宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)及其緊固方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，包括宇航服頭盔和安裝于所述宇航服頭盔的面窗；所述面窗周邊結(jié)合有一邊框，所述邊框上形成有配合所述宇航服頭盔的安裝結(jié)構(gòu)，所述邊框包括壓迫組件和緊固組件，通過(guò)所述壓迫組件和面窗的配合壓迫所述緊固組件生成預(yù)應(yīng)力進(jìn)而緊固所述面窗。在本發(fā)明的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)中，面窗上無(wú)需開(kāi)設(shè)螺栓孔，不會(huì)破壞面窗自身的內(nèi)應(yīng)力平衡，保持了面窗原有的強(qiáng)度、無(wú)應(yīng)力薄弱點(diǎn)；通過(guò)在面窗周邊生成一圈預(yù)應(yīng)力邊框，形成一種面窗與宇航服頭盔的整體受力結(jié)構(gòu)，有效地將面窗承受的壓力差等荷載通過(guò)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)邊框傳遞至宇航服頭盔，保證了面窗結(jié)構(gòu)的完整性與穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)及其緊固方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及國(guó)防建設(shè)及航空航天領(lǐng)域的宇航服結(jié)構(gòu)，尤指一種宇航服面窗的緊固結(jié)構(gòu)及其緊固方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天事業(yè)的逐步推進(jìn)，宇航員艙外作業(yè)將愈加頻繁。而宇航服頭盔上的面窗作為宇航服上的關(guān)鍵部分，除了須具備良好的光學(xué)性能外，耐壓性、氣密性等安全性能主要取決于面窗與宇航服的緊固連接。
[0003]為滿足宇航員在艙外作業(yè)時(shí)對(duì)環(huán)境觀察的要求，宇航服面窗大多光學(xué)性能良好且具備一定強(qiáng)度的玻璃等透明件，但其屬脆性材質(zhì)，有沖擊強(qiáng)度低、拉伸強(qiáng)度低、壓縮強(qiáng)度低、承載強(qiáng)度低、抗應(yīng)力性能差、膨脹系數(shù)高、斷裂延伸性強(qiáng)、彈性模量小、撓曲強(qiáng)度低、屈服強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。
[0004]如圖1所示，當(dāng)一平面物件置于剛性邊框內(nèi)，在平面上施加均布荷載時(shí)，該物件平面會(huì)發(fā)生凹陷變形，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生對(duì)抗性應(yīng)力，而且邊緣受到剛性制約因素形成應(yīng)力集中效應(yīng),對(duì)抗性應(yīng)力超過(guò)該物件邊緣材質(zhì)的性能極限時(shí),該物件邊緣會(huì)損壞。
[0005]太空中的氣壓幾乎為零，而宇航服內(nèi)為滿足航天員的基本生存需要須保持約一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，宇航服內(nèi)外存在著較大的壓力差。目前宇航服面窗一般采用鑲嵌至宇航服頭盔的預(yù)留槽內(nèi)或在面窗上開(kāi)孔通過(guò)螺栓固定于宇航服頭盔上的方式，所述方式都是將脆性的面窗擱置于剛性邊框上，當(dāng)面窗一側(cè)受到均勻氣壓時(shí)，同時(shí)根據(jù)上述面窗的缺點(diǎn)、面窗受到均布荷載時(shí)的受力原理以及宇航服的使用環(huán)境，該脆性材料的邊緣強(qiáng)度就顯得尤為重要，一旦處理不好很容易出現(xiàn)裂縫等安全問(wèn)題。為應(yīng)對(duì)宇航服在太空中存在的壓力差，保證其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定，面窗邊緣與宇航服頭盔連接處的厚度需要相應(yīng)增加；可是由于同時(shí)受到光學(xué)要求和限制，面窗的整體厚度必須保持一致，而無(wú)法因?yàn)槊娲斑吘壍钠茐膽?yīng)力較大而局部增加厚度，因此設(shè)計(jì)時(shí)不得不將面窗的整體厚度加大，這樣無(wú)疑會(huì)對(duì)面窗的光學(xué)性能造成一定影響，同時(shí)其內(nèi)應(yīng)力變化也更加復(fù)雜。除此之外上述宇航服面窗與頭盔的連接方式還存在以下缺陷:
