用于空间站的商业化标准空间试验平台制造技术

本发明专利技术涉及空间站科学实验设备技术领域，提供用于空间站的商业化标准空间试验平台，其包括标准抽屉模块及安装于标准抽屉模块内的电控模块、离心机模块。本发明专利技术实现接口标准化，实验单元模块化，空间试验需求客户只需自行研制标准化实验模块，将有效降低开发成本，缩短周期，平台设置了离心机模块，可提供变重力环境，开展变重力对照试验，对满足商业空间试验应用最广泛的生物领域研究在原位对照实验数据获取与分析上的需求尤为重要；平台设置了立方体实验模块开展实验，或扇形实验模块、方形实验单元开展微重力实验的对照变重力试验；对有意开展空间试验研究的商业客户至关重要，具有巨大的潜在用于价值。有巨大的潜在用于价值。有巨大的潜在用于价值。

【技术实现步骤摘要】
用于空间站的商业化标准空间试验平台


[0001]本专利技术涉及空间站科学实验设备
，具体涉及用于空间站的商业化标准空间试验平台。

技术介绍

[0002]中国载人空间站支持开展大规模多学科的空间科学研究、技术验证和空间应用，航天员可参与实验操作、实验样品可返回、天地信息可传输，为开展多学科、系列化和长期的空间研究提供了历史性机遇，也为商业空间试验项目的开展提供了契机。
[0003]虽然在国内开展商业空间试验业务尚处于起步阶段，但越来越多非空间领域的高校、科研院所、公司企业等研究机构期待在中国载人空间站开展空间试验研究。而空间科学实验设备是开展空间试验研究的必要硬件设施.
[0004]现阶段，国内大多利用专用实验装置开展研究，耗资巨大，其开发成本是限制商业空间试验需求用户开展空间科学研究的一大主要因素。另一方面，空间试验装置的研制技术复杂程度高，涉及空间站、飞船、总装测试、航天员操作等多方面的技术接口协调工作，也是非空间领域研究机构开展商业空间试验的另一大障碍。此外，利用商业空间试验平台改变重力环境，开展变重力对照试验，也是目前需解决的技术难题。
[0005]因此，研发一种接口标准化，实验单元模块化、可提供变重力环境的商业化标准空间试验平台，具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]为解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供了用于空间站的商业化标准空间试验平台，具体的技术方案为：
[0007]用于空间站的商业化标准空间试验平台，其包括标准抽屉模块及安装于标准抽屉模块内的电控模块、离心机模块，其中：
[0008]标准抽屉模块设置有用于对外与空间站机柜机、电、热接口相连接的标准接口，以及用于对内连接平台其他模块的机、电、热接口；
[0009]电控模块对外与空间站机柜供电、测控、通信接口连接，对内为各模块供电、提供数据传输通道，并控制整个平台运行；
[0010]离心机模块，包括离心组件和实验单元，用于提供变重力实验环境；
[0011]离心组件，包括动力传输机构、旋转台，通过旋转提供离心力；
[0012]所述旋转台设置有实验单元电接头；
[0013]实验单元，通过电连接插头与离心组件旋转台的实验单元电接头连接并进行数据传输，用于开展变重力实验研究。
[0014]优选的方案中，电控模块具体设置如下：
[0015]左右两侧设置有滑道安装接口，可安装滑道与标准抽屉模块内侧滑道连接，方便电控模块在平台的插拔；
[0016]前侧设置有电源接口，用于与空间站机柜供电系统连接，为平台供电；
[0017]遥测接口、USB接口、以太网接口，与空间站机柜信息系统连接，实现数据传输与指令输入；
[0018]把手，方便抓握在平台中插拔电控模块；
[0019]显示器，可现实平台离心机转速等参数指标；
[0020]上侧，设置有立方体实验模块电接口、微重力实验电接口、离心机模块电接口，为各实验模块供电并提供数据传输；设置有机械接口，可通过螺钉与各实验模块机械连接；设置有散热孔，为电控模块散热；
[0021]后侧，设置有散热孔，为电控模块散热；
[0022]计算机单元，为平台的智能控制核心，可实现各实验模块指令程序智能控制以及通信控制；
[0023]电源变换单元，控制凭条电压转换和电力供应。
[0024]优选的方案中，标准抽屉模块包括前面板、上下盖板、左右侧板和后面板；其中：
[0025]前面板上设置有防脱螺栓部件接口，可安装防脱螺栓组件，固定到空间站实验柜对应的梁上；
[0026]手柄接口，可安装手柄，方便抓握在空间站实验柜标准模块空间单元插拔平台；
[0027]锁紧机构接口，可安装锁紧机构，与左右侧板上的对应部件配合，用于在轨锁紧及解锁操作；
[0028]观察窗，空间站机柜供电、测控、通信接口通过观察窗与电控模块连接；
[0029]铰链部件接口，可安装销栓，与下盖板相对应部件形成铰链，前面板可围绕铰链旋转，打开前面板进行实验模块更换等操作；
[0030]下盖板设置有铰链部件接口，可安装销栓，与前面板相对应部件形成铰链；
[0031]左右侧板设置有滑道安装接口，外侧安装外侧滑道，方便平台在机柜标准载荷单元空间上的插拔；内侧可安装内侧滑道，方便电控模块在平台的插拔；
[0032]后面板设置有散热模块安装接口，可安装风扇用于平台散热，同时与空间站机柜风冷接口连接。
