ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО С ТРОСОБЛОЧНОЙ СИСТЕМОЙ ДЛЯ ОБЕЗВЕШИВАНИЯ РАСКРЫВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Российский патент 2020 года по МПК B64G7/00 

Описание патента на изобретение RU2721448C1

Изобретение относится к испытательной технике, используемой при наземной экспериментальной отработке для компенсации веса (обезвешивания, имитации невесомости) раскрываемых конструкций космического аппарата, например, рефлекторов или штанг антенн, которые в процессе проверки функционирования из транспортировочного в рабочее положение совершают вращение относительно одной или более осей, пересекающихся в одной точке.

Известен испытательный стенд для раскрытия батареи солнечной (патент RU №2468969 C2, B64G7/00). Система состоит из фермы (опоры), установленной на основании стенда, технологической рамы (имитирующей борт изделия) с балансировочным грузом и со штатными посадочными местами, панели батареи солнечной, установленной соосно с технологической рамой и балансировочным грузом. На ферме неподвижно закреплена балка, на которой установлены шарнирные рычаги со схемой раскрытия и количеством шарнирных рычагов аналогично панели батареи солнечной. Причем к каждому шарнирному рычагу подвешена соответствующая створка батареи солнечной при помощи троса с демпфером, оттарированным под вес соответствующей створки батареи солнечной.

Недостатком указанного аналога является необходимость сборки силовых конструкций системы имитации невесомости (фермы) в зоне движения обезвешиваемого объекта, что является достаточно трудоемким и дорогим процессом, а также накладывает определенные требования к помещению, в котором проводятся испытания.

В качестве прототипа выбран стенд для моделирования невесомости двухзвенных механизмов (авторское свидетельство СССР №1467418 A1). Стенд содержит основание с двумя параллельными прямолинейными направляющими, четыре каретки с роликами, шкивы, установленные по два на каждой каретке, два основных гибких элемента, охватывающих шкивы кареток с образованием петли, подвижные блоки и соединительные элементы для присоединения к центру масс звеньев испытываемого механизма.

Недостатком выбранного в качестве прототипа стенда для моделирования невесомости двухзвенных механизмов является необходимость сборки силовых конструкций системы имитации невесомости в зоне движения обезвешиваемого объекта, что является достаточно трудоемким и дорогим процессом, а также накладывает определенные требования к помещению, в котором проводятся испытания, и ограничивает мобильность при необходимости проведения испытаний в другом помещении. Также недостатком является то, что данный стенд может использоваться для обезвешивания механизмов, совершающих движение только в одной вертикальной плоскости (вращательное движение относительно одной оси или линейное движение по двум осям в вертикальной плоскости), что ограничивает его применимость.

Наземная отработка космического аппарата, включающая проверку функционирования раскрываемых конструкций, должна проводиться в условиях, близких к условиям эксплуатации (невесомость), и обеспечивать все собственные степени свободы испытываемых конструкций. Конструкции, работающие в условиях открытого космоса, имеют малую жесткость и прочность, приводы раскрывающихся элементов обладают минимальной необходимой мощностью. Эти условия не позволяют производить экспериментальную отработку в поле действия силы тяжести без применения систем обезвешивания.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей (возможность обезвешивания раскрываемых конструкций, совершающих вращение относительно нескольких осей), повышение мобильности (возможность быстрой сборки и дальнейшего перемещения собранного устройства в пределах практически любого помещения) устройства для обезвешивания прецизионных раскрываемых конструкций космического аппарата.

Указанная задача достигается тем, что поворотное устройство состоит из прямолинейной направляющей с кареткой, содержащей четыре ролика и два шкива, гибкого элемента с подвижным блоком, соединительного элемента для крепления к центру масс звена испытываемого механизма и противовеса для создания обезвешивающего усилия. При этом поворотное устройство снабжено валом, обеспечивающим одну вращательную степень свободы, с элементами крепления к потолку или силовой конструкции, имеющейся в испытательном помещении, профильной конструкцией для крепления прямолинейной направляющей и крепления двух регулируемых по длине растяжек, соединенных с прямолинейной направляющей для уменьшения ее деформаций под рабочей нагрузкой, кронштейном с закрепленным на нем роликом для гибкого элемента, балкой с кронштейном для заделки гибкого элемента.

Сущность изобретения поясняется чертежами, приведенными на трех фигурах:

Фиг. 1 - вид спереди поворотное устройство с трособлочной системой для обезвешивания раскрываемых конструкций космического аппарата.

Фиг. 2 - вид А, показывающий каретку на направляющей.

Фиг. 3 - общий вид поворотное устройство с трособлочной системой для обезвешивания раскрываемых конструкций космического аппарата в изометрии.

