一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构制造技术

技术编号:19705269 阅读:29 留言:0更新日期:2018-12-08 15:08
本发明专利技术涉及一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,属于在轨服务、机器人技术领域。所述抓捕机构包括支撑组件、传动组件、推盘、滑动板、抓捕组件、弹簧及锁紧释放组件,所述抓捕组件包括连杆和爪刺,通过在触发预设条件时,将锁定在第一位置的滑动板从第一位置解锁,利用弹簧弹力使滑动板向抓捕目标方向运动,从而带动连杆移动,使连杆带动爪刺刺向抓捕目标,无论空间合作目标还是非合作目标,航天器大部分表面均由通用结构面,也就是铝蜂窝板覆盖,爪刺得以刺穿抓捕目标表面实现抓捕;该抓捕机构无需提供合作的抓捕特征部位,适用于各类航天器,通用性强,适用范围广;可进行重复的有效的抓捕连接与释放分离。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构
本专利技术涉及一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,属于在轨服务、机器人

技术介绍
卫星在轨发生故障或失效后将造成空间资产的巨大浪费,对其抓捕并实施维修或离轨等在轨服务操作,使故障卫星载荷任务能力得以延续,或释放重要轨道资源,可取得十分重要的经济效益和社会效益。对卫星的捕获是对其实施在轨服务操作的前提条件,而抓捕机构的设计,则是卫星捕获的核心部件,是影响能否对卫星进行正常在轨服务操作的重要因素之一。目前,针对空间合作目标的在轨服务技术已经具有一定成熟度,并部分进行了在轨验证,抓捕机构可对合作目标进行有效抓捕。合作目标设计有专门适用于抓捕机构的抓捕特征部位,而对于非合作目标而言,则不具备可适用的抓捕特征部位。当前在轨运行和在地面研制的卫星并未针对接受在轨服务进行设计,均为空间非合作目标。对卫星实施在轨服务操作,核心是完成对卫星目标的抓捕对接操作。目前,国外典型的技术方案包括美国FREND机械臂+可更换末端执行器方案、德国DEOS和欧洲SMART-OLEV锥杆式抓捕机构方案,均要求抓捕目标有可供抓捕的特定特征部位,难以适用于对空间非合作目标的抓捕。因而,亟需一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,以满足对空间非合作目标的抓捕。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,本专利技术提供了一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,以满足对合作目标及非合作目标航天器的抓捕。为实现上述专利技术目的,本专利技术提供如下技术方案:一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,包括支撑组件、传动组件、推盘、滑动板、抓捕组件、弹簧及锁紧释放组件,所述支撑组件包括第一支撑板、第二支撑板和支撑在所述第一支撑板和第二支撑板之间的导向部,所述传动组件用于带动所述推盘沿所述导向部向所述第一支撑板或所述第二支撑板移动,所述抓捕组件包括连杆和爪刺,所述连杆第一端与所述滑动板转动连接,所述连杆第二端与所述爪刺转动连接,所述爪刺的第一端与所述第二支撑板转动连接,所述锁紧释放组件用于将所述滑动板锁定在第一位置,并在预设条件下将所述滑动板从所述第一位置解锁,所述滑动板位于所述推盘与所述第一支撑板之间,所述弹簧位于所述第一支撑板和所述滑动板之间,当所述滑动板位于所述第一位置时,所述弹簧处于压缩状态,触发所述预设条件之前,所述传动组件带动所述推盘向所述第二支撑板运动,当触发所述预设条件时,所述滑动板从所述第一位置解锁,在所述弹簧的作用力下沿所述导向部向所述第二支撑板运动,所述连杆推动所述爪刺使所述爪刺的第二端刺入抓捕目标表面以实现抓捕。在一可选实施例中,所述爪刺的第二端设有第一刀刃和第二刀刃,所述第一刀刃与第二刀刃相背,所述第一刀刃与第二刀刃相交位置形成尖钩。