ШТАТИВ ДЛЯ УСТАНОВКИ ОБОРУДОВАНИЯ НАБЛЮДЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК B64G1/22 B64G1/64 B60R11/04 

Изобретение относится космической технике и может быть использовано для обеспечения стыковки космических аппаратов.

Известны визирные устройства и способы их установки на космических аппаратах (КА) ("Стыковочные устройства космических аппаратов", В.С. Сыромятников, Москва: "Машиностроение", 1984 г., стр.13, 14), содержащие мишени, визир, антенны. Визир в них штатно устанавливается вне пространства КА.

Известен штатив для различного оборудования, в том числе оборудования наблюдения, которое требует точного наведения и удержания нагрузки, в частности камер с телеобъективом для размещения указанного оборудования в оконном проеме автомобиля (заявка на изобретение Российской Федерации RU N99120789 А, D60R 11/04 от 17.02.1998), содержащий опору, снабженную элементами фиксации оборудования и крепежными стойками, две из которых опираются на боковые кромки оконного проема, а третья снабжена желобообразным элементом, опирающимся на верхнюю кромку стекла, т.о., опора висит под воздействием веса оборудования на приоткрытом стекле, распертая крепежными стойками. Ось аппаратуры при этом перпендикулярна поверхности стекла.

Однако установка такого штатива на иллюминаторе стыковочного агрегата (СТА) невозможна, т.к. при открытии иллюминатора и в невесомости вес оборудования не будет прижимать штатив к стеклу. Иллюминатор, к тому же, размещен под определенным углом к оси СТА, поскольку по оси СТА установлен стыковочный механизм, а видеокамера должна устанавливаться соосно оси КЛ.

Задачей, решаемой с помощью предполагаемого штатива для установки оборудования наблюдения, является обеспечение возможности установки телекамеры на иллюминаторе крышки переходного люка СТА.

Техническим результатом, получаемым при использовании изобретения, является обеспечение возможности установки телекамеры на штативе соосно оси КА и совмещение ее центра с центром ответной мишени.

Технический результат достигается тем, что в штативе для установки оборудования наблюдения, преимущественно размещаемом на иллюминаторе космического аппарата, содержащем опору, снабженную элементами фиксации оборудования и крепежными стойками, в отличие от известного, опора выполнена составной из рамы, установленного на раме ползуна и установленного на ползуне адаптера, крепежные стойки снабжены посадочными площадками и элементами крепления на месте установки, один конец рамы снабжен посадочным фланцем, посадочная поверхность которого параллельна посадочным площадкам крепежных стоек, в посадочном фланце выполнено резьбовое отверстие, в которое установлен распорный элемент с ограничением хода, а второй конец рамы снабжен установочным фланцем, расположенным под заданным углом относительно посадочного фланца, в установочном фланце также выполнено резьбовое отверстие, в котором установлен крепежный элемент, на одном конце ползуна выполнен паз, ползун установлен на установочном фланце с возможностью перемещения вдоль паза и вращения вокруг крепежного элемента, а также с возможностью последующего поджатия к установочному фланцу и фиксации на нем, а на втором конце ползуна выполнена сферическая мембрана, ось которой параллельна плоскости установочного фланца, в центре сферической мембраны выполнен паз, ось которого перпендикулярна плоскости установочного фланца, причем на адаптере выполнена сферическая поверхность, радиус которой равен радиусу внутренней сферической поверхности мембраны ползуна, в центре сферической поверхности адаптера выполнен цилиндрический выступ, размещенный в пазу сферической мембраны ползуна и снабженный элементами стяжки сферических поверхностей, адаптер установлен с возможностью перемещения вдоль паза, вращения в нем и последующего поджатия к сферической мембране и фиксации на ней, причем элементы фиксации оборудования размещены на поверхности адаптера, перпендикулярной оси цилиндрического выступа.