[0033]优选的方案中，所述离心组件由动力传输机构、壳体、布线管、旋转台组成；
[0034]动力传输机构包括步进电机、导电滑环、转接轴；
[0035]步进电机，提供动力，带动离心组件旋转台旋转提供变重力环境，其通过螺栓与电控模块上侧机械接口连接固定；上侧设置有机械接口，与导电滑环机械连接；旋转轴与转接轴连接；
[0036]导电滑环，其定子边通过螺钉与步进电机上侧连接固定；转子边与转接轴固定，并在转接轴带动下旋转；转子出线，可通过布线管为实验单元供电并提供数据传输；
[0037]转接轴，一侧与步进电机旋转轴连接，中部与导电滑环转子边连接，另一侧与壳体连接固定，并在步进电机带动下旋转；
[0038]壳体，包裹动力传输机构，与动力传输机构转接轴固定连接，并在其带动下旋转；侧面与布线管连接；
[0039]布线管，一侧与壳体相连，一侧与旋转台相连，导电滑环的转子出线可通过其内部与旋转台扇形实验单元电接头连接，为其供电并提供数据传输。
[0040]优选的方案中，离心机模块包括方形离心机模块与扇形离心机模块，其实验单元分别为扇形实验单元与方形实验单元。
[0041]优选的方案中，还包括微重力实验模块，所述微重力实验模块可安装多个方形实验单元，用于开展微重力生物实验研究，与离心机模块的变重力实验形成对照实验；
[0042]包括微重力实验模块电连接插头，与电控模块上侧微重力实验模块电接头连接，为微重力实验模块供电并提供数据传输；机械接口，通过螺钉与电控模块上侧机械接口连接固定；方形实验单元安装接口，安装方形实验单元并对其限位固定；方形实验单元电接口，为方形实验单元供电并提供数据传输。
[0043]优选的方案中，还包括立方体实验模块，所述立方体实验模块设置有电连接插头，与电控模块上侧立方体实验模块电接头连接，为立方体实验模块供电并提供数据传输；设置有机械接口，通过螺钉与电控模块上侧机械接口连接固定。
[0044]优选的方案中，还包括散热模块，所述散热模块包括电控模块上侧与后侧的散热孔，以及安装于标准抽屉模块后面板的风扇，风扇与空间站机柜风冷接口连接，用于平台散热。
[0045]本专利技术所达到的有益效果为：
[0046]本专利技术提供的用于空间站的商业化标准空间试验平台，该平台实现接口标准化，实验单元模块化，商业空间试验用户可根据实验需求以此标准研制1U为基础的立方体实验模块开展实验，或扇形实验模块、方形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于空间站的商业化标准空间试验平台，其特征在于：其包括标准抽屉模块及安装于标准抽屉模块内的电控模块、离心机模块，其中：标准抽屉模块设置有用于对外与空间站机柜机、电、热接口相连接的标准接口，以及用于对内连接平台其他模块的机、电、热接口；电控模块对外与空间站机柜供电、测控、通信接口连接，对内为各模块供电、提供数据传输通道，并控制整个平台运行；离心机模块，包括离心组件和实验单元，用于提供变重力实验环境；离心组件，包括动力传输机构、旋转台，通过旋转提供离心力；所述旋转台设置有实验单元电接头；实验单元，通过电连接插头与离心组件旋转台的实验单元电接头连接并进行数据传输，用于开展变重力实验研究。2.根据权利要求1所述的用于空间站的商业化标准空间试验平台，其特征在于：电控模块具体设置如下：左右两侧设置有滑道安装接口，可安装滑道与标准抽屉模块内侧滑道连接，方便电控模块在平台的插拔；前侧设置有电源接口，用于与空间站机柜供电系统连接，为平台供电；遥测接口、USB接口、以太网接口，与空间站机柜信息系统连接，实现数据传输与指令输入；把手，方便抓握在平台中插拔电控模块；显示器，可现实平台离心机转速等参数指标；上侧，设置有立方体实验模块电接口、微重力实验电接口、离心机模块电接口，为各实验模块供电并提供数据传输；设置有机械接口，可通过螺钉与各实验模块机械连接；设置有散热孔，为电控模块散热；后侧，设置有散热孔，为电控模块散热；计算机单元，为平台的智能控制核心，可实现各实验模块指令程序智能控制以及通信控制；电源变换单元，控制凭条电压转换和电力供应。3.根据权利要求2所述的用于空间站的商业化标准空间试验平台，其特征在于：标准抽屉模块包括前面板、上下盖板、左右侧板和后面板；其中：前面板上设置有防脱螺栓部件接口，可安装防脱螺栓组件，固定到空间站实验柜对应的梁上；手柄接口，可安装手柄，方便抓握在空间站实验柜标准模块空间单元插拔平台；锁紧机构接口，可安装锁紧机构，与左右侧板上的对应部件配合，用于在轨锁紧及解锁操作；观察窗，空间站机柜供电、测控、通信接口通过观察窗与电控模块连接；铰链部件接口，可安装销栓，与下盖板相对应部件形成铰链，前面板可围绕铰链旋转，打开前面板进行实验模块更换等操作；下盖板设置有铰链部件接口，可安装销栓，与前面板相对应部件形成铰链；左右侧板设置有滑道安装接口，外侧安装外侧滑道，方便平台在机柜标准载荷单元空
间上的插拔；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，李飞，李雅洁，罗一丹，谭强，苏锦鑫，
申请(专利权)人：中国长城工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：