叉形架非合作目标对接机构制造技术

叉形架非合作目标对接机构，它涉及一种非合作目标对接机构，以解决现有非合作目标对接中，没有一种对接机构能针对没有安装标准对接接口的航天器完成对接的问题，它包括抓捕机构和伸缩机构；抓捕机构包括底座、锥齿轮副、滑轨支架、第一电机、上盖、支撑架、第一丝杠副、三个末端夹持爪、三个第一滑块、三个第一滑轨、三个滚子和三组四连杆机构；伸缩机构包括第二电机、第二丝杠副、上座、下座、四组叉形铰接架和四组滑动组件；上座和下座之间布置有抓捕机构，三组四连杆机构穿过上座，三个末端夹持爪布置在上座上部，上座和下座之间沿第一丝杠副的周向均布设置有四组叉形铰接架和四组滑动组件。本发明专利技术用于航空航天非合作目标的对接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种非合作目标对接机构，属于航天

技术介绍
空间技术的飞速发展对航天器应用技术的研究提出了新的要求和挑战，为拓展航天器的功能与应用范畴，各国纷纷开展各种空间应用技术的研究。从上世纪六十年代初期开始，各国展开了对空间交会对接技术的研究，前苏联和美国首先进行了大量的空间交会对接研究，并在实践中成功应用。空间交会对接可以分为合作目标对接和非合作目标对接两类。目前，合作目标对接在技术上已经相当成熟，投入应用的合作目标对接机构包括两类：锥-杆式和周边式。前苏联首次将锥-杆式对接机构应用于“联盟号”飞船，这种对接方式结构简单、重量轻，被大量使用。美国和前苏联专家首次将异体同构周边式对接机构应用在1975年的阿波罗和联盟号对接计划中，这种机构通用性强，应用广泛。而空间非合作目标对接技术的研究开展较晚，从上世纪末期才初步开始。美国、德国、日本等国纷纷开展基于对非合作目标的在轨服务技术的研究，提出了多种非合作目标在轨服务技术方案和验证计划。到目前为止，仅有几个国家对此进行了实验，相关研究基本上都处于样机和初步实验验证阶段。 非合作目标是指在交会对接过程中，是指在目标航天器状态未知，没有专有的对接接口且无法通信的情况下进行对接。也即无法向服务卫星提供专用对接接口与相对状态等对接所需信息的航天器。航空与空间工程局、美国空间研究委员会在哈勃望远镜修复计划的报告中定义过非合作目标的概念，他们指出“非合作目标是指那些没有安装通讯应答机或其他传感器的目标，其他航天器不能通过发射信号或电子讯问等方式来对此类目标进行识别或定位”。目前所选定的服务对象的非合作特性的表征不同，但都有这样的特点：没有所需的对接接口、无法与之进行对接通信、没有安装合作标志器。这给交会测量、对接等操作增加了难度。在非合作情况下对目标进行识别、测量和抓捕等操作成为非合作目标对接的技术难点。
技术实现思路
本专利技术是为解决现有非合作目标对接中，没有一种对接机构能针对没有安装标准对接接口的航天器完成对接的问题，进而提供一种叉形架非合作目标对接机构。 本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：本专利技术的叉形架非合作目标对接机构包括抓捕机构和伸缩机构；抓捕机构包括底座、锥齿轮副、滑轨支架、第一电机、上盖、支撑架、第一丝杠副、三个末端夹持爪、三个第一滑块、三个第一滑轨、三个滚子和三组四连杆机构； 上盖布置在底座的上方，上盖和底座之间安装有与二者连接的滑轨支架，滑轨支架上沿上盖的周向均布安装三个滑轨，底座上安装有轴向水平设置的第一电机，锥齿轮副中的其中一个锥齿轮的轴向水平设置，第一电机的输出轴安装在锥齿轮副的其中一个锥齿轮上，第一丝杠副的丝杠的一端安装在锥齿轮副的剩余一个锥齿轮上，第一丝杠副的丝杠的另一端转动安装在上盖的中部，第一丝杠副的丝母外侧面固接有支撑架，支撑架上安装有三个第一滑块，三个第一滑块分别与三个第一滑轨一一对应设置，第一滑块滑动安装在第一滑轨上； 每相邻两个滑块之间布置有一个滚子和一组四连杆机构，三个末端夹持爪布置在上盖的上部，滚子转动安装在上盖的下方，每组四连杆机构的第一连杆与支撑架连接，每组四连杆机构的第二连杆贴靠滚子，每组四连杆机构的第四连杆与一个末端夹持爪连接； 伸缩机构包括第二电机、第二丝杠副、上座、下座、四组叉形铰接架和四组滑动组件；上座布置在下座的上方，上座和下座之间布置有抓捕机构，上盖与上座连接，三组四连杆机构穿过上座，三个末端夹持爪布置在上座上部，上座和下座之间沿第一丝杠副的周向均布设置有四组叉形铰接架和四组滑动组件； 每组滑动组件包括两个第二滑块和两个第二滑轨；两个第二滑轨分别固接在上座和下座上，两个第二滑块正对设置且滑动安装在相对应的第二滑轨上；每组叉形铰接架的上部的一端与上座铰接，另一端与上座相对应的第二滑轨铰接，每组叉形铰接架的下部的一端与下座铰接，另一端与下座相对应的第二滑轨铰接；下座上固装有轴向水平设置的第二电机和第二丝杠副，第二电机的输出端与第二丝杠副的丝杠连接，第二丝杠副的丝母与下座上布置的任意一个第二滑块连接。 本专利技术的有益效果是：第二电机驱动第二丝杠副使第二滑块在第二滑轨上做直线运动从而使连接在第二滑块的叉形铰接架实现伸缩，最终带动上座及抓捕机构能上下移动。本专利技术结构简单，设计合理。本专利技术用于完成与没有安装标准对接接口的航天器对接，针对没有安装标准对接接口的航天器完成对接，对接捕获能迅速完成且少依赖甚至不依赖于航天器外部。叉形架机构压缩率高，保证了对接机构能够以很小的轴向尺寸实现对远距离目标的抓捕。使用了四组叉形架机构实现抓捕机构的移动，保证了对抓捕机构支撑的平稳，避免倾斜；环形接触的末端夹持爪与缓冲平台的综合作用可使喷管与抓捕机构弹性接触并被成功捕获，避免了使用伸出的伞状机构，简化了机构，大大缩短了对接机构的轴向尺寸。 附图说明 图1是本专利技术叉形架非合作目标对接机构的立体结构示意图，图2是本专利技术叉形架非合作目标对接机构的抓捕机构立体结构示意图，图3是本专利技术叉形架非合作目标对接机构的抓捕机构的主剖面结构示意图。 具体实施方式 具体实施方式一：结合图1-图3说明，本实施方式的叉形架非合作目标对接机构包括抓捕机构A和伸缩机构B；抓捕机构A包括底座1、锥齿轮副3、滑轨支架4、第一电机5、上盖10、支撑架13、第一丝杠副14、三个末端夹持爪8、三个第一滑块6、三个第一滑轨7、三个滚子9和三组四连杆机构11； 上盖10布置在底座1的上方，上盖10和底座1之间安装有与二者连接的滑轨支架4，滑轨支架4上沿上盖10的周向均布安装三个滑轨7，底座1上安装有轴向水平设置的第一电机5，锥齿轮副3中的其中一个锥齿轮3-1的轴向水平设置，第一电机5的输出轴安装在锥齿轮副3的其中一个锥齿轮3-1上，第一丝杠副14的丝杠14-1的一端安装在锥齿轮副3的剩余一个锥齿轮3-1上，第一丝杠副14的丝杠14-1的另一端转动安装在上盖10的中部，第一丝杠副14的丝母14-2外侧面固接有支撑架13，支撑架13上安装有三个第一滑块6，三个第一滑块6分别与三个第一滑轨7一一对应设置，第一滑块6滑动安装在第一滑轨7上； 每相邻两个滑块6之间布置有一个滚子9和一组四连杆机构11，三个末端夹持爪8布置在上盖10的上部，滚子9转动安装在上盖10的下方，本文档来自技高网...