Поворотное устройство с трособлочной системой для обезвешивания раскрываемых конструкций космического аппарата состоит из вала 1, с элементами крепления 2 к стационарной силовой конструкции 3, профильной конструкции 4 крепления прямолинейной направляющей 5 и крепления двух регулируемых по длине растяжек 6, каретки 7, содержащей четыре ролика 8 и два шкива 9, гибкого элемента 10, подвижного блока 11, соединительного элемента 12 для крепления к центру масс звена испытываемого механизма, балки 13 с кронштейном 14 для заделки гибкого элемента 10, противовеса 15 для создания обезвешивающего усилия, кронштейна 16 с роликом 17 для гибкого элемента 10.

Предлагаемое поворотное устройство работает следующим образом: перед началом испытаний проводится выставка оси вращения вала 1 вертикально, затем после сборки балки 14 и профильной конструкции 4 с двумя растяжками 6 производится установка прямолинейной направляющей 5 с последующей выставкой ее горизонтально.

После установки на прямолинейную направляющую 5 каретки 7 и кронштейна 16 с роликом 17 производится крепление гибкого элемента 10 с противовесом 15, подвижным блоком 11 и соединительным элементом 12, который крепится к центру масс.

Возможность универсального крепления вала 1 к стационарной силовой конструкции 3, имеющейся в испытательном помещении, повышает мобильность и область применения предлагаемого поворотного устройства.

Наличие вала 1 обеспечивает вращение прямолинейной направляющей 5 с кареткой 7, что позволяет проводить обезвешивание рефлекторов или штанг антенн, которые в процессе движения из транспортировочного в рабочее положение совершают вращение относительно одной или более осей, пересекающихся в одной точке.

Наличие регулируемых растяжек 6 уменьшает деформации прямолинейной направляющей 5 под рабочей нагрузкой в процессе испытаний, что обеспечивает качественное обезвешивание в процессе функционирования испытываемого объекта.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность проводить более качественную наземную экспериментальную отработку широкого перечня раскрываемых механических систем космического аппарата, в том числе рефлекторов или штанг антенн, которые в процессе проверки функционирования из транспортировочного в рабочее положение совершают вращение относительно одной или более осей, пересекающихся в одной точке.

Похожие патенты RU2721448C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ИМИТАЦИИ НЕВЕСОМОСТИ МНОГОЗВЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ 2008
  • Дроздов Алексей Анатольевич
  • Агашкин Сергей Викторович
  • Ушаков Александр Ревович
  • Михнев Михаил Михайлович
RU2402470C2
УСТРОЙСТВО ИМИТАЦИИ НЕВЕСОМОСТИ МЕХАНИЗМОВ С ГИБКОЙ КОНСТРУКЦИЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ 2006
  • Дроздов Алексей Анатольевич
  • Агашкин Сергей Викторович
  • Михнев Михаил Михайлович
  • Ушаков Александр Ревович
RU2334970C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВЕШИВАНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ РАСКРЫВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 2019
  • Михалкин Владимир Михайлович
  • Куклин Вячеслав Александрович
  • Романенко Иван Валентинович
  • Перминов Михаил Дмитриевич
  • Долгих Евгений Геннадиевич
  • Анкудинов Александр Владимирович
RU2733012C1
СИСТЕМА ИМИТАЦИИ НЕВЕСОМОСТИ 2014
  • Агашкин Сергей Викторович
  • Ушаков Александр Ревович
  • Анкудинов Александр Владимирович
RU2565807C2
СТЕНД РАСКРЫТИЯ ПАНЕЛЕЙ СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ 2011
  • Билько Виктор Васильевич
  • Плетнева Наталья Александровна
  • Сороколетов Владимир Иванович
  • Шупляк Юрий Петрович
RU2483991C1
Стенд для моделирования невесомости двухзвенных механизмов 1983
  • Рычагов Владилен Николаевич
  • Шеньшин Александр Сергеевич
  • Шульгин Николай Михайлович
SU1089452A1
РАЗВЕРТЫВАЕМЫЙ КРУПНОГАБАРИТНЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ РЕФЛЕКТОР И СПОСОБ ЕГО НАЗЕМНОЙ ОТРАБОТКИ 2010
  • Вовк Анатолий Васильевич
  • Ермаков Петр Николаевич
  • Корсун Вячеслав Петрович
  • Лопота Виталий Александрович
  • Фролов Игорь Владимирович
  • Щербаков Антон Максимович
RU2442249C1
ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ РАСКРЫТИЯ БАТАРЕИ СОЛНЕЧНОЙ 2010
  • Билько Виктор Васильевич
  • Плетнёва Наталия Александровна
  • Плетенёв Владимир Васильевич
  • Поветьев Юрий Иванович
  • Сороколетов Владимир Иванович
  • Круглов Генрих Евгеньевич
  • Цейтлин Владимир Ефимович
RU2468969C2
СТЕНД ДЛЯ ОБЕЗВЕШИВАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНО ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЙСЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 2007
  • Кирилюк Анатолий Иванович
  • Подзоров Валерий Николаевич
  • Евтеев Александр Николаевич
RU2372601C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВЕШИВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНО ПЕРЕМЕШАЮЩЕЙСЯ МАЛОЖЕСТКОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА 2004
  • Иванов Николай Николаевич
  • Касаткин Геннадий Михайлович
  • Кирилюк Анатолий Иванович
  • Подзоров Валерий Николаевич
  • Сеченов Юрий Николаевич
  • Телегин Валерий Иванович
RU2273592C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 721 448 C1