[0006]1、在生產(chǎn)制造及加工過(guò)程中，宇航服面窗或多或少會(huì)存在一定的缺陷或殘余應(yīng)力，包括磨削、拋光和退火等工序都會(huì)對(duì)面窗自身的內(nèi)應(yīng)力平衡造成破壞；后續(xù)在運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)或裝配的過(guò)程都可能導(dǎo)致該缺陷或應(yīng)力逐漸放大，日后存在較大的安全隱患。
[0007]2、圓弧形對(duì)面窗的加工工藝要求更高，面窗的加工尺寸或弧度等必然存在一定的誤差，同樣宇航服頭盔與面窗連接處的接觸面存在平整度誤差，或在面窗邊緣開(kāi)設(shè)螺孔的中心與頭盔上的相應(yīng)孔的中心沒(méi)有完全對(duì)準(zhǔn)，或者在面窗邊緣開(kāi)設(shè)的螺栓孔存在裂紋、缺口、拋光不好等缺陷，上述情況都會(huì)影響面窗與宇航服頭盔的貼合度，從而導(dǎo)致面窗安裝困難，或者安裝后存在應(yīng)力集中，且面窗制品的互換性較差。
[0008]3、宇航服面窗通過(guò)鑲嵌的方式安裝至宇航服頭盔上時(shí)，其結(jié)構(gòu)未能使宇航服面窗與宇航服頭盔形成一體，但當(dāng)宇航服面窗因溫差、壓差等原因發(fā)生變形時(shí)，面窗與頭盔之間僅依靠樹(shù)脂填充層的粘合力來(lái)對(duì)抗面窗因變形而導(dǎo)致與頭盔之間的撕扯力，當(dāng)樹(shù)脂填充層的粘合力無(wú)法對(duì)抗因面窗變形而帶來(lái)的撕扯力時(shí)，面窗就很容易從宇航服頭盔上脫落，從而引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。
[0009]4、宇航服面窗通過(guò)螺栓緊固的方式安裝至宇航服頭盔上時(shí)，其結(jié)構(gòu)雖能使宇航服面窗與宇航服頭盔形成一體，但在面窗上開(kāi)設(shè)安裝孔就已經(jīng)破壞面窗自身的內(nèi)應(yīng)力平衡，螺孔附近成為了強(qiáng)度上的薄弱環(huán)節(jié)，再加上可能疊加的加工缺陷與裝配應(yīng)力，面窗上很容易產(chǎn)生裂紋，這將會(huì)是很?chē)?yán)重的安全隱患。
[0010]5、當(dāng)宇航員在艙外作業(yè)時(shí)，太空中的氣壓基本為零，而宇航服內(nèi)須始終保持約一個(gè)大氣壓；太空中宇航員工作環(huán)境溫差可達(dá)三百度左右，而宇航服內(nèi)須基本維持在20°C左右。宇航服面窗在如此的壓差及溫差條件下，上述螺孔附近的任何微小殘余應(yīng)力或裝配應(yīng)力，都很容易被擴(kuò)展為裂紋，甚至裂縫而導(dǎo)致面窗破裂等安全事故。
[0011]6、因?yàn)槊娲芭c頭盔的熱膨脹系數(shù)是不同的，面窗內(nèi)各層透明體的熱膨脹系數(shù)不同、其變形程度也各異，而且隨溫度變化的規(guī)律也存在很大差異，所以當(dāng)壓差與溫差發(fā)生變化時(shí)，除了剛性較大的頭盔會(huì)限制面窗的橫向變形，導(dǎo)致面窗與頭盔連接處的側(cè)向應(yīng)力增大外，兩者的接觸面附近還會(huì)出現(xiàn)其他復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，時(shí)間長(zhǎng)了就容易在螺孔等應(yīng)力薄弱處產(chǎn)生疲勞裂紋，直到面窗破壞導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。
[0012]7、由于螺栓會(huì)傳熱，宇航服面窗若長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫下，溫度通過(guò)螺栓傳到螺栓孔表面而使孔的有效支承面積變小，加之宇航服使用過(guò)程中面窗上螺栓孔的磨損與變形，都對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定非常不利。
[0013]目前世界上宇航服面窗的安裝結(jié)構(gòu)大致相同，只是面窗的材質(zhì)及制造工藝上有所改進(jìn)，面窗與宇航服頭盔的緊固結(jié)構(gòu)并無(wú)根本改變，上述問(wèn)題依然存在，宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)亦成為困擾相關(guān)技術(shù)人員的一大難題。
