一种可压缩式空间科学实验机柜制造技术

本发明专利技术公开了一种可压缩式空间科学实验机柜，涉及空间站科学实验载体技术领域。该实验机柜，利用丝杠螺母配合的直线传动原理，采用三级伸缩柱结构，得到更大的压缩比，后部设置的可折叠式背板，通过铰链相互连接，可随着折叠柜的上升下降而自动展开折叠，因此，本发明专利技术提供的实验机柜，在满足了原科学实验机柜的结构与功能的基础上在资源占用方面比原实验机柜大幅降低，解决了发射上行时柜体占用舱内空间资源和所需发射承载的问题，充分利用了货运飞船的上行运输能力，扩大了空间站在轨科学实验的支持能力，而且整个升降过程简单可靠，航天员只需简单的操作即可完成实验柜的展开工作。

【技术实现步骤摘要】
一种可压缩式空间科学实验机柜
本专利技术涉及空间站科学实验载体
，尤其涉及一种可压缩式空间科学实验机柜。
技术介绍
2020年前后，我国将建造长期在轨运行、短期有人照料的载人空间站，开展一系列的科学实验，而如何高效利用空间站资源环境，开发出高互换性可靠性的公共科学实验载体机构便成了实现科学应用目标的关键。目前，国际采用的机柜ER(EXPRESSRACK)标准结构，提供了标准的基本机、电、热、液结构接口，提供了通用的实验支持能力，但机柜为整体刚性结构，笨重且占用空间大。另外，货运飞船受发射承载能力限制，不能运输整柜级的大载荷实验舱和核心舱，从而限制了利用空间站资源环境进行科学实验的开展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可压缩式空间科学实验机柜，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种可压缩式空间科学实验机柜，包括柜体，所述柜体由底座、上面板和背板围成，所述底座和所述上面板通过伸缩立柱连接，所述背板可折叠进所述柜体内，所述上面板上设置有动力传输装置，所述动力传输装置与所述伸缩立柱连接，所述伸缩立柱为利用丝杠螺母配合的直线传动原理的三级直线型伸缩机构。优选地，所述伸缩立柱包括动力轴、传动筒、中丝杠、细丝杠、内壁筒、中壁筒和外壁筒，所述内壁筒、中壁筒和外壁筒的内径依次增大，所述动力轴的头端设置在封盖内，所述动力轴的上部与所述动力传输装置连接，所述动力轴设置在所述传动筒内，所述动力轴可带动所述传动筒转动；所述传动筒的底端接触连接有第一固定块，所述中丝杠的上部穿过所述第一固定块伸入所述传动筒内，所述传动筒可带动所述中丝杠转动，所述中丝杠与所述第一固定块可转动连接，所述第一固定块嵌入所述内壁筒底端的内部，所述内壁筒头端与所述封盖连接；所述中丝杠的下部穿过所述第二固定块，且所述中丝杠与所述第二固定块可转动连接，所述第二固定块嵌入所述中壁筒底端的内部；所述细丝杠的上部伸入所述中丝杠底端内部且可转动连接，所述细丝杠的底端与所述外壁筒的底端固定连接。优选地，所述中丝杠的上部外侧设置有花键，所述动力轴的下部外侧设置有花键，所述传动筒的内侧设置有键槽，所述花键与所述键槽配合连接。优选地，所述第一固定块为螺母，所述中丝杠与所述螺母通过螺纹连接。优选地，所述第二固定块由两个结构相同的夹块组成，所述夹块的中间设置为半圆形孔，两个所述夹块对接在一起围成中间为圆形孔的所述第二固定块，所述圆形孔的孔壁上设置有肩槽，所述中丝杠的下部外侧设置有轴肩，所述轴肩位于所述肩槽内，且所述轴肩可在所述肩槽内转动。优选地，还包括滑套，所述滑套上设置有凸出块，所述凸出块插入所述螺母和所述内壁筒相同位置的孔内，使得所述螺母、所述内壁筒和所述滑套轴向位置固定。优选地，还包括夹套，所述夹套上设置有圆柱销，所述圆柱销与所述夹块和所述中壁筒上的孔配合，使得所述夹套、所述夹块和所述中壁筒轴向位置固定。优选地，所述外壁筒与所述细丝杠通过花型键槽的配合和卡簧的轴向限位形成相对固定连接。优选地，所述动力轴为齿轮轴，所述动力传输装置包括传动齿轮、锥齿轮传动系统和摇柄，所述摇柄与所述锥齿轮传动系统连接，所述锥齿轮传动系统与所述传动齿轮齿轮连接，所述传动齿轮与所述齿轮轴齿轮连接。优选地，所述背板包括上背板和下背板，所述上背板的上部与所述上面板通过转轴连接，所述上背板的下部与所述下背板的上部铰接，所述下背板的下部与所述底座通过转轴连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例提供的一种可压缩式空间科学实验机柜，利用丝杠螺母配合的直线传动原理，采用三级伸缩柱结构，得到更大的压缩比，后部设置的可折叠式背板，通过铰链相互连接，可随着折叠柜的上升下降而自动展开折叠，因此，本专利技术提供的实验机柜，在满足了原科学实验机柜的结构与功能的基础上在资源占用方面比原实验机柜大幅降低，解决了发射上行时柜体占用舱内空间资源和所需发射承载的问题，充分利用了货运飞船的上行运输能力，扩大了空间站在轨科学实验的支持能力，而且整个升降过程简单可靠，航天员只需简单的操作即可完成实验柜的展开工作。附图说明图1是实验机柜压缩状态示意图；图2是实验机柜展开状态示意图；图3是伸缩立柱外部收拢状态示意图；图4是伸缩立柱外部展开状态示意图；图5是伸缩立柱内部收拢状态示意图；图6是伸缩立柱内部展开状态示意图；图7是夹块结构示意图；图8是第二固定块结构示意图；图9是中丝杠与第二固定块的连接结构示意图；图10是中丝杠轴肩结构示意图；图11是上面板结构示意图。图中，各符号的含义如下：1底座、2上面板、3背板、4伸缩立柱、5动力轴、6传动筒、7中丝杠、8细丝杠、9内壁筒、10中壁筒、11外壁筒、12封盖、13第一固定块、14第二固定块、15夹块、16肩槽、17轴肩、18滑套、19夹套、20摇柄、21上背板、22下背板。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术基于现有技术中的问题，为了增加火箭资源效率，提供了一种可压缩式科学实验机柜，既可以解决货运飞船运输限制，又可以减少空间资源的占用。如图1-6所示，本专利技术实施例提供了一种可压缩式空间科学实验机柜，包括柜体，所述柜体由底座1、上面板2和背板3围成，底座1和上面板2通过伸缩立柱4连接，背板3可折叠进所述柜体内，上面板2上设置有动力传输装置，所述动力传输装置与伸缩立柱4连接，伸缩立柱4为利用丝杠螺母配合的直线传动原理的三级直线型伸缩机构。上述结构中，伸缩立柱作为柜体的支撑，柜体会随着伸缩立柱的收缩而进行压缩，随着伸缩立柱的伸展而进行展开。由于上述结构中，采用以丝杠螺母传动原理的直线式升降系统，整体结构稳定性好，传动精度高，展开方式简单方便。而且三级的伸缩结构支柱，使得柜体的压缩比大(可以从1820mm压缩至854mm)。伸缩立柱的收缩或伸展均可以通过上面板上的动力传输装置输入动力。另外，由于背板可折叠进柜体内，而且随着柜体的展开，背板也可以自动展开，所以，该实验机柜的自动化程度高，大大降低了航天员对实验柜的后安装工作。本专利技术实施例中，伸缩立柱4包括动力轴5、传动筒6、中丝杠7、细丝杠8、内壁筒9、中壁筒10和外壁筒11，内壁筒9、中壁筒10和外壁筒11的内径依次增大，动力轴5的头端设置在封盖12内，动力轴5的上部与动力传输装置连接，动力轴5设置在传动筒6内，动力轴5可带动传动筒6转动；传动筒6的底端接触连接有第一固定块13，中丝杠7的上部穿过第一固定块13伸入传动筒6内，传动筒6可带动中丝杠7转动，中丝杠7与第一固定块13可转动连接，第一固定块13嵌入内壁筒9底端的内部，内壁筒9头端与封盖12连接；中丝杠7的下部穿过第二固定块14，且中丝杠7与第二固定块14可转动连接，第二固定块14嵌入中壁筒10底端的内部；细丝杠8的上部伸入中丝杠7底端内部且可转动连接，细丝杠8的底端与外壁筒11的底端固定连接。动力传输装置将动力传输给动力轴，带动动力轴转动，动力轴带动传动筒转动，传动筒带动中丝杠转动，同时中丝杠在传动筒内部相对滑动。在第二固定块的作用下，中丝杠带动中壁筒一起做直线运动，使得中丝杠套入在传动筒中，内壁筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可压缩式空间科学实验机柜，其特征在于，包括柜体，所述柜体由底座、上面板和背板围成，所述底座和所述上面板通过伸缩立柱连接，所述背板可折叠进所述柜体内，所述上面板上设置有动力传输装置，所述动力传输装置与所述伸缩立柱连接，所述伸缩立柱为利用丝杠螺母配合的直线传动原理的三级直线型伸缩机构。