Реферат патента 2020 года ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО С ТРОСОБЛОЧНОЙ СИСТЕМОЙ ДЛЯ ОБЕЗВЕШИВАНИЯ РАСКРЫВАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Изобретение относится к испытательной технике, а более конкретно к наземной экспериментальной отработке для обезвешивания раскрываемых конструкций космического аппарата. Поворотное устройство с трособлочной системой для обезвешивания раскрываемых конструкций космического аппарата содержит прямолинейную направляющую с кареткой, на которой установлены ролики и шкивы с гибким элементом и подвижным блоком, соединительный элемент к центру масс звена испытываемого механизма и противовес. При этом устройство снабжено валом, элементами крепления к стационарной силовой конструкции, балкой с кронштейном для заделки гибкого элемента, профильной конструкцией и двумя регулируемыми по длине растяжками. Растяжки соединены с прямолинейной направляющей кронштейном с закрепленным на нем роликом. Через ролик проходит гибкий элемент. Достигается расширение функциональных возможностей. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 721 448 C1

Поворотное устройство с трособлочной системой для обезвешивания раскрываемых конструкций космического аппарата, содержащее прямолинейную направляющую с кареткой, на которой установлены ролики и шкивы с гибким элементом и подвижным блоком, соединительный элемент к центру масс звена испытываемого механизма и противовес, отличающееся тем, что устройство снабжено валом, обеспечивающим вращательную степень свободы, элементами крепления к стационарной силовой конструкции, профильной конструкцией для крепления прямолинейной направляющей и крепления двух регулируемых по длине растяжек, соединенных с прямолинейной направляющей для уменьшения ее деформаций под рабочей нагрузкой, кронштейном с закрепленным на нем роликом, через который проходит гибкий элемент, балкой с кронштейном для заделки гибкого элемента.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2721448C1

РАЗВЕРТЫВАЕМЫЙ КРУПНОГАБАРИТНЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ РЕФЛЕКТОР И СПОСОБ ЕГО НАЗЕМНОЙ ОТРАБОТКИ 2010
  • Вовк Анатолий Васильевич
  • Ермаков Петр Николаевич
  • Корсун Вячеслав Петрович
  • Лопота Виталий Александрович
  • Фролов Игорь Владимирович
  • Щербаков Антон Максимович
RU2442249C1
Исполнительный механизм имитатора пониженной гравитации 1989
  • Суханов Юрий Борисович
  • Романов Дмитрий Анатольевич
  • Бычков Алексей Викторович
SU1722946A1
Устройство для мойки лобовых поверхностей транспортных средств 1983
  • Чайка Владимир Сергеевич
  • Минченко Яков Иванович
  • Елсуков Виктор Алексеевич
  • Фролов Константин Илларионович
  • Путилин Юрий Петрович
  • Захаров Валентин Сергеевич
  • Канашник Анатолий Иванович
  • Луговкин Владимир Алексеевич
  • Кочетков Михаил Николаевич
SU1119888A1
Стенд для моделирования невесомости двухзвенных механизмов 1987
  • Медарь Андрей Васильевич
  • Бурыкин Владилен Борисович
  • Гайденко Яков Фирсанович
  • Михайлов Дмитрий Сергеевич
  • Бажанов Виктор Матвеевич
  • Кравченкова Вера Павловна
  • Балошин Станислав Васильевич
  • Морозов Евгений Викторович
  • Осокин Станислав Михайлович
SU1467418A1
CN 109707959 A, 03.05.2019.

RU 2 721 448 C1

Авторы

Михалкин Владимир Михайлович

Куклин Вячеслав Александрович

Романенко Иван Валентинович

Бугаёв Николай Васильевич

Даты

2020-05-19Публикация

2019-09-16Подача