[0014]然而隨著時(shí)代的進(jìn)步，載人航天事業(yè)的發(fā)展越來(lái)越被重視，人們對(duì)宇航服的需求也是有增無(wú)減，可是能夠有效提升宇航服面窗安全性與便捷性的核心技術(shù)仍未解決。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題目前尚無(wú)比較合理的解決方式，而本發(fā)明填補(bǔ)了此領(lǐng)域的空白。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種宇航服面窗的緊固結(jié)構(gòu)及其緊固方法。
[0016]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，包括宇航服頭盔和安裝于所述宇航服頭盔的面窗；所述面窗周邊結(jié)合有一邊框，所述邊框上形成有配合所述宇航服頭盔的安裝結(jié)構(gòu)，所述邊框包括壓迫組件和緊固組件，通過(guò)所述壓迫組件和面窗的配合壓迫所述緊固組件生成預(yù)應(yīng)力進(jìn)而緊固所述面窗。
[0017]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述緊固組件包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)夾持于所述面窗的弓形臂，兩弓形臂之間夾設(shè)形成一圍合空間，所述弓形臂包括第一力臂與連接所述第一力臂的第二力臂，所述第一力臂與所述第二力臂的連接處形成滑移端，所述第一力臂于遠(yuǎn)離所述第二力臂的一側(cè)形成受壓端，所述第二力臂于遠(yuǎn)離所述第一力臂的一側(cè)形成緊固端，所述第一力臂的受壓端接受所述壓迫組件的壓迫并配合所述面窗驅(qū)使所述第一力臂與第二力臂生成預(yù)應(yīng)力。
[0018]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述壓迫組件包括第一壓力條和第二壓力條；所述第一壓力條設(shè)置于所述弓形臂的第一力臂的外側(cè)；所述緊固組件的弓形臂的兩滑移端抵靠于所述第一壓力條；所述弓形臂的兩受壓端抵靠于所述第二壓力條，所述弓形臂的兩緊固端抵靠于所述面窗的兩側(cè)面；
[0019]所述第一壓力條和所述第二壓力條分別開(kāi)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)對(duì)應(yīng)的螺栓孔；通過(guò)螺栓緊固所述第一壓力條與所述第二壓力條；所述第二壓力條壓迫所述弓形臂的兩受壓端向所述第一壓力條方向位移，所述弓形臂的兩滑移端發(fā)生相互遠(yuǎn)離的位移，所述弓形臂的兩緊固端受到所述面窗的限位，從而驅(qū)使所述第一力臂與所述第二力臂生成預(yù)應(yīng)力緊固所述面窗。
[0020]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第一壓力條包括一底板，所述底板的側(cè)部形成擋板；所述擋板與所述面窗之間填充樹(shù)脂緩沖層；且所述第一壓力上形成有配合所述宇航服頭盔的安裝結(jié)構(gòu)。
[0021]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述面窗的側(cè)邊凹陷形成安裝槽，所述第二壓力條中部形成凸條；所述凸條嵌設(shè)于所述安裝槽內(nèi)。
[0022]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第一力臂為一短直臂，所述第二力臂為一弧形臂。
[0023]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述緊固端上結(jié)合有壓板，且所述壓板與所述第二力臂的連接區(qū)域向內(nèi)凹陷形成一壓板位置調(diào)節(jié)區(qū)。
[0024]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述兩緊固端與所述面窗之間可涂抹粘結(jié)膠、夾設(shè)雙面膠或墊設(shè)緩沖墊。
[0025]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第二力臂間隔形成復(fù)數(shù)個(gè)溢流槽；所述圍合空間內(nèi)填充有密封膠。
[0026]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述弓形臂的滑移端呈圓弧面或斜面。
[0027]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第二力臂的厚度自所述滑移端至所述緊固端形成一由厚至薄的漸變。