在一可选实施例中,所述第一刀刃为单面锋利刀刃,所述第二刀刃为圆弧刀刃,所述第二刀刃用于承受所述抓捕目标的挣脱力。在一可选实施例中,所述锁紧释放组件包括固定钩、摇杆、转接杆及缓冲杆,所述固定钩固定在所述滑动板上,所述摇杆的第一端与所述第一支撑板转动连接,所述缓冲杆穿设在所述第一支撑板和所述第二支撑板上,且与所述第一支撑板和第二支撑板均为间隙配合,所述转接杆的第一端与所述摇杆的中部转动连接,所述转接杆的第二端与所述缓冲杆转动连接,当所述滑动板位于所述第一位置时,所述固定钩与所述摇杆的第二端挂扣,当所述缓冲杆受到撞击力时,向上运动,通过所述连接杆带动所述摇杆转动,使所述固定钩与所述摇杆的第二端脱扣。在一可选实施例中,所述固定钩设有导向面,所述锁紧释放组件还包括滚轮,所述滚轮设置在所述摇杆的第二端,当所述滑动板向所述第一位置移动时,所述滚轮沿所述导向面滚动,以使所述固定钩与所述摇杆的第二端挂扣。在一可选实施例中,所述锁紧释放组件还包括缓冲部,所述缓冲杆的第一端探出所述第二支撑板,且向远离所述第一支撑板和第二支撑板的方向延伸,所述缓冲部与所述缓冲杆的第一端固定连接。在一可选实施例中,所述缓冲部与所述第二支撑板之间设有缓冲弹簧。在一可选实施例中,所述传动组件包括传动电机和丝杠,所述推盘与所述丝杠适配。在一可选实施例中,所述的适用于航天器通用结构表面的抓捕机构包括对称设置的至少三组所述抓捕组件。在一可选实施例中,所述的适用于航天器通用结构表面的抓捕机构还包括上限位开关和下限位开关,所述上限位开关设置在所述滑动板上,所述下限位开关设置在所述第二支撑板上,用于限定所述推盘的移动位置。本专利技术与现有技术相比的优点在于:(1)本专利技术实施例提供了一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,通过在触发预设条件时,将锁定在第一位置的滑动板从第一位置解锁,利用弹簧弹力使滑动板向抓捕目标方向运动,从而带动连杆移动,使连杆带动爪刺刺向抓捕目标,无论空间合作目标还是非合作目标,航天器表面大部分面积均由通用结构面,也就是铝蜂窝板覆盖,爪刺得以刺入抓捕目标表面实现抓捕;(2)该抓捕机构无需提供合作的抓捕特征部位,适用于各类航天器,通用性强,适用范围广;(3)可进行重复的有效的抓捕连接与释放分离;(4)通过设置相背的第一刀刃与第二刀刃,并使二者相交位置形成尖钩,以便于刺入航天器表面;(5)通过将第一刀刃设置为单面锋利刀刃,便于划开抓捕目标表层,使刺爪的第二端穿入抓捕目标表层的铝蜂窝板内以保证紧固力,第二刀刃为圆弧刀刃,用于承受所述抓捕目标的挣脱力,防止刺入铝蜂窝板的刺尖将蜂窝板切开,造成爪刺从铝蜂窝板中脱落。本专利技术实施例中,爪刺由具有较高强度和一定韧度的弹性钢材加工实现;(6)当抓捕机构与抓捕目标相遇时,会发生碰撞,该结构的锁紧释放装置,可以利用抓捕机构与抓捕目标的撞击力作为解锁条件,解锁时机准确,可靠性高,且该结构简单,重量轻,无需配置单独控制单元,满足轻量化发展要求。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构的主视图;图2为本专利技术实施例提供的一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构的侧视图;图3为本专利技术实施例提供的爪刺结构示意图;图4为本专利技术实施例提供的锁紧释放组件工作状态示意图;图5为本专利技术实施例提供的固定钩与摇杆挂扣示意图;图6为本专利技术实施例提供的抓捕机构预触发状态示意图;图7为本专利技术实施例提供的抓捕机构爪刺锁合状态示意图。具体实施方式下面结合附图及具体例子详细介绍本专利技术的实施方式。