[发明专利]一种舱外维修工具试验方法

说明书

一种舱外维修工具试验方法，包括以下步骤：(1)在真空罐法兰上安装舱外航天服手套；(2)安装维修设备模拟件，柔性连接维修设备模拟件上的维修接口；(3)将待试验的舱外维修工具放入真空罐内，柔性连接真空罐顶部；(4)控制伺服机构运动，避免抽压过程中，维修设备模拟件损坏航天服手套；(5)关闭真空罐的舱门，进行压差模拟；(6)调整维修设备模拟件与航天服手套的相对位置；(7)对维修接口进行操作实验。本发明可以将维修工具、维修接口柔性连接到真空罐内，避免维修操作过程中滑落损坏试验设备，同时可模拟航天服手套内外压差和维修设备与试验人员的相对位置，支持载人航天器舱外维修工具的地面试验。

技术领域

本发明具体涉及一种舱外维修工具试验方法，适用于载人航天器舱外维修工具的地面试验，属于载人航天飞行器领域。

背景技术

在轨维修是延长载人航天器寿命和保障可靠性安全性的必要手段，同时也是在轨活动中难度最高的任务之一。俄罗斯和平号空间站在轨运营期间执行了74次舱外维修维护任务，截至2016年国际空间站完成了384次出舱维修维护活动，我国正在研制天宫号空间站，设计在轨寿命10年以上，是我国首个长期在轨飞行的大型载人航天器。

舱外维修时航天员穿着舱外航天服，舱外航天服内外压差使航天服手套灵活度降低，航天员手部感知能力降低，操作力变大，并且失重状态下维修工具容易飞走，抓握难度增加，为确保舱外维修工具能够适应失重和手套内外压差带来的影响，提高舱外维修操作任务的成功率，舱外维修工具在研制过程中需要进行充分的地面试验验证。

舱外维修工具的验证方法主要包括常压手套试验法、手套箱试验法和中性浮力水槽试验法。常压手套试验法在一个大气压条件下，由试验人员穿戴航天服手套直接对工具进行取放、使用等操作，该方法无法模拟手套在内外压差作用下的膨胀状态，忽略了手套膨胀对操作的影响，因此试验误差较大；手套箱试验法则利用法兰将舱外航天服手套固定在一个小型透明箱体内，用抽气泵将手套箱内压力降低，模拟航天服手套内外压差，试验人员通过箱体上的航天服手套对放在箱内的维修工具进行试验，手套箱只能对小型工具进行抓握、旋转等简单操作试验，无法结合维修产品进行拆卸、安装试验，因此对舱外维修工具进行全面的试验和评价是一项亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是：提供一种舱外维修工具试验方法，通过在具有法兰接口的真空罐上加装含肘部的航天服手套，并将维修产品固定在真空罐内的四自由度伺服机构上，进行舱外维修工具试验，解决常压试验和手套箱试验无法同时结合维修产品和模拟航天服手套内外压差，进行舱外维修工具拆卸、安装操作试验的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种舱外维修工具试验方法，该试验方法基于载人航天器舱外维修地面模拟系统实现，步骤如下：

(1)舱外航天服手套安装到真空罐舱门的法兰接口上；

(2)将维修设备模拟件安装在伺服机构上，将维修设备模拟件上的维修接口柔性连接到伺服机构转台框架上；所述维修接口包括机械接口和电气接口；

(3)将待试验的舱外维修工具放入真空罐内，且邻近航天服手套，待试验的舱外维修工具柔性连接真空罐；

(4)通过控制台控制伺服机构工作，令维修设备模拟件向远离航天服手套的方向移动；

(5)关闭真空罐的舱门，进行压差模拟，使得航天服手套内外压差与在轨实际情况一致；

(6)根据试验工况要求，伺服机构调整所述维修设备模拟件与航天服手套的相对位置；

(7)当所述维修设备模拟件与航天服手套的相对位置与在轨时的实际位置相同时，通过航天服手套抓取待试验的舱外维修工具，对所述维修接口进行操作实验

一种载人航天器舱外维修地面模拟系统，包括伺服机构、控制台、真空罐、观察窗、航天服手套和支架导轨；