[0028]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述緊固組件的弓形臂的受壓端延伸形成有一旋轉(zhuǎn)定位棱，所述第二壓力條對(duì)應(yīng)所述緊固組件的所述旋轉(zhuǎn)定位棱形成有旋轉(zhuǎn)定位槽。
[0029]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述弓形臂的受壓端之間通過(guò)一弧形變形區(qū)連接。
[0030]本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有的有益效果是:
[0031]1、本發(fā)明中面窗通過(guò)預(yù)應(yīng)力組件于周邊生成一圈與自身合為一體的剛性邊框，然后通過(guò)該剛性邊框與宇航服頭盔實(shí)現(xiàn)緊固安裝，因此面窗承受荷載的能力不再取決于面窗自身的邊緣強(qiáng)度，而是剛性邊框的強(qiáng)度，故整個(gè)面窗單元的強(qiáng)度大大提高，承受荷載的能力也大幅增加。
[0032]2、本發(fā)明面窗的邊緣斷面得到了有效的保護(hù)而不再與頭盔直接接觸，其內(nèi)側(cè)受到氣壓作用時(shí)，邊緣的破壞應(yīng)力將通過(guò)此剛性邊框有效地傳遞至宇航服頭盔，這樣整個(gè)宇航服頭盔結(jié)構(gòu)的整體性更強(qiáng)也更穩(wěn)定、使用壽命更長(zhǎng)。
[0033]3、本發(fā)明中面窗通過(guò)剛性邊框與宇航服頭盔實(shí)施緊固，面窗上不再需要開(kāi)設(shè)螺栓孔，不會(huì)破壞面窗自身的內(nèi)應(yīng)力平衡，保持了面窗原有的強(qiáng)度、沒(méi)有應(yīng)力薄弱點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生因?yàn)槁菟椎募庸と毕莸榷鴮?dǎo)致的裝配困難以及裝配過(guò)程的應(yīng)力集中；在使用過(guò)程中也不存在上述應(yīng)力的疊加與擴(kuò)大。
[0034]4、在本發(fā)明中，面窗以位置可調(diào)的方式緊固于剛性邊框內(nèi)、形成為一個(gè)獨(dú)立的面窗結(jié)構(gòu)單元，且剛性邊框內(nèi)的緊固組件對(duì)面窗的生產(chǎn)制造誤差有一定的寬容度，因此使得面窗與邊框的裝配更便捷、避免了裝配應(yīng)力的產(chǎn)生，同時(shí)可大幅提高面窗單元制品的裝配互換性。
[0035]5、本發(fā)明通過(guò)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)咬合面窗平面，在緊固組件與面窗緊固完成后，面窗斷面與擋板之間的膠墊以及應(yīng)力夾之間包裹的膠體均達(dá)到固化狀態(tài)，面窗與擋板和緊固組件之間形成柔性的、無(wú)空隙的完全接觸，既可傳遞面窗所受的徑向荷載，又對(duì)面窗的斷面起到了很好的保護(hù)作用。
[0036]6、本發(fā)明在面窗緊固組件外側(cè)與擋板之間填充具有先軟后硬效果的可固化樹(shù)脂緩沖層(如環(huán)氧樹(shù)脂填充膠，以下簡(jiǎn)稱(chēng)樹(shù)脂緩沖層)，組裝時(shí)不存在裝配應(yīng)力，使用過(guò)程中面窗所受的側(cè)向荷載，均可有效地通過(guò)該緩沖層傳遞至頭盔，整個(gè)結(jié)構(gòu)受力更合理、使用更安全。
[0037]7、本發(fā)明中緊固組件選用具有相當(dāng)強(qiáng)度，同時(shí)兼具一定彈性與韌性的材料，在航天過(guò)程中，面窗由于受到壓差與溫差等荷載而產(chǎn)生的變形與應(yīng)力變化，均可通過(guò)緊固組件自身蘊(yùn)藏的預(yù)應(yīng)力的釋放與再生成的過(guò)程進(jìn)行緩沖，不僅不會(huì)使各種復(fù)雜的應(yīng)力相互疊力口，相反能在一定程度起到消除或減小應(yīng)力集中的作用，保持面窗結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。
[0038]8、本發(fā)明對(duì)面窗與頭盔實(shí)施緊固的方式，不再需要考慮面窗的斷面與頭盔的直接貼合，因此面窗的選擇將不再受緊固安裝方式的困擾與限制，在面窗設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)材質(zhì)與外形等的選擇將更加自由。