【技术保护点】
叉形架非合作目标对接机构，其特征在于：它包括抓捕机构(A)和伸缩机构(B)；抓捕机构(A)包括底座(1)、锥齿轮副(3)、滑轨支架(4)、第一电机(5)、上盖(10)、支撑架(13)、第一丝杠副(14)、三个末端夹持爪(8)、三个第一滑块(6)、三个第一滑轨(7)、三个滚子(9)和三组四连杆机构(11)；上盖(10)布置在底座(1)的上方，上盖(10)和底座(1)之间安装有与二者连接的滑轨支架(4)，滑轨支架(4)上沿上盖(10)的周向均布安装三个滑轨(7)，底座(1)上安装有轴向水平设置的第一电机(5)，锥齿轮副(3)中的其中一个锥齿轮(3‑1)的轴向水平设置，第一电机(5)的输出轴安装在锥齿轮副(3)的其中一个锥齿轮(3‑1)上，第一丝杠副(14)的丝杠(14‑1)的一端安装在锥齿轮副(3)的剩余一个锥齿轮(3‑1)上，第一丝杠副(14)的丝杠(14‑1)的另一端转动安装在上盖(10)的中部，第一丝杠副(14)的丝母(14‑2)外侧面固接有支撑架(13)，支撑架(13)上安装有三个第一滑块(6)，三个第一滑块(6)分别与三个第一滑轨(7)一一对应设置，第一滑块(6)滑动安装在第一滑轨(7)上；每相邻两个滑块(6)之间布置有一个滚子(9)和一组四连杆机构(11)，三个末端夹持爪(8)布置在上盖(10)的上部，滚子(9)转动安装在上盖(10)的下方，每组四连杆机构(11)的第一连杆(11‑1)与支撑架(13)连接，每组四连杆机构(11)的第二连杆(11‑2)贴靠滚子(9)，每组四连杆机构(11)的第四连杆(11‑4)与一个末端夹持爪(8)连接；伸缩机构(B)包括第二电机(27)、第二丝杠副(28)、上座(26)、下座(29)、四组叉形铰接架(24)和四组滑动组件；上座(26)布置在下座(29)的上方，上座(26)和下座(29)之间布置有抓捕机构(A)，上盖(10)与上座(26)连接，三组四连杆机构(11)穿过上座(26)，三个末端夹持爪(8)布置在上座(26)上部，上座(26)和下座(29)之间沿第一丝杠副(14)的周向均布设置有四组叉形铰接架(24)和四组滑动组件；每组滑动组件包括两个第二滑块(25)和两个第二滑轨(22)；两个第二滑轨(22)分别固接在上座(26)和下座(29)上，两个第二滑块(25)正对设置且滑动安装在相对应的第二滑轨(22)上；每组叉形铰接架(24)的上部的一端与上座(26)铰接，另一端与上座(26)相对应的第二滑轨(25)铰接，每组叉形铰接架(24)的下部的一端与下座(29)铰接，另一端与下座(29)相对应的第二滑轨(25)铰接；下座(29)上固装有轴向水平设置的第二电机(27)和第二丝杠副(28)，第二电机(27)的输出端与第二丝杠副(28)的丝杠连接，第二丝杠副(28)的丝母与下座(29)上布置的任意一个第二滑块(25)连接。...

