專利名稱：航天器熱試驗(yàn)真空容器大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)的制作方法
航天器熱試驗(yàn)真空容器大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于航天器熱試驗(yàn)真空容器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種大型真空容器 大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)，以用于航天器熱試驗(yàn)時(shí)真空容器大門的開關(guān)和預(yù)緊。
背景技術(shù)：
大型空間環(huán)境模擬器主要模擬空間的真空、冷黑等環(huán)境，用于衛(wèi)星、飛船等飛行器 進(jìn)行熱試驗(yàn)的地面設(shè)備，其主體結(jié)構(gòu)為真空容器。大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)容器大門開關(guān)的大 型專用設(shè)備。現(xiàn)有空間環(huán)境模擬器真空容器大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要是通過沿地面導(dǎo)軌鉸鏈側(cè)開 和沿上軌道移動(dòng)平開兩種方式，如五院總裝與環(huán)境工程部KM6輔容器采用沿地面導(dǎo)軌鉸鏈 側(cè)開方式，KM3B采用沿上軌道移動(dòng)平開方式。
由于大型空間環(huán)境模擬器真空容器的大門外形尺寸和重量很大，并且大門在開閉 過程中對大門和筒體的平行度和同軸度要求高，真空容器采用沿地面導(dǎo)軌鉸鏈側(cè)開或沿上 軌道移動(dòng)平開要求鉸鏈和軌道具有良好的剛度，運(yùn)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且尺寸大，對廠房建 筑結(jié)構(gòu)要求也很高。為了提高大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)可靠性，方便大門和筒體的平行度及同軸度調(diào) 節(jié)，減小運(yùn)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸，可以采用沿地面導(dǎo)軌移動(dòng)開關(guān)方式。
此外，空間環(huán)境模擬器真空容器大門開關(guān)狀態(tài)和氣動(dòng)夾具夾緊分離狀態(tài)存在邏輯 順序關(guān)系，即容器大門開啟必須先確保氣動(dòng)夾具處于分離狀態(tài)，而氣動(dòng)夾具必須在容器大 門閉合后才能夾緊，若氣動(dòng)夾具處于閉合狀態(tài)則大門不能進(jìn)行關(guān)閉，否則就會(huì)發(fā)生機(jī)械碰 撞，對整個(gè)空間環(huán)境模擬器造成極大的破壞，因此需要對真空容器大門開關(guān)狀態(tài)和氣動(dòng)夾 具狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢測，并通過程序控制實(shí)現(xiàn)邏輯互鎖。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種航天器熱試驗(yàn)真空容器大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)， 該機(jī)構(gòu)能夠自動(dòng)檢測真空容器大門的開關(guān)狀態(tài)和氣動(dòng)夾具狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)邏輯互鎖。
本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案本發(fā)明的用于航天器熱試驗(yàn)真空容器的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)，包括機(jī)械部分和電氣控制部 分，機(jī)械部分包括電機(jī)、減速器、車輪傳動(dòng)軸、車輪、鐵軌、縱向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、執(zhí) 行氣缸、直線導(dǎo)軌、容器大門支腿、氣動(dòng)夾具，容器大門支腿與縱向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)械連接，縱向 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過滑塊在直線導(dǎo)軌上滑動(dòng)并通過執(zhí)行氣缸與橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接，直線導(dǎo)軌和執(zhí) 行氣缸均設(shè)置在橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)置在車輪傳動(dòng)軸上，電機(jī)通過減速器連 接車輪傳動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)車輪在鐵軌上運(yùn)動(dòng)，氣動(dòng)夾具設(shè)置在真空容器筒體的法蘭上，以當(dāng)真空 容器大門和其筒體閉合后，由氣動(dòng)夾具對大門進(jìn)行預(yù)緊，以使氣動(dòng)夾具狀態(tài)與大門開關(guān)狀 態(tài)實(shí)現(xiàn)互鎖；電氣控制部分包括若干位置傳感器和系統(tǒng)控制箱，若干位置傳感器用于反饋 大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行位置，系統(tǒng)控制箱設(shè)置在大門橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，內(nèi)部設(shè)置有PLC、按鈕、 指示燈；其中，大門移動(dòng)過程、分離閉合過程通過電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過檢測用于反 饋大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行位置的位置傳感器的狀態(tài)來自動(dòng)判斷，縱向移動(dòng)和橫向移動(dòng)的行程均由位置傳感器確定，位置傳感器分別設(shè)置于縱向和橫向運(yùn)動(dòng)的起始位置，按動(dòng)按鈕啟動(dòng)大 門移動(dòng)，大門移動(dòng)到位后觸發(fā)位置傳感器，位置傳感器將信號傳輸?shù)絇LC，PLC發(fā)出停止信 號給電機(jī)、指示燈以及氣動(dòng)夾具。
