二固態(tài)繼電器7 ; 100V電源接繼電器I的負(fù)載輸入端，29V電源接繼電器I線包正端，繼電器I的100V負(fù)載再通過(guò)濾波器2，然后分成多路，其中三路分別連接第一電源轉(zhuǎn)換模塊DC/DC3輸入端、第二電源轉(zhuǎn)換模塊DC/DC4輸入端和第三電源轉(zhuǎn)換模塊DC/DC5輸入端，第一電源轉(zhuǎn)換模塊DC/DC3輸出端連接第一固態(tài)繼電器6和第二固態(tài)繼電器7輸入端，第一固態(tài)繼電器6負(fù)載輸出端與壓控閥A連接，第二固態(tài)繼電器7負(fù)載輸出端與壓控閥B連接。第二電源轉(zhuǎn)換模塊DC/DC4輸出端與自動(dòng)控制系統(tǒng)中的所有正5V器件的電源管腳連接，給其供電。第三電源轉(zhuǎn)換模塊DC/DC5輸出端分別與電壓比較器電源端和傳感器電源端連接，給其供電。濾波器2輸出端也連接輸送栗電源和抽吸栗電源，給其供電。
[0034]自動(dòng)控制系統(tǒng)包括按鈕組8、第一 RC濾波電路9、單穩(wěn)電路10、指令驅(qū)動(dòng)電路11、第二 RC濾波電路12、電壓比較器13、延遲電路14、分頻電路15、復(fù)位電路16、晶振17、燈驅(qū)動(dòng)電路18、指示燈19。按鈕組8總共有9個(gè)手動(dòng)按鈕，均與第一 RC濾波電路9連接，分別為:開(kāi)電源、關(guān)電源、開(kāi)水栗、開(kāi)抽吸栗、關(guān)抽吸栗、開(kāi)壓控閥A、關(guān)壓控閥A、開(kāi)壓控閥B、關(guān)壓控閥B，手動(dòng)開(kāi)關(guān)可直接對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)/關(guān)電操作；其中，開(kāi)電源、關(guān)電源按鈕連接第一RC濾波電路9，再連接到繼電器I線包負(fù)端上，通過(guò)控制繼電器I對(duì)100V母線電源進(jìn)行開(kāi)/關(guān)。開(kāi)水栗、開(kāi)抽吸栗、關(guān)抽吸栗三個(gè)按鈕連接第一 RC濾波電路9，再通過(guò)連接單穩(wěn)電路10和指令驅(qū)動(dòng)電路11，然后與水栗和抽吸栗連接，控制水栗啟動(dòng)和抽吸栗開(kāi)/關(guān)。開(kāi)壓控閥A、關(guān)壓控閥A、開(kāi)壓控閥B、關(guān)壓控閥B四個(gè)按鈕與第一 RC濾波電路9連接，然后連接單穩(wěn)電路10，再連接第一固態(tài)繼電器6和第二固態(tài)繼電器7分別控制壓控閥A和壓控閥B開(kāi)/關(guān)。指示燈18共有4個(gè)，分別為:上電綠色指示燈、液滿綠色指示燈、液空紅色指示燈、抽吸栗故障紅色指示燈。2路輸入?yún)?shù)信號(hào)采集通道，分別為:抽吸栗轉(zhuǎn)速狀態(tài)信號(hào)和液體壓力傳感器信號(hào)，2路輸入?yún)?shù)信號(hào)采集通道與第二 RC濾波12電路連接，再通過(guò)電壓比較器13，然后連接到延遲電路14上，經(jīng)燈驅(qū)動(dòng)電路18后接指示燈19，在抽吸栗啟動(dòng)規(guī)定時(shí)間后，如抽吸栗設(shè)備狀態(tài)信號(hào)低于規(guī)定數(shù)值下限自動(dòng)開(kāi)啟抽吸栗故障紅色指示燈，液體壓力傳感器信號(hào)變化經(jīng)歷的三個(gè)閾值自動(dòng)確定液滿綠色指示燈、液空紅色指示燈的開(kāi)啟和關(guān)閉；液態(tài)壓力傳感器信號(hào)采集通道與第二 RC濾波12電路連接，通過(guò)電壓比較器13后分成兩個(gè)子部分，一個(gè)子部分連接到單穩(wěn)電路10再分成兩個(gè)子部分，一個(gè)子部分接第一固態(tài)繼電器6和第二固態(tài)繼電器7控制端分別控制壓控閥A和壓控閥B開(kāi)/關(guān)，另一個(gè)子部分接指令驅(qū)動(dòng)電路11，然后與水栗和抽吸栗連接，控制水栗啟動(dòng)和抽吸栗開(kāi)/關(guān)；另一個(gè)子部分連接延遲電路14，經(jīng)燈驅(qū)動(dòng)電路18后接指示燈19，液體壓力傳感器信號(hào)變化經(jīng)歷的三個(gè)閾值自動(dòng)確定壓控閥A或B的開(kāi)/關(guān)、抽吸栗開(kāi)/關(guān)和輸送栗的關(guān)。