【技术特征摘要】
1.叉形架非合作目标对接机构，其特征在于：它包括抓捕机构(A)和伸缩机构(B)；
抓捕机构(A)包括底座(1)、锥齿轮副(3)、滑轨支架(4)、第一电机(5)、上盖(10)、
支撑架(13)、第一丝杠副(14)、三个末端夹持爪(8)、三个第一滑块(6)、三个第一滑轨
(7)、三个滚子(9)和三组四连杆机构(11)；
上盖(10)布置在底座(1)的上方，上盖(10)和底座(1)之间安装有与二者连接的滑
轨支架(4)，滑轨支架(4)上沿上盖(10)的周向均布安装三个滑轨(7)，底座(1)上安
装有轴向水平设置的第一电机(5)，锥齿轮副(3)中的其中一个锥齿轮(3-1)的轴向水平
设置，第一电机(5)的输出轴安装在锥齿轮副(3)的其中一个锥齿轮(3-1)上，第一丝杠
副(14)的丝杠(14-1)的一端安装在锥齿轮副(3)的剩余一个锥齿轮(3-1)上，第一丝
杠副(14)的丝杠(14-1)的另一端转动安装在上盖(10)的中部，第一丝杠副(14)的丝
母(14-2)外侧面固接有支撑架(13)，支撑架(13)上安装有三个第一滑块(6)，三个第一
滑块(6)分别与三个第一滑轨(7)一一对应设置，第一滑块(6)滑动安装在第一滑轨(7)
上；
每相邻两个滑块(6)之间布置有一个滚子(9)和一组四连杆机构(11)，三个末端夹持
爪(8)布置在上盖(10)的上部，滚子(9)转动安装在上盖(10)的下方，每组四连杆机
构(11)的第一连杆(11-1)与支撑架(13)连接，每组四连杆机构(11)的第二连杆(11-2)
贴靠滚子(9)，每组四连杆机构(11)的第四连杆(11-4)与一个末端夹持爪(8)连接；
伸缩机构(B)包括第二电机(27)、第二丝杠副(28)、上座(26)、下座(29)、四组
叉形铰接架(24)和四组滑动组件；上座(26)布置在下座(29)的上方，上座(26)和下
座(29)之间布置有抓捕机构(A)，上盖(10)与上座(26)连接，三组四连杆机构(11)
穿过上座(26)，三个末端夹持爪(8)布置在上座(26)上部，上座(26)和下座(29)之
间沿第一丝杠副(14)的周向均布设置有四组叉形铰接架(24)和四组滑动组件；
每组滑动组件包括两个第二滑块(25)和两个第二滑轨(22)；两个第二滑轨(22)分别
固接在上座(26)和下座(29)上，两个第二滑块(25)正对设置且滑动安装在相对应的第
二滑轨(22)上；每组叉形铰接架(24)的上部的一端与上座(26)铰接，另一端与上座(26)
相对应的第二滑轨(25)铰接，每组叉形铰接架(24)的下部的一端与下座(29)铰接，另
一端与下座...

【专利技术属性】
技术研发人员：李隆球，周德开，刘伟民，邵广斌，张广玉，宋文平，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23