Транспортировочная стапельная платформа для гидромакетов Российского сегмента Международной космической станции

Полезная модель относится к производственным транспортировочным устройствам для перевозки грузов внутри производственных помещений и между производственными площадками.
Известны «Тележка транспортировочная» (патент на изобретение №2683430), «Транспортировочное устройство типа тележки» (заявка на изобретение №2008108097/11), «Устройство для транспортировки грузов» (заявка на изобретение №2001114402/28). Указанные технические решения предназначены для осуществления транспортировки различных грузов, не требующих закрепления на незначительные расстояния.
В процессе подготовки космонавтов (астронавтов) к отдельным этапам внекорабельной деятельности имеется необходимость перевозить гидромакеты различных модулей Российского сегмента Международной космической станции (PC МКС), имеющих отдельные габариты и диаметр более 4-х метров. Для перевозки таких крупногабаритных гидромакетов необходимо иметь специализированное транспортировочное устройство, на котором можно установить, закрепить и перевезти гидромакет к месту использования.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в расширении арсенала существующих транспортировочных устройств с целью возможности перевозки надежно закрепленных нестандартных крупногабаритных грузов. Решение данной целевой задачи достигается за счет создания транспортировочной стапельной платформы с настраиваемым стапелем.
Технический результат от решения данной задачи заключается в повышении качества и эффективности использования технических средств подготовки космонавтов.
Структурная схема транспортировочной стапельной платформы для гидромакетов PC МКС представлена на фигуре и включает в себя: основание 1, стапельный модуль 2, блок изменения размера ложементов 3, блок изменения положения ложементов 4, блок фиксации макетов 5, колесный модуль 6, блок хода 7, поворотный блок 8, блок торможения 9, управляющий модуль 10, блок индикации движения 11, блок ограничения движения 12, блок управления движением 13, энергетический модуль 14, аккумуляторы 15, блок контроля питания 16, индикатор состояния 17, блок приема команд 18, модуль заряда аккумуляторов 19, индикатор заряда 20, блок контроля заряда 21, кабель заряда 22, беспроводной модуль 23, индикатор управления 24, блок формирования команд 25, блок передачи команд 26.
Основание 1 предназначено для размещения стапельного модуля 2, колесного модуля 6, управляющего модуля 10, энергетического модуля 14. Основание 1 может быть выполнено в виде жесткого металлического каркаса с элементами для крепления функциональных блоков стапельной платформы. Верхняя плоскость основания может содержать жесткий настил с прорезиненным покрытием.
Стапельный модуль 2 предназначен для размещения и фиксации гидромакетов PC МКС массой до 3 тонн, габаритами и диаметром более 4-х метров. Стапельный модуль 2 состоит из блока изменения размера ложементов 3, блока изменения положения ложементов 4 и блока фиксации макетов 5. Стапельный модуль 2 установлен на верхней плоскости основания 1.
Блок изменения размера ложементов 3 предназначен для установки расстояния между крепежными точками стапельного модуля 2 в соответствии с размером лонжерона гидромакета. Он состоит из опорно-поворотных стоек и механизма настройки, который может быть механическим, электромеханическим или гидромеханическим. На стапельной платформе имеется два комплекта блока изменения размера ложементов.
Блок изменения положения ложементов 4 предназначен для установки расстояния между крепежными точками стапельного модуля 2 соответствующего расстоянию между лонжеронами макета. Он состоит из несущих балок и механизма настройки, который может быть механическим, электромеханическим или гидромеханическим.
Блок фиксации макетов 5 предназначен для фиксации гадромакетов и обеспечения безопасности во время перемещения стапельной платформы. Он состоит из точечных элементов крепления, установленных на основании 1 и страховочных устройств. Страховочные устройства могут содержать мягкие фалы и лебедки.
Колесный модуль 6 предназначен для обеспечения перемещения стапельной платформы. Он состоит из блока хода 7, поворотного блока 8 и блока торможения 9. На стапельной платформе имеется четыре комплекта колесных модулей. Колесный модуль 6 может быть выполнен в виде многорычажной амортизаторной подвески.