[0035]晶振17與分頻電路15連接，再連接到延遲電路15上；復(fù)位電路16分別與單穩(wěn)電路10、延遲電路14和分頻電路15連接。
[0036]本實(shí)用新型的器件選用完全自主可控的國(guó)產(chǎn)宇航級(jí)元器件，采用純硬件實(shí)現(xiàn)的太空航天員飲水供應(yīng)控制器，其原理框圖如圖3所示，其實(shí)現(xiàn)的主要功能和技術(shù)指標(biāo)如下:對(duì)輸入100V直流母線電源，經(jīng)繼電器控制和濾波器濾波后，一部分直接輸出對(duì)輸送栗和抽吸栗提供100V直流電；一部分轉(zhuǎn)換為28V直流后控制輸出對(duì)壓控閥A/B提供28V直流脈沖控制信號(hào)；一部分轉(zhuǎn)換為12V直流后對(duì)液壓傳感器及電壓比較器13分別提供12V直流電；另一部分轉(zhuǎn)換為5V直流后給控制系統(tǒng)提供5V直流電。飲水供應(yīng)控制器功耗小于4W ;飲水供應(yīng)控制器質(zhì)量小于5kg?？刂破骷与姇r(shí)上電綠色指示燈亮；九個(gè)手動(dòng)按鈕，分別為:開(kāi)電源、關(guān)電源、開(kāi)水栗、開(kāi)抽吸栗、關(guān)抽吸栗、開(kāi)壓控閥A、關(guān)壓控閥A、開(kāi)壓控閥B、關(guān)壓控閥B，手動(dòng)開(kāi)關(guān)可直接對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)/關(guān)電操作；四個(gè)指示燈，分別為:上電綠色指示燈、液滿綠色指示燈、液空紅色指示燈、抽吸栗故障紅色指示燈；兩路輸入?yún)?shù)信號(hào)采集通道，分別為:抽吸栗轉(zhuǎn)速狀態(tài)信號(hào)、液體壓力傳感器信號(hào)，抽吸栗轉(zhuǎn)速狀態(tài)自動(dòng)確定是否開(kāi)報(bào)警指示燈，液體壓力傳感器信號(hào)采集通道自動(dòng)確定壓控閥開(kāi)/關(guān)、抽吸栗開(kāi)/關(guān)和輸送栗關(guān)。
[0037]本實(shí)用新型介紹研制的國(guó)產(chǎn)純硬件電路實(shí)現(xiàn)的太空航天員飲水供應(yīng)控制器即將在我國(guó)發(fā)射的空間站核心艙中應(yīng)用。純國(guó)產(chǎn)的硬件，具體的型號(hào)如下:繼電器I為2JB10-2，濾波器2為L(zhǎng)FE-461-300，第一電源轉(zhuǎn)換DC/DC3為L(zhǎng)DCD/100-28-15/SP，第二電源轉(zhuǎn)換DC/DC4 為 LDCD/100-5R-15/SP，第三電源轉(zhuǎn)換 DCD/DC5 為 LDCD/100-12-15/SP，第一固態(tài)繼電器6為JGX-6MA，第二固態(tài)繼電器7為JGX-6MA，按鈕8為KAN110-012BRC，單穩(wěn)電路10為JT54LS123，指令驅(qū)動(dòng)11為L(zhǎng)B8169T，電壓比較器13為JF139，延遲電路14為JT54LS74/JT54LS08，復(fù)位電路 16 為 LS706T，燈驅(qū)動(dòng) 18 為 JT54LS06，指示燈 19 為 BT701R/2G。
