一种适用于卫星对接环对接的锁紧释放装置，包括圆环支架(26)、传动机构(28)和两组及以上的抱紧压紧机构，圆环支架(26)固定连接在捕获卫星上；抱紧压紧机构包括抱紧机构、压紧机构和转动座(2)；抱紧机构包括压紧部件(1)、运动转接件(8)、平移导轨(7)和十字销轴(5)，压紧部件(1)做径向或轴向运动，压紧和拉近目标卫星；压紧机构包括压板(6)、压板座(9)、顶杆(4)和顶杆导轨(3)；顶杆(4)沿顶杆导轨(3)的上下运动，通过四级副连接使压板(6)相对压板座(9)转动，压板(6)的一端用于压紧和释放目标卫星对接环。本发明专利技术实现了对目标卫星的抱紧、拉近、锁紧、释放、后撤阶段的复杂动作。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于卫星对接环对接的锁紧释放装置
本专利技术涉及一种卫星对接锁紧装置。
技术介绍
球静止轨道(GEO)卫星在轨发生故障或失效后将造成空间资源的巨大浪费，对其抓捕、刚性连接后可实施维修或离轨等操作，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。因此卫星对接机构的设计，是卫星捕获的核心部件，是影响对其能否进行正常修复的重要因素之一。由于目前在轨和在研的GEO卫星并未针对接受在轨服务设计，不具备合作的对接接口。因此，结合对该类卫星的救援服务与离轨操作需求，需要采用机械臂、锥杆等方式的抓捕机构，建立两飞行器的软抓捕状态，同时设计锁紧与释放分离机构，在受到卫星翻滚和抓捕机构收回动作的动态环境下，完成两飞行器的进一步精确捕获和刚性连接，使两飞行器固连在一起，进而接管目标卫星的控制与推进，为故障卫星轨道救援、废弃卫星主动清除等任务做好准备。目前，国外针对于高轨非合作卫星对接技术的典型研究项目包括美国FREND机械臂加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。其中，FREND机械臂加可更换末端执行器方案主要抓捕点仅限于承载结构，如太阳翼锁定点等，锥杆式抓捕机构主要针对GEO卫星通用的远地点发动机进行抓捕。但此类项目并没有描述完成抓捕动作后的刚性连接过程，而为了承受恶劣的力学环境，抓捕后的刚性连接又是实施维修或离轨等操作的必要条件。因此有必要设计一种用于非合作目标卫星的对接锁紧释放装置，对非合作目标卫星进行刚性连接和捕获。
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，提供一种用于对目标卫星对接环的对接锁紧释放装置，实现捕获卫星对目标卫星的抱紧、拉近、锁紧、释放等动作。本专利技术所采用的技术方案是：一种适用于卫星对接环对接的锁紧释放装置，包括圆环支架、传动机构和两组及以上的抱紧压紧机构，圆环支架固定连接在捕获卫星上；抱紧压紧机构包括抱紧机构、压紧机构和转动座；抱紧机构包括：压紧部件、运动转接件、平移导轨和十字销轴；平移导轨固连于圆环支架上，压紧部件包括固定连接在一起的连接部与压紧板，连接部与运动转接件配合，相对运动转接件做径向运动，使压紧板抱紧或释放目标卫星对接环，运动转接件与平移导轨配合，相对于平移导轨做轴向运动，使压紧板拉近或推远目标卫星对接环；压紧板为与对接环曲率相同的弧形板；连接部上有第二曲线槽，十字销轴一端固定在转动座上，另一端在第二曲线槽中运动；压紧机构包括：压板、压板座、顶杆和顶杆导轨；顶杆导轨和压板座固连于圆环支架上，顶杆与顶杆导轨配合，并沿顶杆导轨轴向向上或向下滑动；转动座上有沿圆环支架周向延伸的第一曲线槽，顶杆上固定连接有沿第一曲线槽运动的连接部件；压板与压板座转动连接；顶杆与压板的一端通过四级副连接，将顶杆的上下运动转为压板相对压板座的转动；压板的另一端用于压紧和释放目标卫星对接环；传动机构用于使转动座绕圆环支架周向运动，转动座带动十字销轴一端在第二曲线槽中运动，并使连接部件在第一曲线槽中运动；十字销轴推动压紧部件沿运动转接件做径向运动，或推动压紧部件，由压紧部件带动运动转接件沿平移导轨做轴向运动；第一曲线槽的形状使连接部件带动顶杆沿顶杆导轨轴向向上或向下滑动。所述第二曲线槽包括在轴向上平直，在径向上向背离轴心的方向倾斜的槽；在轴向上向上倾斜，在径向上平直的槽；在轴向上平直，在径向上向轴心的方向倾斜的槽，分别使压紧部件做径向抱紧、轴向拉近和径向释放的运动。