[0039]9、本發(fā)明預(yù)應(yīng)力緊固的實(shí)施過(guò)程是通過(guò)擰緊相關(guān)螺栓來(lái)壓迫緊固組件而使其產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，在具體操作時(shí)，通過(guò)前期的設(shè)計(jì)模塊中對(duì)各個(gè)組件原材料的選擇及幾何形狀的設(shè)計(jì)，后期工人只需將相關(guān)螺栓擰緊到位即可得到預(yù)設(shè)的緊固力，無(wú)須受到操作力度等不確定因素的影響，大大降低了操作條件和技術(shù)要求與維修保養(yǎng)強(qiáng)度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的平面面窗受力示意圖；
[0041]圖2為本發(fā)明宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)的宇航服整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖3為本發(fā)明面窗與邊框連接結(jié)構(gòu)整體正面的立體示意圖；
[0043]圖4為本發(fā)明面窗與邊框連接結(jié)構(gòu)整體背面的立體示意圖；
[0044]圖5為圖3的分解圖；
[0045]圖6為本發(fā)明面窗與邊框連接結(jié)構(gòu)局部的立體示意圖；
[0046]圖7為圖6的分解圖；
[0047]圖8為本發(fā)明的面窗與邊框連接結(jié)構(gòu)平面示意圖；
[0048]圖9為本發(fā)明緊固組件平面示意圖；
[0049]圖10為本發(fā)明緊固組件的弧形變形區(qū)受壓變形示意圖；
[0050]圖11為本發(fā)明宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)中邊框與面窗緊固過(guò)程原理示意圖；
[0051]圖12為本發(fā)明第二壓力條為T(mén)型件時(shí)的面窗與邊框連接結(jié)構(gòu)平面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0052]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0053]請(qǐng)參見(jiàn)圖2-5，本發(fā)明的一種宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，包括宇航服頭盔和安裝于宇航服頭盔的面窗2 ;面窗2周邊結(jié)合有一邊框3，邊框3上形成有配合宇航服頭盔I的安裝結(jié)構(gòu)，邊框3包括壓迫組件31和緊固組件32，通過(guò)壓迫組件31和面窗2的配合壓迫緊固組件32生成預(yù)應(yīng)力進(jìn)而緊固面窗2。
[0054]請(qǐng)參閱圖8-9，緊固組件32包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)夾持于面窗2的弓形臂321，其材料應(yīng)選用具有相當(dāng)強(qiáng)度，同時(shí)兼具一定彈性與韌性的材料，如金屬、工程塑料、高分子材料等；兩弓形臂321之間夾設(shè)形成一圍合空間320，弓形臂321包括第一力臂3211與連接第一力臂3211的第二力臂3212，第一力臂3211與第二力臂3212的連接處形成一滑移端3213，該滑移端3213呈圓弧面或斜面可以在保證在滑移過(guò)程中產(chǎn)生的阻力更?。坏谝涣Ρ?211于遠(yuǎn)離第二力臂3212的一側(cè)形成受壓端3214，受壓端3214延伸形成有旋轉(zhuǎn)定位棱3217 ;第二力臂3212于遠(yuǎn)離第一力臂3211的一側(cè)形成緊固端3215,緊固端3215上結(jié)合有壓板3216,且壓板3216與第二力臂3212的連接區(qū)域向內(nèi)凹陷形成一壓板位置調(diào)節(jié)區(qū)3218，通過(guò)該壓板位置調(diào)節(jié)區(qū)3218可在緊固過(guò)程中實(shí)現(xiàn)壓板3216微小的自身位置調(diào)節(jié)，以使其更平整地貼附面窗2，第一力臂3211的受壓端3214接受壓迫組件31的壓迫并配合面窗2驅(qū)使第一力臂3211與第二力臂3212生成預(yù)應(yīng)力。在本實(shí)施例中第一力臂3211為一短直臂，第二力臂3212為一弧形臂，且第二力臂3212的厚度自滑移端3213至緊固端3215形成一由厚至薄的漸變，該種結(jié)構(gòu)可以保證整個(gè)弧形臂充分和均勻形變，不易折斷。