Стенд имитации невесомости космонавтов

 

Стенд имитации невесомости космонавтов относится к испытательной технике. Может быть использован для обезвешивания космонавтов (операторов) в скафандрах, с гибкой конструкцией элементов, при проведении наземных испытаний.

Поставленная задача решается благодаря тому, что стенд имитации невесомости космонавтов содержит блок управления, электроприводы вертикального перемещения, электроприводы горизонтального перемещения, станцию подачи дыхательной смеси, скафандры, блок энергоснабжения стенда, две металлические конструкции, тележки, имеющие механизмы горизонтального перемещения по эстакадам, и тележки, имеющие электроприводы горизонтального перемещения по металлическим конструкциям. К тележкам, имеющим электроприводы горизонтального перемещения по металлическим конструкциям, подвешены скафандры; на центральной опоре размещены электроприводы вертикального перемещения, которые через датчики вертикальной нагрузки соединены со скафандрами, а датчики горизонтальных нагрузок установлены на тележках, имеющих электроприводы горизонтального перемещения по металлическим конструкциям. Металлические конструкции одним концом опираются на центральную опору и вращаются относительно нее в радиальной плоскости, а вторые концы движутся по эстакадам, закрепленным на опорах, при помощи тележек с механизмами горизонтального перемещения.

Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована для имитации невесомости космонавтов (операторов), с целью отработки одним или двумя космонавтами (операторами), в скафандрах, процесса шлюзования и отдельных операций в рабочей зоне стенда, с гибкой конструкцией элементов, при проведении наземных испытаний.

Известно обезвешивающее устройство, выполненное в виде двуплечего рычага, шарнирно закрепленного в точке равновесия, на одном конце, которого закреплен обезвешиваемый объект, а на другом - уравновешивающий груз, плечи рычага выполнены раздвижными и кинематически связанными. Возможно снабжение устройства вертикальной осью вращения, установление в подвесе испытываемого объекта датчика ошибки разгружающей силы и гироскопического датчика отклонения подвеса от вертикали. Обезвешивающее устройство может содержать несколько двуплечих рычагов.(Заявка 98104331 RU, G01M 1/00, Опубл. 10.01.2000).

Недостатком является невозможность измерения характеристик обезвешиваемой конструкции (моментов сопротивления, весовой составляющей, скорости перемещения подвижных элементов, усилий в структуре конструкции).

Известно устройство обезвешивания элементов, содержащее шестистепенное газостатическое устройство подвеса, включающее, сферическую газостатическую опору, плоскую газостатическую опору, подпятник, которой находится в камере с газом, и следящую систему по поддерживанию заданного давления газа, в которую входят последовательно соединенные датчик давления, блок управления и исполнительный орган по регулировке давления; три следящие системы, обеспечивающие перемещение шестистепенного газостатического устройства подвеса соответственно по вертикали и в плоскости горизонта, причем следящая система по вертикали содержит привод вертикального перемещения, соединенный через блок управления с датчиком относительного вертикального перемещения подпятника плоской газовой опоры относительно корпуса камеры с газом, а два привода для горизонтального перемещения соединены через соответствующий блок управления с соответствующим датчиком, измеряющим относительное горизонтальное перемещение обезвешиваемого элемента конструкции относительно подпятника плоской газовой опоры. (Патент SU 1828261 A1, G01M 19/00, Опубл. 20.09.1996).

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и как следствие - невысокая надежность, а также, невозможность использования для обезвешивания космонавтов в скафандрах.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбрано устройство имитации невесомости механизмов с гибкой конструкцией элементов. Устройство содержит электропривод вертикального перемещения, связанный с обезвешиваемым элементом гибкой связью, проходящей через каретку, с нагрузочной ячейкой, служащей для определения усилия натяжения гибкой связи, перемещающуюся по направляющей. При этом нагрузочная ячейка связана с электроприводом вертикального перемещения через блок управления, который, в свою очередь, связан с электроприводом горизонтального перемещения через датчик, определяющий вертикальное положение гибкой связи и расположенный на каретке. Блок управления состоит из микроконтроллера и персонального компьютера. (Патент РФ 2334970, МПК G01M 19/00, B64G 7/00, Опубл. 27.09.2008) К недостаткам прототипа относится возможность горизонтального перемещения только по одной координате, а также, невозможность использования для обезвешивания космонавтов в скафандрах.

Задачей полезной модели является, достижение точности имитации невесомости космонавтов в скафандрах, при перемещение их в пределах рабочей зоны стенда, за счет мышечных усилий и расширение функциональных возможностей испытательного стенда.