其中，大門的開閉是通過運(yùn)動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)大門在直線導(dǎo)軌上的縱向和橫向二維移動(dòng) 來實(shí)現(xiàn)。
其中，電機(jī)收到信號后停止驅(qū)動(dòng)大門移動(dòng)，指示燈收到信號后發(fā)出燈光，氣動(dòng)夾具 收到信號后鎖定氣動(dòng)夾具的夾緊動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)大門啟動(dòng)和停止控制及與氣動(dòng)夾具的邏輯 互鎖控制功能。
其中，系統(tǒng)控制箱內(nèi)的PLC接收大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)各部分的信號，通過各控制按鈕發(fā) 出大門移動(dòng)的控制指令，PLC接收按鈕的控制指令，實(shí)現(xiàn)大門啟動(dòng)和停止控制及邏輯互鎖控 制功能。
其中，系統(tǒng)控制箱右上角設(shè)有急停按鈕，當(dāng)有緊急情況出現(xiàn)，可按下急停按鈕切斷 系統(tǒng)電源。
其中，系統(tǒng)控制箱上還設(shè)有電源指示燈，電源正常時(shí)，指示燈亮。
與現(xiàn)有的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)相比，本發(fā)明的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)解決了大型真空容器大門運(yùn) 行機(jī)構(gòu)一維轉(zhuǎn)動(dòng)或平動(dòng)時(shí)大門和筒體的平行度、同軸度較差的問題，實(shí)現(xiàn)了大門開關(guān)狀態(tài) 自動(dòng)檢測，并將大門開關(guān)狀態(tài)與氣動(dòng)夾具狀態(tài)實(shí)現(xiàn)邏輯互鎖保護(hù)功能。


圖1本發(fā)明的用于航天器熱試驗(yàn)真空容器的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)的俯視圖。
圖2是對應(yīng)于圖1的用于航天器熱試驗(yàn)真空容器的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主視圖。
圖3是對應(yīng)于圖1的用于航天器熱試驗(yàn)真空容器的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖中，1-電機(jī)，2-減速器,3-傳動(dòng)軸,4-執(zhí)行氣缸,5-直線導(dǎo)軌,6-車輪,7-橫向運(yùn) 動(dòng)平臺(tái)，8-縱向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，9-容器大門支腿，10-氣動(dòng)夾具，11-鐵軌。
圖4是本發(fā)明的用于航天器熱試驗(yàn)真空容器的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)的操作流程圖。
具體實(shí)施方式
以下介紹的是作為本發(fā)明內(nèi)容的具體實(shí)施方式
，下面通過具體實(shí)施方式
對本發(fā)明 內(nèi)容作進(jìn)一步的闡明。當(dāng)然，描述下列具體實(shí)施方式
只為示例本發(fā)明的不同方面的內(nèi)容，而 不應(yīng)理解為限制本發(fā)明范圍。
如圖1-3所示，本發(fā)明的大型真空容器大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)真空容器大門開關(guān)的 大型專用設(shè)備，其主要由機(jī)械部分和電氣部分組成。本發(fā)明的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械部分包 括電機(jī)I，減速器2，傳動(dòng)軸3，執(zhí)行氣缸4，直線導(dǎo)軌5，車輪6，橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7，縱向運(yùn)動(dòng)平 臺(tái)8，容器大門支腿9，氣動(dòng)夾具10，鐵軌11，其中，容器大門支腿9與縱向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6用螺 栓連接，縱向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)8通過滑塊在直線導(dǎo)軌5上滑動(dòng)，并通過執(zhí)行氣缸4和橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 7連接。直線導(dǎo)軌5和執(zhí)行氣缸4安裝在橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7上。橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)7安裝在車輪 傳動(dòng)軸3上。電機(jī)I通過減速器2連接車輪傳動(dòng)軸3，驅(qū)動(dòng)車輪6在鐵軌11上運(yùn)動(dòng)。氣動(dòng) 夾具10安裝在真空容器筒體的法蘭上，當(dāng)大門和真空容器的筒體閉合后，由氣動(dòng)夾具10對 大門進(jìn)行預(yù)緊，氣動(dòng)夾具10的狀態(tài)與大門開關(guān)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)邏輯互鎖。