[0038]空間站項(xiàng)目是非常復(fù)雜的重大載人航天項(xiàng)目，單機(jī)項(xiàng)目的高可靠性、自主可控、低成本對(duì)空間站整體性能及運(yùn)行成本具有較大的影響，基于國(guó)產(chǎn)純硬件電路實(shí)現(xiàn)的太空航天員飲水供應(yīng)控制器抗空間輻照環(huán)境可靠性高、元器件100%自主可控可避免發(fā)達(dá)國(guó)家“禁售”進(jìn)口宇航級(jí)元器件帶來(lái)的影響、純硬件電路實(shí)現(xiàn)可大幅度降低成本，這些優(yōu)點(diǎn)可滿足我國(guó)空間站對(duì)飲水供應(yīng)控制器研制的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太空航天員飲水供應(yīng)控制器，其特征在于，包括供電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其中， 所述供電系統(tǒng)給空間站飲水供應(yīng)子系統(tǒng)的設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)供電，所述設(shè)備包括輸送栗、抽吸栗、壓控閥A、壓控閥B和液壓傳感器； 所述控制系統(tǒng)包括按鈕控制系統(tǒng)和自動(dòng)報(bào)警指示系統(tǒng)，所述按鈕控制系統(tǒng)包括九個(gè)按鈕控制，分別為開(kāi)電源、關(guān)電源、開(kāi)水栗、開(kāi)抽吸栗、關(guān)抽吸栗、開(kāi)壓控閥A、關(guān)壓控閥A、開(kāi)壓控閥B、關(guān)壓控閥B按鈕；其中，開(kāi)電源、關(guān)電源按鈕連接到繼電器(I)線包負(fù)端上，通過(guò)控制繼電器(I)對(duì)母線電源進(jìn)行開(kāi)或關(guān)；開(kāi)水栗、開(kāi)抽吸栗、關(guān)抽吸栗三個(gè)按鈕連接單穩(wěn)電路(10)和指令驅(qū)動(dòng)電路(11)，然后與水栗和抽吸栗連接，控制啟動(dòng)水栗及抽吸栗的開(kāi)和關(guān)；開(kāi)壓控閥A、關(guān)壓控閥A、開(kāi)壓控閥B、關(guān)壓控閥B四個(gè)按鈕連接單穩(wěn)電路(10)，再通過(guò)第一固態(tài)繼電器(6)和第二固態(tài)繼電器(7)分別連接壓控閥A和壓控閥B，控制壓控閥A或壓控閥B的開(kāi)和關(guān)； 所述自動(dòng)報(bào)警指示系統(tǒng)包括四個(gè)報(bào)警指示燈，分別為上電綠色指示燈、液滿綠色指示燈、液空紅色指示燈、抽吸栗故障紅色指示燈；抽吸栗轉(zhuǎn)速狀態(tài)信號(hào)與電壓比較器(13)，然后連接到延遲電路(14)上，經(jīng)燈驅(qū)動(dòng)電路(18)后接四個(gè)報(bào)警指示燈；液態(tài)壓力傳感器信號(hào)采集通道連接電壓比較器(13)后分成兩個(gè)子部分，一個(gè)子部分連接到單穩(wěn)電路(10)再分成兩部分，一路接第一固態(tài)繼電器(6)和第二固態(tài)繼電器(7)控制端分別控制壓控閥A和壓控閥B，另一路接指令驅(qū)動(dòng)電路(11)，然后與水栗和抽吸栗連接，控制水栗啟動(dòng)和抽吸栗開(kāi)和關(guān)；另一個(gè)子部分連接延遲電路(14)，經(jīng)燈驅(qū)動(dòng)電路(18)后接指示燈(19)。2.根據(jù)權(quán)利要求第I節(jié)所述的太空航天員飲水供應(yīng)控制器，其特征在于，所述供電系統(tǒng)對(duì)輸入100V直流母線電源分經(jīng)繼電器(I)和濾波器(2)后，一部分連接輸送栗和抽吸栗；一部分通過(guò)第一電源轉(zhuǎn)換(3)轉(zhuǎn)換為28V直流后，通過(guò)第一固態(tài)繼電器(6)連接壓控閥A，通過(guò)第二固態(tài)繼電器(7)連接壓控閥B ;—部分通過(guò)第三電源轉(zhuǎn)換(5)轉(zhuǎn)換為12V直流后連接液壓傳感器及電壓比較器(13);另一部分通過(guò)第二電源轉(zhuǎn)換(4)轉(zhuǎn)換為5V直流后給控制系統(tǒng)提供5V直流電；輸入29V直流指令電源連接繼電器(I)線包正端。