参见图1和2,本专利技术实施例提供了一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,包括支撑组件、传动组件、推盘1、滑动板2、抓捕组件、弹簧3及锁紧释放组件,所述支撑组件包括第一支撑板4、第二支撑板5和支撑在所述第一支撑板4和第二支撑板5之间的导向部6,所述传动组件用于带动所述推盘1沿所述导向部6向所述第一支撑板4或所述第二支撑板5移动,所述抓捕组件包括连杆7和爪刺8,连杆7第一端与述滑动板2转动连接,连杆7第二端与爪刺8转动连接,连接部位位于爪刺8第一端和第二端之间,优选中部部位,爪刺8的第一端与第二支撑板5转动连接,所述锁紧释放组件用于将滑动板2锁定在第一位置,并在预设条件下将滑动板2从所述第一位置解锁,滑动板2位于推盘1与所述第一支撑板4之间,弹簧3位于第一支撑板4和滑动板2之间,当滑动板2位于所述第一位置时,弹簧3处于压缩状态,且推盘1与滑动板2接触,触发所述预设条件之前,所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,其特征在于,包括支撑组件、传动组件、推盘、滑动板、抓捕组件、弹簧及锁紧释放组件,所述支撑组件包括第一支撑板、第二支撑板和支撑在所述第一支撑板和第二支撑板之间的导向部,所述传动组件用于带动所述推盘沿所述导向部向所述第一支撑板或所述第二支撑板移动,所述抓捕组件包括连杆和爪刺,所述连杆第一端与所述滑动板转动连接,所述连杆第二端与所述爪刺转动连接,所述爪刺的第一端与所述第二支撑板转动连接,所述锁紧释放组件用于将所述滑动板锁定在第一位置,并在预设条件下将所述滑动板从所述第一位置解锁,所述滑动板位于所述推盘与所述第一支撑板之间,所述弹簧位于所述第一支撑板和所述滑动板之间,当所述滑动板位于所述第一位置时,所述弹簧处于压缩状态,触发所述预设条件之前,所述传动组件带动所述推盘向所述第二支撑板运动,当触发所述预设条件时,所述滑动板从所述第一位置解锁,在所述弹簧的作用力下沿所述导向部向所述第二支撑板运动,所述连杆推动所述爪刺使所述爪刺的第二端刺入抓捕目标表面以实现抓捕。

【技术特征摘要】
1.一种适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,其特征在于,包括支撑组件、传动组件、推盘、滑动板、抓捕组件、弹簧及锁紧释放组件,所述支撑组件包括第一支撑板、第二支撑板和支撑在所述第一支撑板和第二支撑板之间的导向部,所述传动组件用于带动所述推盘沿所述导向部向所述第一支撑板或所述第二支撑板移动,所述抓捕组件包括连杆和爪刺,所述连杆第一端与所述滑动板转动连接,所述连杆第二端与所述爪刺转动连接,所述爪刺的第一端与所述第二支撑板转动连接,所述锁紧释放组件用于将所述滑动板锁定在第一位置,并在预设条件下将所述滑动板从所述第一位置解锁,所述滑动板位于所述推盘与所述第一支撑板之间,所述弹簧位于所述第一支撑板和所述滑动板之间,当所述滑动板位于所述第一位置时,所述弹簧处于压缩状态,触发所述预设条件之前,所述传动组件带动所述推盘向所述第二支撑板运动,当触发所述预设条件时,所述滑动板从所述第一位置解锁,在所述弹簧的作用力下沿所述导向部向所述第二支撑板运动,所述连杆推动所述爪刺使所述爪刺的第二端刺入抓捕目标表面以实现抓捕。2.根据权利要求1所述的适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,其特征在于,所述爪刺的第二端设有第一刀刃和第二刀刃,所述第一刀刃与第二刀刃相背,所述第一刀刃与第二刀刃相交位置形成尖钩。3.根据权利要求2所述的适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,其特征在于,所述第一刀刃为单面锋利刀刃,所述第二刀刃为圆弧刀刃,所述第二刀刃用于承受所述抓捕目标的挣脱力。4.根据权利要求1所述的适用于航天器通用结构表面的抓捕机构,其特征在于,所述锁紧释放组件包括固定钩、摇杆、转接杆及缓冲杆,所述固定钩固定在所述滑动板上,所述摇杆的...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒙波黄剑斌李志黄龙飞韩旭庞羽佳张志民
申请(专利权)人:中国空间技术研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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