Таким образом, видеокамера, постоянно используемая космонавтами при различных работах, легко и с высокой точностью может устанавливаться на иллюминаторе и сниматься с него.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых на фиг.1 и 2 приведены чертежи штатива для установки оборудования наблюдения, главный вид и вид сбоку, на фиг.3, 4 - сечения, поясняющие конструкции регулировочных узлов, и на фиг.5 показана установка штатива с телекамерой на иллюминаторе, размещенном на крышке переходного люка СТА.

Штатив для установки оборудования наблюдения содержит опору 1, снабженную элементами фиксации оборудования 2 и снабженную крепежными стойками 3 и 4, при этом опора 1 выполнена составной и состоит из рамы 5, установленного на раме ползуна 6 и установленного на ползуне адаптера 7, на котором размещены элементы фиксации оборудования 2, крепежные стойки 3 и 4 снабжены посадочными площадками 8 и элементами крепления на месте установки 9, один конец рамы снабжен посадочным фланцем 10, посадочная поверхность которого 11 параллельна посадочным площадкам 8 крепежных стоек 3 и 4, в посадочном фланце 10 выполнено резьбовое отверстие 12, в которое установлен распорный элемент 13, а второй конец рамы снабжен установочным фланцем 14, расположенным под заданным углом φ1 относительно посадочного фланца, в установочном фланце также выполнено резьбовое отверстие 15, в котором установлен крепежный элемент 16, на одном конце ползуна 6 выполнен паз 17, и ползун установлен на установочном фланце с возможностью перемещения вдоль паза и вращения вокруг крепежного элемента 16, а также с возможностью последующего поджатая к установочному фланцу крепежным элементом 16 и фиксации на нем, а на втором конце ползуна выполнена сферическая мембрана 18, ось которой параллельна плоскости установочного фланца 14, в центре сферической мембраны выполнен паз 19 в направлении, перпендикулярном плоскости установочного фланца, причем на адаптере 7 выполнена сферическая поверхность 20, радиус которой равен радиусу внутренней сферической поверхности мембраны ползуна, в центре сферической поверхности адаптера выполнен цилиндрический выступ 21, который размещен в пазу мембраны ползуна 19, адаптер установлен с возможностью перемещения вдоль паза 19, вращения в нем и последующего поджатия, например, при помощи сферической шайбы 22 и гайки 23 к сферической мембране и фиксации на ней, а элементы фиксации оборудования 2 размещены на поверхности адаптера 7, перпендикулярной оси цилиндрического выступа 21.

В сборочный цех для проведения юстировочных работ штатив поступает в разобранном состоянии. В первую очередь на раму 4 устанавливаются крепежные стойки 3 и 4. Рама со стойками устанавливается на иллюминатор. В паз 19 сферической мембраны 18 ползуна 6 устанавливается цилиндрический выступ 22 адаптера 7, и адаптер предварительно притягивается к ползуну при помощи сферической шайбы 23 и гайки 24. Ползун 5 с предварительно установленным адаптером 6 устанавливается на установочный фланец 14 рамы 5 и через паз 17 ползуна предварительно притягивается крепежным элементом 16, установленным в резьбовом отверстии 15 установочного фланца 14. На второй конец адаптера устанавливается телекамера и фиксируется элементами фиксации оборудования 2. Далее, ослабив затяжку гайки 24 перемещением адаптера 7 в пазу 19 сферической мембраны 18 ползуна и его вращением, ось телекамеры выставляется соосно оси СТА, это положение фиксируется затяжкой гайки 24 и вворачиванием, например, установочного винта. Затем ослабляется крепежный элемент 16, и вращением и перемещением камеры с ползуном вдоль паза 17 центр телекамеры совмещается с центром ответной мишени. Крепежный элемент 16 затягивается с максимальным моментом, и ползун 6 фиксируется на раме, например, штифтами. Т.о., после установки фиксирующих элементов опора 1, состоящая из рамы 5, ползуна 6 и адаптера 7, представляет собой единый неразборный элемент.