Блок хода 7 предназначен для обеспечения плавного старта и перемещения стапельной платформы со скоростью до 20 м/мин. Он состоит из электронной и механической части. Блок хода 7 может содержать электродвигатель и редуктор, связанный с колесом.
Поворотный блок 8 предназначен для обеспечения необходимого радиуса поворота. Он состоит из электронной и механической части. Поворотный блок 8 может содержать червячный механизм и поворотные тяги, связанные с несущим колесом.
Блок торможения 9 обеспечивает плавную остановку стапельной платформы. Он состоит из электронной и механической части. Блок торможения 9 может содержать дисковые или барабанные тормоза.
Управляющий модуль 10 предназначен для контроля за движением. Он состоит из блока индикации движения 11, блока ограничения движения 12 и блока управления движением 13.
Блок индикации движения 11 предназначен для светового и звукового оповещения о двигающейся стапельной платформе. Он состоит из нескольких световых индикаторов и нескольких звуковых излучателей, размещенных по периметру основания 1. Блок индикации движения 11 может содержать светодиодные, галогеновые или иные световые индикаторы, а также пьезоэлектрические, электромагнитные или иные звуковые излучатели.
Блок ограничения движения 12 предназначен для предотвращения столкновения стапельной платформы с возникающим на пути препятствием. Он состоит из нескольких датчиков объема, размещенных по периметру боковой поверхности основания 1. Блок ограничения движения 12 может содержать механические или ультразвуковые датчики объема.
Блок управления движением 13 предназначен для управления блоками колесного модуля 6, блоком индикации движения 11 и анализа состояния датчиков блока ограничения движением 12. Он состоит из контроллера состояния входных сигналов и контроллера управления выходных команд.
Энергетический модуль 14 предназначен для обеспечения электропитанием, приема радиокоманд и контроля за состоянием электрических параметров стапельной платформы. Он состоит из аккумуляторов 15, блока контроля питания 16, индикатора состояния 17 и блока приема команд 18.
Аккумуляторы 15 предназначены для обеспечения электропитанием, необходимым для прохождения стапельной платформой расстояния от зарядки до зарядки - до 1000 м. Они размещены на специальной площадке, установленной на нижней плоскости основания 1.
Блок контроля питания 16 предназначен для включения, тестирования и обеспечения питанием всех электронных блоков стапельной платформы. Он состоит из тумблеров, элементов коммутации и электронной схемы. Блок контроля питания 16 установлен на нижней плоскости основания 1. Он может содержать силовые переключатели, предохранители, различные разъемы и контроллеры питания.
Индикатор состояния 17 предназначен для контроля работоспособности и отображения режимов работы электронных компонентов стапельной платформы. Он состоит из световых и цифровых индикаторов. Индикатор состояния 17 может содержать светодиодные информационные индикаторы, цифровые индикаторные панели или экраны.
Блок приема команд 18 предназначен для обеспечения беспроводного управления стапельной платформой. Он состоит из радиоприемного модуля и процессора, преобразующего принятые радиосигналы в управляющие команды. Блок приема команд 18 может содержать радиоприемный тракт, способный принимать пакеты команд с различной модуляцией.
Зарядная станция 19 предназначена для обеспечения бесперебойной работы стапельной платформы путем своевременного заряда аккумуляторов 15. Зарядная станция 19 может быть выполнена как самостоятельный подкатной модуль с установленной внутри электроникой для тестирования и зарядки аккумуляторов. Она состоит из индикатора заряда 20, блока контроля заряда 21 и кабеля заряда 22.
Индикатор заряда 20 предназначен для визуального контроля за процессом заряда аккумулятора. Он может содержать табло со световыми и цифровыми индикаторами.
Блок контроля заряда 21 предназначен для обеспечения оптимальных условий заряда аккумуляторов 15. Он осуществляет заряд аккумуляторов 15 и автоматически отключается при полном заряде. Блок контроля заряда 21 может содержать электронный или электро-механический регулятор заряда, выполненный с применением современных микропроцессорных решений.
Кабель заряда 22 предназначен для коммутации аккумуляторов 15 через блок контроля питания 16 с модулем заряда аккумуляторов 19. Для хранения кабеля заряда 22, корпус модуля заряда аккумуляторов 19 может содержать специально оборудованное место.
