в космосе.

Наиболее близким аналогом является система крепления дистанционно управляемого манипулятора космического многоразового корабля "Шаттл", состоящая из корневого узла, служащего для соединения манипулятора с корпусом корабля. В транспортном положении, когда работы с манипулятором не проводятся, последний укладывается каждый своим сочленением (звеном) на промежуточную опору, где жестко закрепляется с помощью специальных сцепных устройств.

Такое крепление обеспечивает надежность удержания "руки" манипулятора в период больших вибраций при взлете и посадке космического корабля. Замковые устройства опор выполнены в виде производных крюков, взаимодействующих с силовыми скобками звеньев. Каждая опора снабжена ложементом, на который укладывается корпус манипулятора. (Canadian Controls and Instrumentation, 1978, v.17, N 3, pp. 56-59).

Недостаток описанной конструкции в том, что крепление звеньев манипулятора слишком жесткое. Оно не учитывает возможные тепловые и механические деформации корпуса планера корабля. Поэтому все изгибные напряжения передаются на манипулятор. Компенсация их происходит в шарнирах сочленения звеньев. Это вызывает повышенный износ и большие люфты в подшипниках сочленения звеньев.

Задача, поставленная перед изобретением, заключается в повышении надежности крепления манипулятора, исключении возможности передачи деформации корпуса планера на звенья манипулятора.

Поставленная задача решается тем, что система крепления бортового манипулятора космического аппарата содержит поворотный корневой узел и опоры с замковыми устройствами в виде приводных крюков, воздействующих с силовыми скобами через подшипники, причем каждая опора в верхней части снабжена зевом-ловителем и выпуклыми внутрь зева регулируемыми упорами, а привод крюка выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма, соединенного с тяговым электроприводом. Положение упоров, крюка с силовой скобы в рабочем состоянии обеспечивает минимальный гарантированный зазор между этими взаимодействующими элементами.

На фиг.1 изображен общий вид крепления манипулятора в уложенном состоянии; на фиг.2 расположение манипулятора на борту космического аппарата; на фиг. 3 схема нагружения манипулятора при деформации корпуса планера космического аппарата; на фиг.4 конструкция опоры.

Система крепления манипулятора состоит из поворотного корневого узла 1, закрепленного на корпусе 2 планера космического аппарата 3 и опор 4, 5 и 6 соответственно с ложементами плечевым, локтевым и кистевым. Каждая из опор 4, 5 и 6 содержит замковое устройство, выполненное в виде крюка 7, соединенного с кривошипно-шатунным механизмом 8, установленным на электроприводе 9. На корпусе манипулятора, напротив крюка, установлена скоба 10, снабженная подшипником. Верхняя часть каждой опоры 4, 5 и 6 снабжена зевом-ловителем и выпуклыми внутрь зева регулируемыми упорами 11. Каждая опора имеет возможность поворота вокруг оси, параллельной продольной оси планера с помощью приводов 12.

Система работает следующим образом.

После выполнения работ с манипулятором последний с помощью собственных приводов поочередно укладывается на опоры 4, 5 и 6. При этом силовые скобы, закрепленные на звеньях манипулятора, опускаются в зев-ловитель соответствующего элемента на регулируемые упоры 11. Затем скоба 10 захватывается крюком 7 и с помощью кривошипно-шатунного механизма 8 включением электропривода 9 притягивается к ложементу.

Однако при этом остается минимальной гарантированный зазор Δ, который служит для обеспечения возможности тепловой и механической раздельной деформаций манипулятора и корпуса 2 планера космического аппарата 3. Фиг.3 иллюстрирует возможную деформацию манипулятора. Оставшиеся зазоры D₁ обеспечивают беспрепятственное тепловое удлинение манипулятора.

Следует заметить, что в реальной конструкции тепловое удлинение манипулятора длиной 17 м достигает 500 мм.

Для обеспечения работы манипулятора предусмотрен его вынос на опорах за пределы планера путем синхронного поворота опор с помощью привода 12. Изготовленные образцы опор подтвердили работоспособность конструкции и решение поставленной задачи на космических кораблях типа "Буран".

Формула изобретения

1. Система крепления бортового многозвенного манипулятора космического аппарата, содержащая поворотные корневой узел крепления и опоры с замковыми устройствами в виде приводных крюков, взаимодействующих с силовыми скобами звеньев, отличающаяся тем, что каждая опора в верхней части снабжена зевом-ловителем и выпуклыми внутрь зева регулируемыми упорами, а привод крюка выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма, соединенного с тяговым электроприводом, причем положение упоров, крюка и силовой скобы в рабочем состоянии обеспечивает минимальный гарантированный зазор между этими взаимодействующими элементами.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что силовые скобы снабжены подшипниками, взаимодействующими с приводными крюками.

3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что опоры выполнены подвижными с возможностью синхронного поворота относительно оси, параллельной оси корпуса планера, и снабжены электродвигателями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4