兩弓形臂321在兩受壓端3214之間通過(guò)設(shè)置一弧形變形區(qū)3219進(jìn)行連接，當(dāng)?shù)谝涣Ρ?211的受壓端3214受壓時(shí)，弧形變形區(qū)3219自弧形被壓迫可拉伸延展，弧形變形區(qū)3219的受壓變形過(guò)程請(qǐng)參閱圖10 ;弧形變形區(qū)3219的設(shè)計(jì)保證了緊固組件32具有一定的延展空間；緊固組件32的兩受壓端3214之間配合形成有復(fù)數(shù)個(gè)螺栓孔。兩緊固端3215與面窗2之間可涂抹粘結(jié)膠(如UV膠)或夾設(shè)雙面膠(如3M膠)或墊設(shè)緩沖墊(如橡膠片)。第二力臂3212間隔形成復(fù)數(shù)個(gè)溢流槽，溢流槽的采用起到了緊固組件32夾合時(shí)多余未凝固密封膠溢出作用和防止了密封膠在凝固過(guò)程中的膨脹或收縮對(duì)緊固組件32產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力的影響，確保緊固組件32與面窗2之間的預(yù)應(yīng)力緊固和同時(shí)實(shí)現(xiàn)密封。
[0055]請(qǐng)參閱圖6-8，壓迫組件31包括第一壓力條311和第二壓力條312 ;第二壓力條312的表面中部配合旋轉(zhuǎn)定位棱3217設(shè)置了兩條通長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)定位槽3121，該旋轉(zhuǎn)定位槽3121的半徑等于或略大于旋轉(zhuǎn)定位棱3217的半徑，這樣當(dāng)整個(gè)面窗緊固結(jié)構(gòu)分別處于預(yù)緊固與緊固狀態(tài)時(shí)，旋轉(zhuǎn)定位棱3217可以有效地在旋轉(zhuǎn)定位槽3121內(nèi)定位與進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，兩滑移端3213才會(huì)在第一壓力條311表面僅沿相互遠(yuǎn)離的方向位移。
[0056]第一壓力條311設(shè)置于弓形臂321的第一力臂3211的外側(cè)；緊固組件32的弓形臂321的兩滑移端3213抵靠于第一壓力條311 ;弓形臂321的兩受壓端3214抵靠于第二壓力條312，弓形臂321的兩緊固端3215抵靠于面窗2的兩側(cè)面。
[0057]第一壓力條311和第二壓力條312分別開(kāi)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)對(duì)應(yīng)的螺栓孔；本實(shí)施例中第一壓力條311的螺栓孔為邊框3的安裝結(jié)構(gòu)，安裝結(jié)構(gòu)也可采用其他連接結(jié)構(gòu)。通過(guò)螺栓緊固第一壓力條311與第二壓力條312 ;第二壓力條312壓迫弓形臂321的兩受壓端3214向第一壓力條311方向位移，弓形臂321的兩滑移端3213發(fā)生相互遠(yuǎn)離的位移，弓形臂321的兩緊固端3215受到面窗2的限位，從而驅(qū)使第一力臂3211與第二力臂3212生成預(yù)應(yīng)力緊固面窗2。
[0058]其中第一壓力條311包括一底板3111，底板3111的側(cè)部形成擋板3112 ;擋板3112與面窗2之間填充樹(shù)脂緩沖層。當(dāng)宇航服進(jìn)入太空后，面窗2由于內(nèi)部氣壓而產(chǎn)生的作用力由原面窗2邊緣承載變?yōu)榇蟛糠滞ㄟ^(guò)樹(shù)脂緩沖層傳遞至擋板3112，再由擋板3112傳遞給宇航服頭盔I共同承擔(dān)，如此便大大減小了面窗2邊緣所受的外力負(fù)荷，同時(shí)也減小了緊固組件32所受到的來(lái)自面窗2的作用力，從而防止了面窗2邊緣的開(kāi)裂，延長(zhǎng)了面窗2的使用壽命；同時(shí)，防止以及緊固組件32的兩緊固端3215由于面窗2的作用力而被相互拉開(kāi)的問(wèn)題，確實(shí)保證了緊固組件32與面窗2之間有效的緊固連接，保證了宇航服內(nèi)部工作人員的生命安全。
[0059]進(jìn)一步參閱圖7所示，為應(yīng)對(duì)面窗2呈圓弧面的邊緣，緊固組件32的第二力臂3212分裂為多個(gè)夾爪，以更貼合于面窗2的圓弧面，使緊固組件32在不破壞面窗2自身內(nèi)應(yīng)力的前提下，更牢固與穩(wěn)定地緊固面窗。
[0060]另外，在第二力臂3212、面窗2以及第二壓力條312之間的空隙內(nèi)填充密封膠，從而實(shí)現(xiàn)更為穩(wěn)定的緊固；由于在第二力臂3212上開(kāi)設(shè)溢流槽32121，溢流槽32121的采用起到了緊固組件32夾合時(shí)多余未凝固密封膠溢出作用和防止了密封膠在凝固過(guò)程中的膨脹或收縮對(duì)緊固組件32產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力的影響。