Поставленная задача решается благодаря тому, что стенд имитации невесомости содержит: блок управления, станцию подачи дыхательной смеси, скафандры, блок энергоснабжения стенда и две металлические конструкции с тележками, имеющими механизмы горизонтального перемещения по эстакадам и механизмы горизонтальных перемещений по металлоконструкциям; металлические конструкция опираются одним концом на эстакады, установленные на неподвижных колоннах, а вторым концом опираются на центральную колонну; на центральной колонне размещены механизмы вертикальных перемещений, которые, через датчики вертикальной нагрузки соединены со скафандрами, а датчики горизонтальных нагрузок установлены на тележках, перемещающихся в горизонтальной плоскости по металлоконструкциям, одни из концов металлических конструкций перемещается в радиальной плоскости по двум эстакадам, а вторые концы вращаются относительно центральной опоры.

Техническим результатом является обеспечение точности имитации невесомости космонавтов (операторов) в скафандрах, при шлюзовании и выполнении отдельных операций в рабочей зоне стенда; расширение функциональных возможностей испытательного стенда (расширение диапазона возможных свободных перемещений в горизонтальной плоскости и по вертикали).

На фиг. 1 представлен стенд имитации невесомости космонавтов, на фиг. 2 показаны: фрагмент тележки горизонтального перемещения по металлическим конструкциям и датчики горизонтальных нагрузок.

Стенд имитации невесомости космонавтов (операторов), содержит: блок управления 1, электроприводы вертикального перемещения 2, электроприводы горизонтального перемещения 3, станцию подачи дыхательной смеси 4, скафандры 5, блок энергоснабжения стенда 6, две металлические конструкции 7, тележки 8 имеющие механизмы горизонтального перемещения 9 по эстакадам 10 и тележки 11 имеющие электроприводы горизонтального перемещения 3 по металлическим конструкциям 7; к тележкам 11 подвешены скафандры 5; на центральной опоре 12 размещены электроприводы вертикального перемещения 2, которые, через датчики вертикальной нагрузки 13 соединены со скафандрами 5, а датчики горизонтальных нагрузок 14 установлены на тележках 11; металлические конструкции 7, одним концом опираются на центральную опору 12 и вращаются относительно нее в радиальной плоскости, а вторые концы, движутся по эстакадам 10, закрепленным на опорах 15, при помощи тележек 8 с механизмами горизонтального перемещения 9.

Стенд имитации невесомости космонавтов (операторов) работает следующим образом: при размещении космонавтов (операторов) в скафандрах 5, в скафандры начинается подача дыхательной смеси от станции подачи дыхательной смеси 4. При помощи механизмов вертикального перемещения 2, скафандры с космонавтами (операторами) поднимают на заданную высоту, а сигналы от датчиков вертикальных нагрузок 13 поступают в блок управления 1, что позволяет блоку управления подать необходимые команды на механизмы вертикальных перемещений 2, с целью обезвешивания скафандров с космонавтами (операторами). При различных движениях космонавтов (операторов), за счет мышечных усилий, сигналы с датчиков вертикальных нагрузок 13 и горизонтальных нагрузок 14 поступают в блок управления 1, который формирует алгоритм работы механизмов стенда имитации невесомости, путем снятия значений величин весовых составляющих в точках траектории движения, что приводит к передаче необходимых сигналов на соответствующие приводы 2, 3 и 9, с целью компенсации гравитационных составляющих воздействующих на космонавтов (операторов). Таким образом достигается имитация невесомости космонавтов (операторов) и расширяются функциональные возможности испытательного стенда.

Стенд имитации невесомости космонавтов, включающий блок управления, электроприводы вертикального перемещения, электроприводы горизонтального перемещения, отличающийся тем, что дополнительно содержит: станцию подачи дыхательной смеси, скафандры, блок энергоснабжения стенда, две металлические конструкции, тележки, имеющие механизмы горизонтального перемещения по эстакадам, и тележки, имеющие электроприводы горизонтального перемещения по металлическим конструкциям; причем к тележкам, имеющим электроприводы горизонтального перемещения по металлическим конструкциям, подвешены скафандры, на центральной опоре размещены электроприводы вертикального перемещения, которые через датчики вертикальной нагрузки соединены со скафандрами, а датчики горизонтальных нагрузок установлены на тележках, имеющих электроприводы горизонтального перемещения по металлическим конструкциям, металлические конструкции одним концом опираются на центральную опору и вращаются относительно нее в радиальной плоскости, а вторые концы движутся по эстакадам, закрепленным на опорах, при помощи тележек с механизмами горизонтального перемещения.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:

Станок и оборудование для статической и динамической балансировки роторов электродвигателя электрических машин относится к области машиностроения и может быть использовано для компенсации дисбаланса вращающихся частей машин путем добавления к испытуемым объектам корректирующих грузов.

Станок и оборудование для статической и динамической балансировки роторов электродвигателя электрических машин относится к области машиностроения и может быть использовано для компенсации дисбаланса вращающихся частей машин путем добавления к испытуемым объектам корректирующих грузов.

Полезная модель относится к области испытательной техники, в частности к устройствам для тепловакуумных испытаний космических аппаратов (КА) в условиях, приближенных к эксплуатации КА в открытом космическом пространстве

Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована для обезвешивания космонавтов (операторов) в скафандре, с гибкой конструкцией элементов при проведении наземных испытаний
Наверх