一种空间对接锁紧机构制造技术

本发明专利技术公开了一种空间对接锁紧机构，包括被动端和主动端，被动端安装在目标星对接面上，主动端安装在服务星对接面上，被动端上设置有把手；主动端包括导向槽、阻尼器、微动开关、定位座、电机、减速器、导轨和卡爪，导向槽呈非对称V型结构，导向槽一端与单一卡爪一端铰接，导向槽另一端与阻尼器连接，导向槽底端与导轨连接，导向槽底端沿导轨运动时，可触及微动开关并启动电机，带动卡爪与导向槽闭合捕获把手，直至将把手压紧到定位座上。

A space docking locking mechanism

The invention discloses a space docking locking mechanism, which comprises a passive end and an active end, which are installed on the docking surface of the target star, an active end on the docking surface of the service star, and a handle on the passive end. The active end includes a guide groove, a damper, a micro switch, a positioning seat, a motor, a reducer, a guide rail and a claw. The guide groove has an asymmetrical V-shaped structure. One end of the guide groove is hinged with one end of a single claw, the other end of the guide groove is connected with a damper, the bottom end of the guide groove is connected with the guide rail. When the bottom end of the guide groove moves along the guide rail, it can touch the micro switch and start the motor, drive the claw and the guide groove to close the capture handle until the handle is pressed tightly to it. Positioning seat.