[0061]當(dāng)裝配面窗2時(shí)，將第二壓力條312置于緊固組件32的圍合空間320內(nèi)并將旋轉(zhuǎn)定位槽3121與旋轉(zhuǎn)定位棱3217配合，然后在圍合空間320內(nèi)填充密封膠并將緊固組件32的第一力臂3211設(shè)置于第一壓力條311上，弓形臂321的兩緊固端3215抵靠于面窗2的兩側(cè)面；再將第一壓力條311設(shè)置于第一力臂3211的外側(cè)；弓形臂321的兩滑移端3213抵靠于第一壓力條311，弓形臂321的兩受壓端3214抵靠于第二壓力條312的外側(cè)表面，通過(guò)依次貫穿于第一壓力條311、緊固組件32和第二壓力條312的螺栓孔的螺栓進(jìn)行預(yù)緊，待面窗2的位置調(diào)整到位后，通過(guò)該螺栓緊固第一壓力條311和第二壓力條312至完成緊固，然后在第一壓力條311的兩擋板3112與面窗2之間填充樹(shù)脂緩沖層。
[0062]下面配合圖11來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明整個(gè)緊固過(guò)程的工作原理，弓形臂321的兩受壓端3214在第二壓力條312的壓迫作用下向第一壓力條311方向位移，兩個(gè)弓形臂321受壓端3214之間的距離在緊固過(guò)程中是可控(不變)的，同時(shí)兩滑移端3213抵靠于第一壓力條311的內(nèi)側(cè)表面發(fā)生相互遠(yuǎn)離的位移，而兩緊固端3215沿發(fā)生相互靠近的位移直至抵靠于面窗2的側(cè)面，因此兩緊固端3215的壓板3216間的距離也是可控的，其在面窗2上的緊固位置點(diǎn)也是可控的；進(jìn)一步壓迫兩受壓端3214向第一壓力條311方向位移，進(jìn)而驅(qū)使兩滑移端3213繼續(xù)相互遠(yuǎn)離，而兩緊固端3215此時(shí)抵靠于面窗2的側(cè)面并由此受到限位，第一力臂3211及第二力臂3212由此發(fā)生形變并生成預(yù)應(yīng)力，至此具有穩(wěn)定預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的面窗2與邊框3達(dá)到緊固狀態(tài)，面窗2獲得緊固。同樣的，當(dāng)預(yù)應(yīng)力需要解除時(shí)，只要將相應(yīng)螺栓松開(kāi)，弓形臂321的形變會(huì)恢復(fù)到之前未緊固狀態(tài)，此時(shí)預(yù)應(yīng)力自動(dòng)消失，整個(gè)宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)的部件都是無(wú)損耗的和可重復(fù)使用的，不僅節(jié)約了成本，同時(shí)也非常環(huán)保。
[0063]另外，請(qǐng)參閱圖12，本實(shí)施例中面窗2的側(cè)邊也可凹陷形成安裝槽20，第二壓力條312可采用T型件，即第二壓力條312中部可形成凸條3122 ;凸條3122嵌設(shè)于安裝槽20內(nèi)并通過(guò)樹(shù)脂填充層結(jié)合于面窗2。
[0064]由于第二壓力條312的凸條3122通過(guò)樹(shù)脂填充層結(jié)合于安裝槽20內(nèi)增大了第二壓力條312與面窗2的連接面積，從而加大了框體3與面窗2的整體連接強(qiáng)度，同時(shí)凸條3122為穿設(shè)于第一壓力條311、緊固組件32和第二壓力條312之間的螺栓增加了螺孔長(zhǎng)度，使得該螺栓擁有更長(zhǎng)的螺距，增強(qiáng)了第一壓力條311與第二壓力條312之間螺接的強(qiáng)度及可靠性，進(jìn)一步保證了框體3與面窗2的穩(wěn)定牢固連接。
[0065]以上結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說(shuō)明對(duì)本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書(shū)界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，包括宇航服頭盔和安裝于所述宇航服頭盔的面窗；其特征在于，所述面窗周邊結(jié)合有一邊框，所述邊框上形成有配合所述宇航服頭盔的安裝結(jié)構(gòu)，所述邊框包括壓迫組件和緊固組件，通過(guò)所述壓迫組件和面窗的配合壓迫所述緊固組件生成預(yù)應(yīng)力進(jìn)而緊固所述面窗。
