一种地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置，包括主体框架，主体框架内设有设备安装部和人员悬挂部，设备安装部包括设备安装板，设备安装板上开设有安装孔，设备安装板通过姿态调节组件设于主体框架内；人员悬挂部包括宇航服，宇航服上连接有牵引绳，牵引绳连接有设于主体框架上的牵引设备。本发明专利技术能够在地面上模拟航天员在太空中使用工具对仪器设备进行操作，同时航天员的姿态能够自动地与设备姿态进行匹配，方便对不同姿态场景的模拟，提高实验人员舒适度的同时方便对各项数据的快速收集。据的快速收集。据的快速收集。

An auxiliary device for ground simulation of astronaut's manipulation of instruments and equipment

【技术实现步骤摘要】
一种地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置


[0001]本专利技术涉及地面航天模拟
，具体涉及一种地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置。

技术介绍

[0002]随着我国航天事业的蓬勃发展，具备了航天员在太空中进行科学试验的科学技术条件。在太空环境进行试验次数在将来的科学技术发展中需求将会逐渐增多，考虑到在做试验的过程中航天员操作仪器设备的可操作性以及舒适性，需要先进行模拟仪器设备使用操作验证，来达到较高的可操作性跟使用舒适性，然而在太空中进行此类试验验证成本极高。
[0003]因此亟需一种能够辅助验证这些仪器设备的方案，其能够在地面上模拟航天员在太空中使用工具对仪器设备进行操作，从而降低成本，提高使用利用率，保障航天员在太空失重的环境下进行试验的良好可操作性以及更好的使用舒适性。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术中存在的缺点，本专利技术提供一种地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置，具体方案如下：
[0005]包括主体框架，所述主体框架内设有设备安装部和人员悬挂部，所述设备安装部包括设备安装板，所述设备安装板上开设有安装孔，所述设备安装板通过姿态调节组件设于所述主体框架内；所述人员悬挂部包括宇航服，所述宇航服上连接有牵引绳，所述牵引绳连接有设于所述主体框架上的牵引设备。
[0006]进一步地，所述姿态调节组件包括调节支架，所述调节支架上通过螺旋升降机设有竖直的升降杆，所述螺旋升降机传动连接有电机，所述升降杆的顶端连接有水平的第一轴；所述第一轴连接有翻转架，所述翻转架能够以所述第一轴为旋转轴转动；所述翻转架上设有与所述第一轴垂直的第二轴，所述设备安装板垂直连接于所述第二轴的末端，所述设备安装板能够以所述第二轴为旋转轴转动。
[0007]进一步地，所述调节支架的顶端设有水平的台板，所述螺旋升降机和所述电机均固定连接于所述台板的顶面上；所述第一轴通过连接座与所述升降杆连接，所述连接座上还连接有竖直的导杆，所述台板上开设有与所述导杆配合的通孔。
[0008]进一步地，所述连接座包括连接座本体，所述连接座本体的顶面垂直设有连接块，所述连接块的上方通过压紧螺钉连接有压紧盖板；所述压紧盖板的底面和所述连接块的顶面之间开设有用于安装所述第二轴的轴槽。
[0009]进一步地，所述螺旋升降机和所述升降杆的数量为两个，两个所述螺旋升降机的输入端通过同一根传动轴与所述电机传动连接；所述翻转架的两端各通过一个连接座与两根所述升降杆连接，所述第二轴位于所述翻转架的中点。
[0010]进一步地，所述主体框架的顶部设有滑轨，所述滑轨上通过滑块设有弹簧平衡器，
所述弹簧平衡器连接有挂钩。
[0011]进一步地，所述牵引设备包括若干设于所述主体框架上的绞盘，所述牵引绳的一端连接于所述绞盘上，所述牵引绳的另一端连接于所述宇航服上。
[0012]进一步地，所述人员悬挂部还包括设于所述牵引设备正下方的辅助站立台，所述辅助站立台包括底座，所述底座上通过竖直主轴连接有台面，所述台面上设有手扶杆；所述台面上还设有用于帮助固定宇航服足部的限位件。
[0013]进一步地，所述设备安装部和所述人员悬挂部上均设有若干红外监测点，所述红外监测点两两为一组，所述主体框架上设有若干与所述红外监测点配套的红外捕捉设备；所述人员悬挂部连接有动力机，所述红外捕捉设备和所述动力机连接有电控部；
[0014]所述电控部包括采集电路、第一计算电路、第二计算电路和控制电路，所述采集电路与所述红外捕捉设备连接，所述第二计算电路与所述第一计算电路连接，所述控制电路与所述第二计算电路连接；所述采集电路用于采集所述设备安装部和所述人员悬挂部上红外监测点的位置，所述第一计算电路用于模拟所述设备安装部和所述人员悬挂部的姿态，所述第二计算电路用于判断设备安装部和所述人员悬挂部的姿态是否匹配，所述控制电路用于控制所述动力机工作从而调整所述人员悬挂部的姿态使其与所述设备安装部的姿态匹配。
[0015]进一步地，所述红外捕捉设备的扫描路径构成一个xyz空间坐标系，所述xyz空间坐标系以所述主体框架的底面几何中心为原点、以水平面为xy平面、以竖直面为xz平面；
[0016]所述采集电路包括采集单元，用于采集所述设备安装部和所述人员悬挂部上红外监测点在所述xyz空间坐标系内的坐标；
[0017]所述第一计算电路包括计算单元，用于接收第一采集单元和第二采集单元的采集结果，分别计算出所述设备安装部位于同一组的红外监测点的坐标差和所述人员悬挂部位于同一组的红外监测点的坐标差；
[0018]所述第二计算电路包括匹配单元，用于接收所述计算单元的结果，然后计算所述设备安装部和所述人员悬挂部坐标差的差值；