Беспроводной модуль 23 предназначен для удаленного беспроводного управления движением стапельной платформы. Он состоит из индикатора управления 24, блока формирования команд 25, блока передачи команд 26. Беспроводной модуль 23 может быть размещен в пластиковом или металлическом корпусе.
Индикатор управления 24 предназначен для отображения состояния электропитания беспроводного модуля 23 и контроля за посылаемыми на стапельную платформу командами. Он может содержать табло со звуковыми, световыми и цифровыми индикаторами.
Блок формирования команд 25 предназначен для преобразования механических команд управления в электронные команды. Он состоит из механической и электронной частей. Блок формирования команд 25 может содержать тумблеры, кнопки, джойстики и электронную микропроцессорную схему.
Блок передачи команд 26 предназначен для формирования и отправки управляющего радиосигнала. Он состоит из электронной схемы и радиомодуля, преобразующих команды в пакеты радиосигналов. Блок передачи команд 26 может содержать радиопередающий тракт, способный передавать пакеты команд с различной модуляцией.
Функционирование разработанной стапельной платформы осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии стапельная платформа находится в месте хранения не далеко от зарядной станции 19. Для приведения стапельной платформы в движение, необходимо убедиться в готовности к работе всех электронных блоков и механических узлов. После включения питания аккумуляторы 15 через выход 1 подают питание на вход 3 блока контроля питания 16. Блок контроля питания 16 через выход 2 подает сигнал тестирования на вход 2 блока управления движением 13 и через выход 4 подает сигнал на вход 1 индикатора состояния 17. В случае успешного завершения программы тестирования блок управления движением 13 через выход 5 подает сигнал успешного тестирования на вход 4 блока контроля питания 16. Блок контроля питания 16 через выход 4 подает на вход 1 индикатора состояния 17 сигнал о готовности стапельной платформы к работе. В противном случае на индикатор состояния 17 выдается код ошибки. Механические узлы проверяются путем визуального контроля.
Далее оператор включает беспроводной модуль 23. Блок формирования команд 25 с выхода 2 отправляет команду на организацию связи на вход 1 блока передачи команд 26. Одновременно с выхода 1 блока формирования команд 25 на вход 1 индикатора управления 24 приходит команда на включение соответствующей индикации. Блок передачи команд 26 с выхода 1 передает радиосигнал на организацию связи в эфир. Вход 1 блока приема команд 18 принимает из радиоэфира команду на организацию связи, преобразует ее в команду готовности к работе и передает ее с выхода 1 блока приема команд 18 на вход 2 блока контроля питания 16. Эта команда с выхода 2 блока контроля питания 16 поступает на вход 2 блока управления движением 13. С выхода 4 блока управления движением 13 команда о готовности к работе поступает на вход 1 блока индикации движения 11. Блок индикации движения 11 включает ходовые огни. Стапельная платформа готова к работе.
Далее оператор с помощью блока формирования команд 25 передает управляющие пакеты команд с выхода 2 блока формирования команд 25 на вход 1 блока передачи команд 26 и выхода 1 блока формирования команд 25 на вход 1 индикатора управления 24. Блок передачи команд 26 с выхода 1 передает пакеты радиосигналов в эфир. Индикатор управления 24 отображает передаваемые команды.
Пакеты радиосигналов поступают на вход 1 блока приема команд 18. Там они преобразуются в управляющие команды. Управляющие команды с выхода 1 блока приема команд 18 поступают на вход 2 блока контроля команд 16. С выхода 2 блока контроля команд 16 команды поступают на вход 2 блока управления движением 13. С выхода 1 блока управления движением 13 команда на движение поступает на вход 1 блока хода 7. С выхода 2 блока управления движением 13 команда на поворот поступает на вход 1 поворотного блока 8. С выхода 3 блока управления движением 13 команда на торможение поступает на вход 1 блока торможения 9. С выхода 4 блока управления движением 13 команда на включение ходовых огней поступает на вход 1 блока индикации движения 11.