2.如權(quán)利要求1所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述緊固組件包括兩個(gè)對(duì)稱(chēng)夾持于所述面窗的弓形臂，兩弓形臂之間夾設(shè)形成一圍合空間，所述弓形臂包括第一力臂與連接所述第一力臂的第二力臂，所述第一力臂與所述第二力臂的連接處形成滑移端，所述第一力臂于遠(yuǎn)離所述第二力臂的一側(cè)形成受壓端，所述第二力臂于遠(yuǎn)離所述第一力臂的一側(cè)形成緊固端，所述第一力臂的受壓端接受所述壓迫組件的壓迫并配合所述面窗驅(qū)使所述第一力臂與第二力臂生成預(yù)應(yīng)力。
3.如權(quán)利要求2所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓迫組件包括第一壓力條和第二壓力條；所述第一壓力條設(shè)置于所述弓形臂的第一力臂的外側(cè)；所述緊固組件的弓形臂的兩滑移端抵靠于所述第一壓力條；所述弓形臂的兩受壓端抵靠于所述第二壓力條，所述弓形臂的兩緊固端抵靠于所述面窗的兩側(cè)面； 所述第一壓力條和所述第二壓力條分別開(kāi)設(shè)有復(fù)數(shù)個(gè)對(duì)應(yīng)的螺栓孔；通過(guò)螺栓緊固所述第一壓力條與所述第二壓力條；所述第二壓力條壓迫所述弓形臂的兩受壓端向所述第一壓力條方向位移，所述弓形臂的兩滑移端發(fā)生相互遠(yuǎn)離的位移，所述弓形臂的兩緊固端受到所述面窗的限位，從而驅(qū)使所述第一力臂與所述第二力臂生成預(yù)應(yīng)力緊固所述面窗。
4.如權(quán)利要求3中所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一壓力條包括一底板，所述底板的側(cè)部形成擋板；所述擋板與所述面窗之間填充樹(shù)脂填充層。
5.如權(quán)利要求3或4所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述面窗的側(cè)邊凹陷形成安裝槽，所述第二壓力條中部形成凸條；所述凸條嵌設(shè)于所述安裝槽內(nèi)。
6.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一力臂為一短直臂，所述第二力臂為一弧形臂。
7.如權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述緊固端上結(jié)合有壓板，且所述壓板與所述第二力臂的連接區(qū)域向內(nèi)凹陷形成一壓板位置調(diào)節(jié)區(qū)。
8.如權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述兩緊固端與所述面窗之間可涂抹粘結(jié)膠、夾設(shè)雙面膠或墊設(shè)緩沖墊。
9.如權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二力臂間隔形成復(fù)數(shù)個(gè)溢流槽；所述圍合空間內(nèi)填充有密封膠。
10.如權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述弓形臂的滑移端呈圓弧面或斜面。
11.如權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二力臂的厚度自所述滑移端至所述緊固端形成一由厚至薄的漸變。
12.如權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述緊固組件的弓形臂的受壓端延伸形成有一旋轉(zhuǎn)定位棱，所述第二壓力條對(duì)應(yīng)所述緊固組件的所述旋轉(zhuǎn)定位棱形成有旋轉(zhuǎn)定位槽。
13.如權(quán)利要求2?4中任一項(xiàng)所述的宇航服面窗緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述弓形臂的受壓端之間通過(guò)一弧形變形區(qū)連接。
14.一種應(yīng)用權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)的緊固結(jié)構(gòu)對(duì)宇航服面窗進(jìn)行緊固的方法。
【文檔編號(hào)】A41D13/11GK104161329SQ201310207119
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月16日
【發(fā)明者】謝曉斌, 鄒彤, 李震, 謝雋永 申請(qǐng)人:一禾科技發(fā)展（上海）有限公司