所述第一曲线槽包括斜向上的槽或斜向下的槽，分别使连接部件带动顶杆沿顶杆导轨向上或向下滑动。所述四级副包括顶杆上端固连的第一顶杆销和压板上的第一长条孔，所述第一顶杆销与第一长条孔配合，并在第一长条孔中转动和来回移动。所述四级副包括压板末端固连的第二顶杆销和顶杆上水平方向的第二长条孔，第二顶杆销与第二长条孔配合，并在第二长条孔中转动和来回移动。所述抱紧压紧机构为3组，以120°等角距分布固定在圆环支架上。所述传动机构包括转盘、弧形齿条、齿轮和电机；弧形齿条与转盘固连，弧形齿条和转盘为与圆环支架共轴的，半径相同的弧形结构；电机、齿轮固连在圆环支架上，转盘和圆环支架配合，并沿圆环支架的周向方向运动，电机带动齿轮转动，齿轮与弧形齿条啮合，进而带动弧形齿条和转盘沿圆环支架周向运动；转盘与转动座固定连接。所述对接锁紧释放装置还包括弹簧阻尼器，弹簧阻尼器包括弹簧、弹簧套筒和光电传感器；弹簧套筒包括上套筒和下套筒，上套筒和下套筒为一端封闭的圆柱筒，上套筒和下套筒相互套接，中间形成空腔，上套筒可沿下套筒做轴向运动，下套筒固定于圆环支架上，上套筒上固连有探测杆；弹簧和探测杆在空腔中，弹簧两端分别与上套筒和下套筒的内壁接触；光电传感器安装在弹簧阻尼器下部，当目标卫星对接环接触到弹簧阻尼器时，探测杆随上套筒向下运动，触发光电传感器，从而触发电机启动。所述弹簧阻尼器还包括位于弹簧阻尼器顶端的用于测定对接环与弹簧阻尼器接触时的压力大小的压力传感器。本专利技术与现有技术相比的优点在于：1)本专利技术中通过转动座将压紧部件和压板的动作联系起来，通过对第一曲线槽和第二曲线槽的设计，可以实现压紧部件的轴向拉近、压紧部件的径向抱紧、压紧部件的径向释放以及压板的压紧等动作依一定时序的运动，如能够实现对目标卫星通用对接环的抱紧、拉近、锁紧、释、后撤阶段的复杂动作，装置结构简单、操作方便。2)该转动座的第一曲线槽和压紧部件的第二曲线槽组成的凸轮传动机构运动时沿对接环作圆周运动，空间运动包络小，占用空间小，对其它部件的影响小。3)第一曲线槽和第二曲线槽的设计结构简单，通过凸轮曲线槽的几何约束即形成了传动的封闭性，简化了抱紧压紧机构的设计。4)本专利技术中的锁紧释放装置用于对在轨非合作目标的抓捕对接，该装置采用周边式结构，充分利用非合作目标卫星对接环的外部特征，对目标卫星对接环实施抓捕对接操作。5)该装置捕获容差大，可提供较大的锁紧力，具有很高的捕获、锁紧可靠性。6)该装置适用于非合作目标卫星对接环，如1194mm直径的对接环，经适应性设计还可适用于其它直径的卫星对接环，设计上具有很强的灵活性，而且目标卫星发动机喷管不影响对接效果。附图说明图1是本专利技术中对接装置安装位置示意图；图2是本专利技术中对接装置整体结构示意图；图3是本专利技术中压紧部件的俯视图；图4是本专利技术中压紧部件的正视图；图5是本专利技术中压紧部件的立体结构示意图；图6是本专利技术中转动座的正视图；图7是本专利技术中转动座的立体结构示意图；图8是本专利技术中运动转接件的示意图；图9是本专利技术中平移导轨的示意图；图10是本专利技术中十字销轴的示意图；图11是本专利技术中压紧部件截面的示意图；图12是本专利技术中压板的运动示意图；图13是本专利技术中压板的结构示意图；图14是本专利技术中压板座的结构示意图；图15是本专利技术中顶杆的结构示意图；图16是本专利技术中顶杆导轨的结构示意图；图17是本专利技术中对接锁紧释放装置的时序图。图18是本专利技术中下圆盘的结构示意图；图19是本专利技术中上圆盘的结构示意图；图20是本专利技术中传动机构示意图；图21是本专利技术中弧形齿条结构示意图；图22是本专利技术中转盘滚珠安装方式示意图；图23是本专利技术中弹簧阻尼器结构示意图。