一种空间捕获锁紧装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种空间捕获锁紧装置，包括主动结构和被动结构；主动机构包括外壳组件、驱动组件、传动组件、上板辅助组件和三套手指组件，外壳组件用以支撑、连接驱动组件、传动组件、上板辅助组件和手指组件，其中上板辅助组件包括滚轮，手指组件包括四连杆机构，驱动组件驱动传动组件，使传动组件将回转运动转换成直线运动，传动组件控制手指组件的向上移动和向下移动，三套手指组件向下移动时受滚轮的压缩而合拢，进而夹取结构与之相适配的被动结构；手指组件向上移动时四连杆机构联动，驱动手指组件张开，进而释放被动结构。本发明专利技术可用于空间机械臂对小型航天器的捕获和锁合，取得了重量轻、体积小、大容差、捕获对象多样的有益效果。

Space capture locking device

The invention provides a space to capture the locking device, including active structure and passive structure; active mechanism includes a housing assembly, a driving component, a transmission component, auxiliary components on board and three sets of finger components to support and connect the drive component and a driving plate, auxiliary components and assemblies for finger housing assembly, wherein the auxiliary on board assembly comprises a roller, finger assembly includes a four connecting rod mechanism, driving component driving components, drive components will be rotary motion into linear motion, transmission components control components of the fingers to move upward and downward movement of the fingers, three sets of components is moved downward by trolley compression and closure, and then clip passive structure structure matched with the fingers; assembly moves up four linkage linkage, drive assembly fingers open, and then release the passive structure. The invention can be used for the capture and locking of a small space vehicle by a space manipulator, and has beneficial effects of light weight, small size, large tolerance and various catching objects.