[0019]所述控制电路包括控制单元，用于根据计算的差值控制相应的动力机作出对应的动作。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021]本申请提供的一种地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置，能够在地面上模拟航天员在太空中使用工具对仪器设备进行操作，同时航天员的姿态能够自动地与设备姿态进行匹配，方便对不同姿态场景的模拟，提高实验人员舒适度的同时方便对各项数据的快速收集。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的结构立体图，
[0023]图2为本专利技术的结构主视图，
[0024]图3为本专利技术设备安装部的结构立体图，
[0025]图4为本专利技术设备安装部的结构主视图，
[0026]图5为本专利技术升降杆与各组件的连接示意图，
[0027]图6为本专利技术连接座的结构放大图，
[0028]图7为本专利技术弹簧平衡器与滑轨的连接示意图，
[0029]图8为本专利技术人员悬挂部的结构立体图，
[0030]图9为本专利技术的控制流程图，
[0031]图10为本专利技术设备安装板上红外监测点的位置示意图。
[0032]附图序号及名称：1、主体框架，11、滑轨，12、弹簧平衡器，2、设备安装部，21、设备安装板，22、姿态调节组件，221、调节支架，222、螺旋升降机，223、升降杆，224、第一轴，225、翻转架，226、第二轴，227、台板，228、连接座，2281、连接座本体，2282、连接块，2283、压紧盖板，2284、轴槽，229、导杆，3、人员悬挂部，31、宇航服，32、牵引绳，33、绞盘，34、辅助站立台，341、底座，342、竖直主轴，343、台面，344、手扶杆，345、限位件，4、电控部，41、采集电路，42、第一计算电路，43、第二计算电路，44、控制电路。
具体实施方式
[0033]为详细说明本专利技术之
技术实现思路
、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。
[0034]结合图1和图2，本申请记载的地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置，包括主体框架1，主体框架1内设有设备安装部2和人员悬挂部3，设备安装部2包括设备安装板21，设备安装板21上开设有安装孔(安装孔为分布在设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置，包括主体框架(1)，其特征在于：所述主体框架(1)内设有设备安装部(2)和人员悬挂部(3)，所述设备安装部(2)包括设备安装板(21)，所述设备安装板(21)上开设有安装孔，所述设备安装板(21)通过姿态调节组件(22)设于所述主体框架(1)内；所述人员悬挂部(3)包括宇航服(31)，所述宇航服(31)上连接有牵引绳(32)，所述牵引绳(32)连接有设于所述主体框架(1)上的牵引设备。2.根据权利要求1所述的一种地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置，其特征在于：所述姿态调节组件(22)包括调节支架(221)，所述调节支架(221)上通过螺旋升降机(222)设有竖直的升降杆(223)，所述螺旋升降机(222)传动连接有电机，所述升降杆(223)的顶端连接有水平的第一轴(224)；所述第一轴(224)连接有翻转架(225)，所述翻转架(225)能够以所述第一轴(224)为旋转轴转动；所述翻转架(225)上设有与所述第一轴(224)垂直的第二轴(226)，所述设备安装板(21)垂直连接于所述第二轴(226)的末端，所述设备安装板(21)能够以所述第二轴(226)为旋转轴转动。3.根据权利要求2所述的一种地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置，其特征在于：所述调节支架(221)的顶端设有水平的台板(227)，所述螺旋升降机(222)和所述电机均固定连接于所述台板(227)的顶面上；所述第一轴通过连接座(228)与所述升降杆(223)连接，所述连接座(228)上还连接有竖直的导杆(229)，所述台板(227)上开设有与所述导杆(229)配合的通孔。4.根据权利要求3所述的一种地面模拟航天员操控仪器设备和辅助装置，其特征在于：所述连接座(228)包括连接座本体(2281)，所述连接座本体(2281)的顶面垂直设有连接块(2282)，所述连接块(2282)的上方通过压紧螺钉连接有压紧盖板(2283)；所述压紧盖板(2283)的底面和所述连接块(2282)的顶面之间开设有用于安装所述第二轴(226)的轴槽(2284)。5.根据权利要求4所述的一种地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置，其特征在于：所述螺旋升降机(222)和所述升降杆(223)的数量为两个，两个所述螺旋升降机(222)的输入端通过同一根传动轴与所述电机传动连接；所述翻转架(225)的两端各通过一个连接座(228)与两根所述升降杆(223)连接，所述第二轴(226)位于所述翻转架(225)的中点。6.根据权利要求5所述的一种地面模拟航天员操控仪器设备的辅助装置，其特征在于：所述主体框架(1)的顶部设有滑轨(11)，所述滑轨(11)上通过滑块设有弹簧平衡器(12)，所述弹簧平衡器(12)连接有挂钩...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秋霞，贾志昂，祝国伟，张芳，李雨时，邓颖，
申请(专利权)人：北京吾天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：