具体实施方式如图1，图2所示，一种适用于卫星对接环对接的锁紧释本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于卫星对接环对接的锁紧释放装置，其特征在于，包括圆环支架(26)、传动机构(28)和两组及以上的抱紧压紧机构，圆环支架固定连接在捕获卫星上；抱紧压紧机构包括抱紧机构、压紧机构和转动座(2)；抱紧机构包括：压紧部件(1)、运动转接件(8)、平移导轨(7)和十字销轴(5)；平移导轨(7)固连于圆环支架(26)上，压紧部件(1)包括固定连接在一起的连接部与压紧板，连接部与运动转接件(8)配合，相对运动转接件(8)做径向运动，使压紧板抱紧或释放目标卫星对接环，运动转接件(8)与平移导轨(7)配合，相对于平移导轨(7)做轴向运动，使压紧板拉近或推远目标卫星对接环；压紧板为与对接环曲率相同的弧形板；连接部上有第二曲线槽，十字销轴(5)一端固定在转动座(2)上，另一端在第二曲线槽中运动；压紧机构包括：压板(6)、压板座(9)、顶杆(4)和顶杆导轨(3)；顶杆导轨(3)和压板座(9)固连于圆环支架(26)上，顶杆(4)与顶杆导轨(3)配合，并沿顶杆导轨(4)轴向向上或向下滑动；转动座(2)上有沿圆环支架(26)周向延伸的第一曲线槽，顶杆(3)上固定连接有沿第一曲线槽运动的连接部件；压板(6)与压板座(9)转动连接；顶杆(4)与压板(6)的一端通过四级副连接，将顶杆(4)的上下运动转为压板(6)相对压板座(9)的转动；压板(6)的另一端用于压紧和释放目标卫星对接环；传动机构(28)用于使转动座(2)绕圆环支架(26)周向运动，转动座(2)带动十字销轴(5)一端在第二曲线槽中运动，并使连接部件在第一曲线槽中运动；十字销轴(5)推动压紧部件(1)沿运动转接件(2)做径向运动，或推动压紧部件(1)，由压紧部件(1)带动运动转接件(2)沿平移导轨(3)做轴向运动；第一曲线槽的形状使连接部件带动顶杆(4)沿顶杆导轨(3)轴向向上或向下滑动。...
【技术特征摘要】
1.一种适用于卫星对接环对接的锁紧释放装置，其特征在于，包括圆环支架(26)、传动机构(28)和两组及以上的抱紧压紧机构，圆环支架固定连接在捕获卫星上；抱紧压紧机构包括抱紧机构、压紧机构和转动座(2)；抱紧机构包括：压紧部件(1)、运动转接件(8)、平移导轨(7)和十字销轴(5)；平移导轨(7)固连于圆环支架(26)上，压紧部件(1)包括固定连接在一起的连接部与压紧板，连接部与运动转接件(8)配合，相对运动转接件(8)做径向运动，使压紧板抱紧或释放目标卫星对接环，运动转接件(8)与平移导轨(7)配合，相对于平移导轨(7)做轴向运动，使压紧板拉近或推远目标卫星对接环；压紧板为与对接环曲率相同的弧形板；连接部上有第二曲线槽，十字销轴(5)一端固定在转动座(2)上，另一端在第二曲线槽中运动；压紧机构包括：压板(6)、压板座(9)、顶杆(4)和顶杆导轨(3)；顶杆导轨(3)和压板座(9)固连于圆环支架(26)上，顶杆(4)与顶杆导轨(3)配合，并沿顶杆导轨(3)轴向向上或向下滑动；转动座(2)上有沿圆环支架(26)周向延伸的第一曲线槽，顶杆(4)上固定连接有沿第一曲线槽运动的连接部件；压板(6)与压板座(9)转动连接；顶杆(4)与压板(6)的一端通过四级副连接，将顶杆(4)的上下运动转为压板(6)相对压板座(9)的转动；压板(6)的另一端用于压紧和释放目标卫星对接环；传动机构(28)用于使转动座(2)绕圆环支架(26)周向运动，转动座(2)带动十字销轴(5)一端在第二曲线槽中运动，并使连接部件在第一曲线槽中运动；十字销轴(5)推动压紧部件(1)沿运动转接件(8)做径向运动，或推动压紧部件(1)，由压紧部件(1)带动运动转接件(8)沿平移导轨(7)做轴向运动；第一曲线槽的形状使连接部件带动顶杆(4)沿顶杆导轨(3)轴向向上或向下滑动。2.一种如权利要求1所述的适用于卫星对接环对接的锁紧释放装置，其特征在于：所述第二曲线槽包括在轴向上平直，在径向上向背离轴心的方向倾斜的槽；在轴向上向上倾斜，在径向上平直的槽；在轴向上平直，在径向上向轴心的方向倾斜的槽，分别使压紧部件(1)做径向抱紧、轴向拉近和径向释放的运动。3.一种如权利要求1所述的适用于卫星对接环对接的锁紧释放装置，其特征在于：所述第一曲线槽包括斜向上的槽或斜向下的槽，分别使连接部件带动顶杆(4)沿顶杆导轨(3)向上或向下滑动。4.一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈维春，李志，黄剑斌，蒙波，庞羽佳，韩旭，林亲，张晓莹，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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