【技术特征摘要】
1.一种可压缩式空间科学实验机柜，其特征在于，包括柜体，所述柜体由底座、上面板和背板围成，所述底座和所述上面板通过伸缩立柱连接，所述背板可折叠进所述柜体内，所述上面板上设置有动力传输装置，所述动力传输装置与所述伸缩立柱连接，所述伸缩立柱为利用丝杠螺母配合的直线传动原理的三级直线型伸缩机构。2.根据权利要求1所述的可压缩式空间科学实验机柜，其特征在于，所述伸缩立柱包括动力轴、传动筒、中丝杠、细丝杠、内壁筒、中壁筒和外壁筒，所述内壁筒、中壁筒和外壁筒的内径依次增大，所述动力轴的头端设置在封盖内，所述动力轴的上部与所述动力传输装置连接，所述动力轴设置在所述传动筒内，所述动力轴可带动所述传动筒转动；所述传动筒的底端接触连接有第一固定块，所述中丝杠的上部穿过所述第一固定块伸入所述传动筒内，所述传动筒可带动所述中丝杠转动，所述中丝杠与所述第一固定块可转动连接，所述第一固定块嵌入所述内壁筒底端的内部，所述内壁筒头端与所述封盖连接；所述中丝杠的下部穿过所述第二固定块，且所述中丝杠与所述第二固定块可转动连接，所述第二固定块嵌入所述中壁筒底端的内部；所述细丝杠的上部伸入所述中丝杠底端内部且可转动连接，所述细丝杠的底端与所述外壁筒的底端固定连接。3.根据权利要求2所述的可压缩式空间科学实验机柜，其特征在于，所述中丝杠的上部外侧设置有花键，所述动力轴的下部外侧设置有花键，所述传动筒的内侧设置有键槽，所述花键与所述键槽配合连接。4.根据权利要求2所述的可压缩式空间科学实验机柜，其特征在于，所述第一固定块为螺母，所述中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗峰，蔡东坡，白任梓，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：北京,11