В случае возникновения препятствия при движении стапельной платформы, модуль ограничения движения 12 сформирует команду «СТОП», которая с выхода 1 блока ограничения движения 12 поступит на вход 1 блока управления движением 13 и стапельная платформа остановиться. Команда «СТОП» поступит также с выхода 2 блока ограничения движением 12 на вход 2 блока индикации движением 11. Блок индикации движения 11 включит режим индикации аварийной остановки. Команда «СТОП» появится также в случае разряда аккумуляторов 15, за счет сигнала переданного с выхода 2 блока контроля питания 16 на вход 2 блока управления движением 13, а затем с выхода 4 блока управления движением 13 на вход 1 блока индикации движения 11.
Стапельная платформа перемещается оператором в зону погрузки гидромакетов.
Затем оператор переводит стапельную платформу в режим погрузки и подает команду на блокировку колесного модуля 6 для обеспечения безопасности на время погрузочных работ.
Оператор настраивает блок изменения размера ложементов 3 таким образом, что бы посадочные места блока соответствовали диаметру опорного шпангоута выбранного гидромакета.
Оператор настраивает блок изменения положения ложементов 4 таким образом, что бы посадочные места блока соответствовали расстоянию между шпангоутами выбранного гидромакета.
С помощью крана обслуживающего зону погрузки, выбранный гидромакет переносится и устанавливается на стапельный модуль 2 и фиксируется с помощью блока фиксации макетов 5.
После этого оператор снимает блокировку колесного модуля 6 и управляет перемещением стапельной платформы к месту разгрузки гидромакетов. По прибытию оператор блокирует колесный модуль 6 стапельной платформы для обеспечения безопасности на время разгрузки гидромакетов.
Макет расфиксируется с использованием блока фиксации макетов 5. С помощью крана обслуживающего зону разгрузки гидромакет поднимают со стапельной платформы.
После разгрузки оператор снимает блокировку колесного модуля 6 и управляет перемещением стапельной платформы к месту хранения и обслуживания.
Во время работы оператор периодически проверяет уровень заряда аккумуляторов 15. Информация об уровне разряда аккумуляторов 15 поступает с выхода 1 аккумуляторов 15 на вход 3 блока контроля питания 16 и далее с выхода 4 блока контроля питания 16 подается на вход 1 индикатора состояния 17.
После окончания работ оператор, используя индикатор состояния 17, проверяет состояние заряда аккумуляторов 15 стапельной платформы и беспроводного модуля 26 и при необходимости производит профилактические работы.
Зарядка аккумуляторов 15 производится с помощью модуля заряда аккумуляторов 19, подключенного к электропитанию. Кабель заряда 22 подключается к блоку контроля питания 16. Далее оператор включает модуль заряда аккумуляторов и блок контроля заряда 21 с выхода 1 подает сигнал о готовности к заряду на вход 1 индикатора заряда 20.
Оператор переводит блок контроля питания 16 в режим заряда. Информация об уровне разряда аккумуляторов 15 поступает с выхода 1 аккумуляторов 15 на вход 3 блока контроля питания 16 и далее с выхода 1 блока контроля питания 16 на вход 2 кабеля заряда 22 и с выхода 1 кабеля заряда 22 на вход 1 блока контроля заряда 21. После анализа состояния заряда аккумуляторов 15 блок контроля заряда 21 формирует оптимальный режим заряда и начинает зарядку, подавая с выхода 2 электрический ток на вход 1 кабеля заряда 22. С выхода 2 кабеля заряда 22 на вход 1 блока контроля питания 16, а затем с выхода 3 блока контроля питания 16 ток заряда подается на вход 1 аккумуляторов 15. Одновременно информация о состоянии заряда аккумуляторов 15 с выхода 1 блока контроля заряда 21 поступает на вход 1 индикатора заряда 20. Индикатор заряда 20 отображает состояние заряда и ориентировочное время окончания процесса заряда.
Таким образом, транспортировочная стапельная платформа для гидромакетов Российского сегмента Международной космической станции расширяет арсенал существующих транспортировочных устройств с целью возможности перевозки надежно закрепленных нестандартных крупногабаритных грузов.
Применение предлагаемой транспортировочной стапельной платформы позволит своевременно и качественно транспортировать гидромакеты Российского сегмента Международной космической станции, необходимые для подготовки космонавтов и экипажей пилотируемых космических кораблей к внекорабельной деятельности, что повышает качество и эффективность подготовки космонавтов.