Опора снабжена крепежными стойками 3 и 4. Крепежные стойки снабжены посадочными площадками 8 и элементами крепления на месте установки. Места установки на иллюминаторе представляют собой диаметрально расположенные посадочные площадки, на которых установлены направляющие штифты, в площадках выполнены по два резьбовых отверстия. Расположение посадочных площадок симметричное, и имеет смысл и крепежные стойки выполнять зеркальными для простоты и для равномерного распределения нагрузки при наземной юстировке, а также съемными для облегчения транспортировки. При работе в невесомости, где все незакрепленные детали отправляются в свободное парение, опасное для жизни космонавтов, обычно используются невыпадающие винты с насечкой, удобной для ручного вкручивания. Элементами крепления на иллюминаторе являются невыпадающие винты с насечкой. Один конец рамы снабжен посадочным фланцем 10, посадочная поверхность 11 которого параллельна посадочным площадкам крепежных стоек 8, это сделано для того, чтобы организовать третью точку опоры, не предусмотренную конструкцией иллюминатора. Иллюминатор ступенчатый и посадочный фланец рамы находятся на расстоянии Н, равном величине ступеньки по минимальным допускам. Если же допуски складываются в сторону увеличения ступеньки, посадочный фланец рамы контактирует с иллюминатором через распорный винт 13, устанавливаемый в резьбовом отверстии 12 посадочного фланца с возможностью выступания над посадочным фланцем на 0,5-1 мм. Такое ограничение выступания продиктовано, с одной стороны, возможными допусками порядка 0,5 мм, а с другой стороны, необходимостью ограничения хода, поскольку распорный винт также с насечкой вкручивается вручную, но сила рук может весьма разниться, а излишнее поджатие может перекосить штатив. Этот винт также выполнен невыпадающим.

Второй конец рамы снабжен установочным фланцем 14, расположенным под заданным углом φ1 относительно посадочного фланца. Этот угол определяется местом установки иллюминатора на крышке переходного люка СТА φ2 и составляет 6-9°, поскольку по центру СТА установлен стыковочный механизм, а по периметру - стыковочный шпангоут, перекрывающие обзор, причем φ1-φ2. Такое выполнение установочного фланца позволяет организовать установочную площадку, перпендикулярную оси СТА. В установочном фланце 14 также выполнено резьбовое отверстие 15, в котором установлен крепежный элемент 16, один конец ползуна снабжен пазом 17 и установлен на установочном фланце с возможностью перемещения вдоль паза и вращения вокруг крепежного элемента, а также с возможностью последующего поджатия к установочному фланцу крепежным элементом и фиксации, например, штифтами. Такое перемещение ползуна позволяет выбрать технологические погрешности изготовления СТА и установленной в нем крышки переходного люка, на которой установлен иллюминатор, погрешности изготовления и приваривания иллюминатора в плоскости, перпендикулярной оси СТА, а также погрешности установки ответной мишени.

На втором конце ползуна выполнена сферическая мембрана 18, ось которой параллельна плоскости установочного фланца 14, в центре сферической мембраны выполнен паз 19 в направлении, перпендикулярном плоскости установочного фланца 14, причем на адаптере выполнена сферическая поверхность 20, радиус которой равен радиусу внутренней сферической поверхности мембраны ползуна, в центре сферической поверхности адаптера выполнен цилиндрический выступ 21, который размещен в пазу 19 сферической мембраны ползуна, адаптер 7 установлен с возможностью перемещения вдоль паза, вращения в нем и последующего поджатия при помощи, например, сферической шайбы и гайки, а также фиксации, например, установочным винтом и штифтом. Фиксация установочным винтом облегчает последующую штифтовку. Вращение и перемещение адаптера с установленным на нем оборудованием позволяет устанавливать оборудование соосно оси СТА, что очень важно, поскольку в рассматриваемом случае установленная на штативе телекамера расположена внутри лабораторного модуля и служит для управления манипулятором при перестыковке космического объекта, в частности шлюзовой камеры (ШК) при установке ее на лабораторный модуль, а совмещение осей СТА объектов - необходимое условие для работы стыковочного механизма. ШК снабжена мишенью, расположенной по центру иллюминатора лабораторного модуля теоретически, а практически набегает рассогласование порядка 2-5 мм, которое за счет наземной юстировки по ответному агрегату позволяет свести погрешность к 0,2-0,3 мм.