【技术实现步骤摘要】
一种空间对接锁紧机构
本专利技术涉及一种空间对接锁紧机构，属于空间对接与在轨操作

技术介绍
目前国内外空间捕获或对接主要采用如下几种方式：1)通用多关节机械臂完成捕获对接，机械臂系统复杂，成本高，且对接后两星之间的连接刚度小，主要用于卫星维修等空间操作；2)载人航天器与空间站对接采用"异体同构"周边内翻式对接机构，属于密封对接，形成供航天员及货物传输的密封通道；3)飞网式、三爪式对接机构问题包括：飞网式捕获后无法分离，主要用于拖动离轨等，三爪式抓捕方案需要将对接机构布置在对接面中心，与现有喷管、加注接口等后续操作设备安装位置干涉；4)其它空间捕获对接机构。存在问题包括：对接过程中冲击力大，损伤星载科学仪器；对接精度低，不能满足在轨加注等后续高精度在轨维护、操作；结构复杂、重量大、成本高等。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题：为了克服现有技术不足，本专利技术提供一种空间对接锁紧机构，以降低对接过程中的冲击并缓冲锁紧中的振荡，提高对接精度和对接后锁紧刚度。本专利技术的技术解决方案是：一种空间对接锁紧机构，包括被动端和主动端，被动端安装在目标星对接面上，主动端安装在服务星对接面上，被动端上设置有把手；主动端包括导向槽、阻尼器、微动开关、定位座、电机、减速器、导轨和卡爪，导向槽呈非对称V型结构，导向槽一端与单一卡爪一端铰接，导向槽另一端与阻尼器连接，导向槽底端与导轨连接，导向槽底端沿导轨运动时，可触及微动开关并启动电机，带动卡爪与导向槽闭合捕获把手，直至将把手压紧到定位座上。被动端上的把手至少组，每组把手间呈120°方向分布。卫星对接前，被动端把手位于各自主动端的导向槽及爪的捕获包络中。把手压紧到定位座上时，导向槽不与把手产生干涉力。呈非对称V型结构的导向槽的压力角小于摩擦角。定位座与导向槽同轴。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：(1)本专利技术采用非对称V型导向结构配合单一卡爪结构替代抱爪，省去一个齿轮传动箱，简化结构，提高可靠性；(2)本专利技术阻尼缓冲支撑的V型导向一体化结构，高效缓冲，首次碰撞能量吸收超过50％，并在后续锁紧过程中持续缓冲，有效减小振荡，保护卫星载荷；(3)本专利技术采用微动开关感知V型槽及导轨运动，发现两星碰撞，并自主启动捕获锁紧；(4)本专利技术采用刚性定位座作为最后锁紧装置，有效提高锁紧刚度及对接精度。附图说明图1为本专利技术对接机构整机示意图；图2为本专利技术被动端结构示意图；图3为本专利技术主动端结构示意图；图4为本专利技术对接前后示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细地描述：一种空间对接锁紧机构，如图1所示，包括被动端2和主动端3，被动端2安装在目标星对接面上，主动端3安装在服务星对接面上，被动端2上设置有把手2-1，如图2所示，主动端和被动端各有3-4个相同模块组成，各模块圆周布置，可根据航天器对接面要求布局在不同位置；主动端和被动端模块采用支架连接或直接安装在航天器对接面，安装时保证各被动端模块能够与对应主动端模块配合对正；如图3所示，主动端3包括导向槽3-1、阻尼器3-2、微动开关3-3、定位座3-4、电机3-5、减速器3-6、导轨3-7和卡爪3-8，定位座3-4与导向槽3-1同轴，导向槽3-1呈非对称V型结构，导向槽3-1一端与单一卡爪3-8一端铰接，导向槽3-1另一端与阻尼器3-2连接，导向槽3-1底端与导轨3-7连接，导向槽3-1底端沿导轨3-7运动时，可触及微动开关3-3并启动电机3-5，带动卡爪3-8与导向槽3-1闭合捕获把手2-1，直至将把手2-1压紧到定位座3-4上，采用固定支座作为最终定位，提高锁紧后刚度及连接精度。采用直线导轨及滑块支撑导向结构，承受剪力及弯矩，保护阻尼缓冲器；并采用微动开关感知导轨滑块运动及两星触碰，实现对接机构自主启动捕获对接。采用大行程的阻尼器3-2支撑V型导向槽3-1，在捕获对接的前期与目标星被动端接触，高效缓冲，并同时通过V型导向槽3-1实现姿态校正；卫星对接前，被动端把手2-1位于各自主动端的导向槽3-1及爪3-8的捕获包络中。把手2-1压紧到定位座3-4上时，导向槽3-1不与把手2-1产生干涉力。呈非对称V型结构的导向槽3-1的压力角小于摩擦角，非对称V型导向结构配合单一卡爪结构，取消抱爪结构，简化传动减速装置，减小重量并提高可靠性。本专利技术工作原理为：被动端安装在目标星对接面，主动端安装在服务星对接面，如图4所示，1)卫星对接前，通过卫星控制系统调整两星相对位置及姿态，三个被动端把手分别进入各自主动端模块的导向槽及把手捕获包络；2)把手在初始相对速度下撞击导向槽，导向槽下方阻尼器缓冲吸能，降低冲击；3)同时导向槽下端导轨向下运动，触发微动开关；4)主动端电机启动，卡爪与导向槽闭合捕获把手，卡爪持续收拢，压紧被动端把手直至压紧到定位座上，在此过程中，阻尼器持续工作，减小振荡；5)三个模块分别压紧后，对接完成。本专利技术采用非对称V型导向结构配合单一卡爪结构替代抱爪，省去一个齿轮传动箱，简化结构，提高可靠性；阻尼缓冲支撑的V型导向一体化结构，高效缓冲，首次碰撞能量吸收超过50％，并在后续锁紧过程中持续缓冲，有效减小振荡，保护卫星载荷。本专利技术采用微动开关感知V型槽及导轨运动，发现两星碰撞，并自主启动捕获锁紧；采用刚性定位座作为最后锁紧装置，有效提高锁紧刚度及对接精度。本专利技术未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间对接锁紧机构，其特征在于：包括被动端(2)和主动端(3)，被动端(2)安装在目标星对接面上，主动端(3)安装在服务星对接面上，被动端(2)上设置有把手(2‑1)；主动端(3)包括导向槽(3‑1)、阻尼器(3‑2)、微动开关(3‑3)、定位座(3‑4)、电机(3‑5)、减速器(3‑6)、导轨(3‑7)和卡爪(3‑8)，导向槽(3‑1)呈非对称V型结构，导向槽(3‑1)一端与单一卡爪(3‑8)一端铰接，导向槽(3‑1)另一端与阻尼器(3‑2)连接，导向槽(3‑1)底端与导轨(3‑7)连接，导向槽(3‑1)底端沿导轨(3‑7)运动时，可触及微动开关(3‑3)并启动电机(3‑5)，带动卡爪(3‑8)与导向槽(3‑1)闭合捕获把手(2‑1)，直至将把手(2‑1)压紧到定位座(3‑4)上。

【技术特征摘要】
1.一种空间对接锁紧机构，其特征在于：包括被动端(2)和主动端(3)，被动端(2)安装在目标星对接面上，主动端(3)安装在服务星对接面上，被动端(2)上设置有把手(2-1)；主动端(3)包括导向槽(3-1)、阻尼器(3-2)、微动开关(3-3)、定位座(3-4)、电机(3-5)、减速器(3-6)、导轨(3-7)和卡爪(3-8)，导向槽(3-1)呈非对称V型结构，导向槽(3-1)一端与单一卡爪(3-8)一端铰接，导向槽(3-1)另一端与阻尼器(3-2)连接，导向槽(3-1)底端与导轨(3-7)连接，导向槽(3-1)底端沿导轨(3-7)运动时，可触及微动开关(3-3)并启动电机(3-5)，带动卡爪(3-8)与导向槽(3-1)闭合捕获把手(2-1)，直至将把手(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，刘继奎，曾海波，宗红，李文，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11