在本發(fā)明的大門運(yùn)行系統(tǒng)中，電氣控制部分包括若干位置傳感器和系統(tǒng)控制箱， 若干位置傳感器用于反饋大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行位置，系統(tǒng)控制箱設(shè)置在大門橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，內(nèi)部設(shè)置有PLC、按鈕、指示燈；其中，大門移動(dòng)過程、分離閉合過程通過電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過檢測用于反饋大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行位置的位置傳感器的狀態(tài)來自動(dòng)判斷，縱向移動(dòng)和橫向移動(dòng)的行程均由位置傳感器確定，位置傳感器分別設(shè)置于縱向和橫向運(yùn)動(dòng)的起始位置，按動(dòng)按鈕啟動(dòng)大門移動(dòng)，大門移動(dòng)到位后觸發(fā)位置傳感器，位置傳感器將信號傳輸?shù)絇LC，PLC發(fā)出停止信號給電機(jī)、指示燈以及氣動(dòng)夾具。
其中，大門的開閉是通過運(yùn)動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)大門在直線導(dǎo)軌上的縱向和橫向二維移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。
其中，大門移動(dòng)過程、分離閉合過程是通過檢測位置傳感器的狀態(tài)來自動(dòng)判斷。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，橫向移動(dòng)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過擺線針輪減速器和二級齒輪減速，驅(qū)動(dòng)車輪在鐵軌上運(yùn)動(dòng)，達(dá)到設(shè)計(jì)的速度；縱向運(yùn)動(dòng)由氣缸推動(dòng)縱向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在兩根直線導(dǎo)軌上滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。縱向移動(dòng)和橫向移動(dòng)的行程均由位置傳感器確定，位置傳感器分別安裝于縱向和橫向運(yùn)動(dòng)的起始位置。當(dāng)大門和筒體閉合后，由氣動(dòng)夾具對大門進(jìn)行預(yù)緊，氣動(dòng)夾具狀態(tài)與大門開關(guān)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)互鎖，即容器大門開啟必須先確保氣動(dòng)夾具處于分尚狀態(tài)，而氣動(dòng)夾具必須在各器大丨 閉合后才能夾緊。
如圖4所示，大門關(guān)閉過程是大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)先進(jìn)行橫向移動(dòng)，即大門從左到右運(yùn)行，運(yùn)行到位后位置傳感器將檢測信號傳遞到控制箱，大門橫向移動(dòng)停止。然后大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行縱向移動(dòng)，即大門從后往前運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行到位后位置傳感器將檢測信號傳遞到控制箱， 大門縱向移動(dòng)停止。最后啟動(dòng)氣動(dòng)夾具關(guān)閉程序，對大門進(jìn)行預(yù)緊。大門開啟過程與大門關(guān)閉過程反相執(zhí)行即可。
盡管上文對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
給予了詳細(xì)描述和說明，但是應(yīng)該指明的是， 我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于航天器熱試驗(yàn)真空容器的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)，包括機(jī)械部分和電氣控制部分，機(jī)械部分包括電機(jī)、減速器、車輪傳動(dòng)軸、車輪、鐵軌、縱向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、執(zhí)行氣缸、直線導(dǎo)軌、容器大門支腿、氣動(dòng)夾具，容器大門支腿與縱向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)械連接，縱向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過滑塊在直線導(dǎo)軌上滑動(dòng)并通過執(zhí)行氣缸與橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接，直線導(dǎo)軌和執(zhí)行氣缸均設(shè)置在橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)置在車輪傳動(dòng)軸上，電機(jī)通過減速器連接車輪傳動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