Изобретение относится к крепежным элементам космического аппарата (КА) для установки оборудования наблюдения, размещаемого, как правило, на иллюминаторе стыковочного агрегата КА. Штатив содержит опору, снабженную крепежными стойками с посадочными площадками (8) и элементами их крепления (9) на месте установки. Опора состоит из рамы (5), на которой установлен ползун (6) с адаптером (7), на котором размещены элементы фиксации (2) оборудования наблюдения. Рама (5) на концах имеет посадочный (10) и установочный (14) фланцы. Посадочные поверхности фланца (10) и площадок (8) параллельны. Во фланце (10) выполнено резьбовое отверстие (12), в которое установлен распорный элемент (13). Фланец (14) расположен под заданным углом к фланцу (10), и в нем также выполнено резьбовое отверстие для крепежного элемента (16). Ползун (6) установлен на фланце (14) с возможностью перемещения (в пазу) и вращения относительно элемента (16), которым он и поджимается затем к этому фланцу. На другом конце ползуна (6) выполнена сферическая мембрана с осью, параллельной плоскости фланца (14), а на адаптере (7) выполнена ответная сферическая поверхность. Данные поверхности взаимодействуют через выполненные в них паз и выступ, что позволяет адаптеру (7) перемещаться и вращаться (до фиксации) относительно ползуна (6). Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности установки оси оборудования (телекамеры) параллельно оси стыковочного агрегата КА и совмещение его центра с центром ответной мишени. 5 ил.

Штатив для установки оборудования наблюдения, преимущественно размещаемый на иллюминаторе космического аппарата, содержащий опору, снабженную элементами фиксации оборудования и крепежными стойками, отличающийся тем, что опора выполнена составной из рамы, установленного на раме ползуна и установленного на ползуне адаптера, крепежные стойки снабжены посадочными площадками и элементами крепления на месте установки, один конец рамы снабжен посадочным фланцем, посадочная поверхность которого параллельна посадочным площадкам крепежных стоек, в посадочном фланце выполнено резьбовое отверстие, в которое установлен распорный элемент с ограничением хода, а другой конец рамы снабжен установочным фланцем, расположенным под заданным углом относительно посадочного фланца, в установочном фланце также выполнено резьбовое отверстие, в котором установлен крепежный элемент, на одном конце ползуна выполнен паз, ползун установлен на установочном фланце с возможностью перемещения вдоль паза и вращения вокруг крепежного элемента, а также с возможностью последующего поджатая к установочному фланцу и фиксации на нем, а на другом конце ползуна выполнена сферическая мембрана, ось которой параллельна плоскости установочного фланца, в центре сферической мембраны выполнен паз, ось которого перпендикулярна плоскости установочного фланца, причем на адаптере выполнена сферическая поверхность, радиус которой равен радиусу внутренней сферической поверхности мембраны ползуна, в центре сферической поверхности адаптера выполнен цилиндрический выступ, размещенный в пазу сферической мембраны ползуна и снабженный элементами стяжки сферических поверхностей, адаптер установлен с возможностью перемещения вдоль паза, вращения в нем и последующего поджатия к сферической мембране и фиксации на ней, причем элементы фиксации оборудования наблюдения размещены на поверхности адаптера, перпендикулярной оси цилиндрического выступа.