3.根據(jù)權(quán)利要求第I節(jié)所述的太空航天員飲水供應(yīng)控制器，其特征在于，還包括第一RC濾波電路(9)，九個(gè)按鈕控制信號(hào)均先連接第一 RC濾波電路(9)后發(fā)出信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求第I節(jié)所述的太空航天員飲水供應(yīng)控制器，其特征在于，還包括第二RC濾波電路(12)，抽吸栗轉(zhuǎn)速狀態(tài)信號(hào)和液態(tài)壓力傳感器信號(hào)均通過(guò)第二 RC濾波電路(12)連接電壓比較器(13) ο5.根據(jù)權(quán)利要求第I節(jié)所述的太空航天員飲水供應(yīng)控制器，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括分頻電路(15)和晶振(17)，晶振(17)通過(guò)分頻電路(15)與延遲電路(14)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求第3節(jié)所述的太空航天員飲水供應(yīng)控制器，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括復(fù)位電路(16)，復(fù)位電路(16)分別與單穩(wěn)電路(10)、延遲電路(14)和分頻電路(15)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求第I節(jié)所述的太空航天員飲水供應(yīng)控制器，其特征在于，所述供應(yīng)控制器功耗小于4W ;收集控制器質(zhì)量小于5kg。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太空航天員飲水供應(yīng)控制器，包括供電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其中，所述供電系統(tǒng)給空間站飲水供應(yīng)子系統(tǒng)的設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)供電，所述設(shè)備包括輸送泵、抽吸泵、壓控閥A、壓控閥B和液壓傳感器；所述控制系統(tǒng)包括按鈕控制系統(tǒng)和自動(dòng)報(bào)警指示系統(tǒng)。本實(shí)用新型基于國(guó)產(chǎn)純硬件電路實(shí)現(xiàn)的太空航天員飲水供應(yīng)控制器抗空間輻照環(huán)境可靠性高、元器件100％自主可控可避免發(fā)達(dá)國(guó)家“禁售”進(jìn)口宇航級(jí)元器件帶來(lái)的影響、純硬件電路實(shí)現(xiàn)可大幅度降低成本，這些優(yōu)點(diǎn)可滿足我國(guó)空間站對(duì)飲水供應(yīng)控制器研制的要求。
【IPC分類】A47J31/44, A47J31/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204734348
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520393269
【發(fā)明人】張遂南
【申請(qǐng)人】中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第九研究院第七七一研究所
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日