)車輪在鐵軌上運(yùn)動(dòng)，氣動(dòng)夾具設(shè)置在真空容器筒體的法蘭上，以當(dāng)真空容器大門和其筒體閉合后，由氣動(dòng)夾具對大門進(jìn)行預(yù)緊，以使氣動(dòng)夾具狀態(tài)與大門開關(guān)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)互鎖；電氣控制部分包括若干位置傳感器和系統(tǒng)控制箱，若干位置傳感器用于反饋大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行位置，系統(tǒng)控制箱設(shè)置在大門橫向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，內(nèi)部設(shè)置有PLC、按鈕、指示燈；其中，大門移動(dòng)過程、分離閉合過程通過電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過檢測用于反饋大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行位置的位置傳感器的狀態(tài)來自動(dòng)判斷，縱向移動(dòng)和橫向移動(dòng)的行程均由位置傳感器確定，位置傳感器分別設(shè)置于縱向和橫向運(yùn)動(dòng)的起始位置，按動(dòng)按鈕啟動(dòng)大門移動(dòng)，大門移動(dòng)到位后觸發(fā)位置傳感器，位置傳感器將信號傳輸?shù)絇LC，PLC發(fā)出停止信號給電機(jī)、指示燈以及氣動(dòng)夾具。
2.如權(quán)利要求1所述的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其中，大門的開閉是通過運(yùn)動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)大門在直線導(dǎo)軌上的縱向和橫向二維移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1所述的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其中，電機(jī)收到信號后停止驅(qū)動(dòng)大門移動(dòng)，指示燈收到信號后發(fā)出燈光，氣動(dòng)夾具收到信號后鎖定氣動(dòng)夾具的夾緊動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)大門啟動(dòng)和停止控制及與氣動(dòng)夾具的邏輯互鎖控制功能。
4.如權(quán)利要求1所述的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其中，系統(tǒng)控制箱內(nèi)的PLC接收大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)各部分的信號，通過各控制按鈕發(fā)出大門移動(dòng)的控制指令，PLC接收按鈕的控制指令，實(shí)現(xiàn)大門啟動(dòng)和停止控制及邏輯互鎖控制功能。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其中，系統(tǒng)控制箱右上角設(shè)有急停按鈕，當(dāng)有緊急情況出現(xiàn)，可按下急停按鈕切斷系統(tǒng)電源。
6.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)，其中，系統(tǒng)控制箱上還設(shè)有電源指示燈，電源正常時(shí)，指示燈亮。
全文摘要
本發(fā)明公開了航天器熱試驗(yàn)真空容器的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)，包括機(jī)械部分和電氣部分，通過橫向和縱向二維移動(dòng)實(shí)現(xiàn)真空容器大門與筒體的分離和閉合。大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)的橫向移動(dòng)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過擺線針輪減速器和二級齒輪減速，驅(qū)動(dòng)車輪在鐵軌上運(yùn)動(dòng)，達(dá)到設(shè)計(jì)的運(yùn)行速度；縱向運(yùn)動(dòng)由執(zhí)行氣缸推動(dòng)縱向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)在直線導(dǎo)軌上滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。大門橫向移動(dòng)和縱向移動(dòng)的行程均由位置傳感器確定。與現(xiàn)有的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)相比，本發(fā)明的大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)解決了大型真空容器大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)一維轉(zhuǎn)動(dòng)或平動(dòng)時(shí)大門和筒體的平行度、同軸度較差的問題，實(shí)現(xiàn)了大門開關(guān)狀態(tài)自動(dòng)檢測，并將大門開關(guān)狀態(tài)與氣動(dòng)夾具狀態(tài)實(shí)現(xiàn)邏輯互鎖保護(hù)功能。
文檔編號E05F15/02GK102996003SQ20121049693
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者劉波濤, 韓瀟, 郭峰, 祁妍, 王宇, 茹曉勤, 張燚 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所