【技术实现步骤摘要】
一种空间捕获锁紧装置
本专利技术设计空间操作
，具体涉及一种空间机械臂的捕获锁紧装置，该机构可实现对空间小型飞行器和载荷的捕获、锁紧及释放。
技术介绍
空间机械臂的末端操作工具是机械臂完成一系列空间任务的执行机构，根据完成任务的种类不同，空间机构的类型也多种多样。随着人类卫星发射量的逐年增加，空间废弃的卫星的数量也呈现加速上涨的趋势，目前对废弃卫星回收还没有比较有效的方法，因此有必要设计一种适用于空间小型卫星的抓捕机构，用于实现空间抓捕操作。
技术实现思路
为了解决目前空间废旧卫星无法回收的问题，本专利技术提出了一种空间捕获锁紧装置。本专利技术所采用的技术方案是：一种空间捕获锁紧装置，包括空间飞行器上的被动结构和空间机械臂上的主动机构，所述被动结构为三瓣型结构；所述主动机构包括外壳组件、驱动组件、传动组件、上板辅助组件和三套手指组件，所述外壳组件用以支撑、连接所述驱动组件、传动组件、上板辅助组件和手指组件，其中所述上板辅助组件包括滚轮，所述手指组件包括四连杆机构，所述驱动组件驱动所述传动组件，使所述传动组件将回转运动转换成直线运动，所述传动组件控制所述手指组件的向上移动和向下移动，三套所述手指组件向下移动时受所述滚轮的压缩而合拢，进而夹取结构与之相适配的所述被动结构；所述手指组件向上移动时所述四连杆机构联动，驱动所述手指组件张开，进而释放所述被动结构。较佳的，所述驱动组件包括直流无刷电机、行星减速箱、蜗轮蜗杆减速箱、一级齿轮，所述直流无刷电机通过所述行星减速箱带动所述蜗轮蜗杆减速箱，所述蜗轮蜗杆减速箱通过所述一级齿轮带动所述传动组件。较佳的，传动组件包括二级齿轮、丝杠螺母、滚珠丝杠、移动平台，所述驱动组件驱动所述二级齿轮转动，所述二级齿轮带动所述滚珠丝杠转动，所述滚珠丝杠驱动所述丝杠螺母沿直线运动，进而带动所述移动平台和所述手指组件的向上或向下移动。较佳的，所述上板辅助组件包括上板、微动开关、粗定位销和/或弹簧推杆组件，所述微动开关、粗定位销、滚轮和/或弹簧推杆组件固定在所述上板上，所述粗定位销与所述被动结构结合，进而触动所述微动开关，使得所述驱动组件反向自锁，所述被动结构在所述弹簧推杆组件的弹力作用下与所述主动机构分离。进一步地，所述弹簧推杆组件包括外筒、弹簧、弹簧轴、推杆，所述弹簧安装在所述弹簧轴上，所述弹簧推动所述推杆在所述推杆外筒中向上移动，进而推动所述被动结构。较佳的，所述四连杆机构包括第一指臂、第二指臂、基座、第三指臂，所述基座与所述第二指臂通过指轴连接，所述第二指臂与所述第一指臂通过指轴连接，所述扭簧与所述第二指臂通过销钉连接，所述基座与所述第三指臂通过指轴连接，所述第三指臂与所述第一指臂通过指轴连接，所述扭簧转动时，通过销钉带动所述第二指臂转动，进而带动所述第一指臂转动，从而实现所述手指组件的张开动作。进一步地，所述第一指臂侧面开有轮槽，所述轮槽与所述滚轮相配合，所述手指组件向下移动时，所述滚轮压缩所述第一指臂，使得所述手指组件逐渐收拢。进一步地，所述指臂顶端安装有非金属材料的指尖，所述指尖呈凸圆型。较佳的，所述被动结构的上端面布置有飞行器连接接口，下端面布置有与所述上板辅助组件进行粗定位的孔，所述三瓣型结构的每瓣之间形成楔形槽，所述楔形槽的下端面设有凸台斜面。较佳的，所述外壳组件包括外壳、微动开关、导轨和沿所述导轨滑动的滑块，所述微动开关、导轨固定在所述外壳上，所述传动组件带动所述滑块沿所述导轨滑动，进而触动所述微动开关，从而控制所述驱动组件停止运动。同时，为了解决上述问题，本专利技术还提出一种空间捕获锁紧装置相应抓取方法，包括以下步骤：主动机构对被动结构的捕获步骤；主动机构对被动结构的拉紧锁合步骤；主动机构对被动结构的分离释放步骤；所述主动机构对被动结构的捕获步骤具体为：空间机械臂携带主动机构逐步靠近被动结构，手指组件处于完全张开状态，驱动组件驱动滚珠丝杠,通过丝杠螺母带动移动平台向下运动，第一指臂侧面开有轮槽，与上板辅助组件上的滚轮配合，通过压缩第一指臂，使得运动过程中手指组件逐渐收拢，直至进入被动结构的三瓣型楔形槽的防逃逸区域，通过指尖与楔形槽的粗定位，实现周向偏差的初步校正，完成主动机构对被动结构的捕获。所述主动机构对被动结构的拉紧锁合步骤具体为：所述主动机构的手指组件完全收拢，手指组件的指尖与被动结构的凸台斜面完全贴合，拉动被动结构向主动机构靠近，运动过程中不断克服弹簧推杆组件的弹出力；在粗定位销的圆锥面与被动结构端面上的圆锥孔自定心作用下，缩小横向位移偏差和轴向角偏差，在上板端面的端面槽和被动结构上的端面齿的导向作用下，消除横向位移偏差和轴向角偏差；运动到位后，通过蜗轮蜗杆减速箱的反向自锁，传动组件处于死锁位置，实现主动机构对被动结构的拉紧锁合。所述主动机构对被动结构的分离释放步骤具体为：释放时，驱动组件反向驱动滚珠丝杠，使得移动平台带动手指组件向上运动，当第一指臂的轮槽脱离上板辅助组件的滚轮时，扭簧通过驱动第二指臂带动第一指臂张开，主动机构对被动结构的约束解除；被动结构在弹簧推杆组件弹出力的作用下，实现与主动机构的分离，完成了主动机构对被动结构的分离释放。采用上述技术方案后，本专利技术具有以下明显的有益效果：1、结构重量轻、体积小，适用于本专利技术的应用对象——空间机械臂承载能力小、机构安装体积有限的特点；2、捕获容差大，相对于目前的周边式捕获、锥杆式捕获，本专利技术可通过设计较大的楔形槽和手指张角，实现大容差捕获；3、机构任务适应性好，本专利技术不仅可以抓捕安装了被动结构的飞行器，也可用于抓捕有对接框和喷管的卫星，大大拓展了主动机构的任务范围。附图说明图1是本专利技术一实施例的主动机构捕获被动结构示意图；图2是本专利技术一实施例的被动结构的结构示意图；图3是本专利技术一实施例的主动机构的结构示意图；图4是本专利技术一实施例的主动机构的上板辅助组件的结构示意图；图5是本专利技术一实施例的主动机构的弹簧推杆组件结构示意图；图6是本专利技术一实施例的主动机构的单套手指组件的结构示意图；图7是本专利技术一实施例的主动机构的传动组件结构示意图；图8是本专利技术一实施例的主动机构的驱动组件结构示意图；图9是本专利技术一实施例的主动机构的外壳组件结构示意图；图中标记：201-上板辅助组件；202-传动组件；203-驱动组件；204-外壳组件；205-手指组件1-被动结构；2-主动机构；3-上板；4-微动开关；5-弹簧推杆组件；6-粗定位销；7-滚轮连接板；8-滚轮；9-外筒；10-弹簧；11-弹簧轴；12-推杆；13-二级齿轮；14-丝杠螺母；15-移动平台；16-滚珠丝杠；17-直流无刷电机；18-行星减速箱；19-一级齿轮；20-蜗轮蜗杆减速箱；21-底板；22-外壳；23-微动开关；24-导轨；25-滑块；26-第一指臂；27-第一指轴；28-第二指臂；29-第二指轴；30-扭簧；31-基座；32-第三指轴；33-第三指臂；34-第四指轴；35-指尖；36-飞行器连接接口；37-凸台斜面；38-端面齿；39-滑块连接接口；40-手指组件接口。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的描述。图1是本专利技术一实施例的主动机构捕获被动结构示意图，被动结构1与主动机构2组成，主动机构2安装于空间机械臂末端。当空间机械臂携带主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间捕获锁紧装置，包括空间飞行器上的被动结构和空间机械臂上的主动机构，其特征在于：所述被动结构为三瓣型结构；所述主动机构包括外壳组件、驱动组件、传动组件、上板辅助组件和三套手指组件，所述外壳组件用以支撑、连接所述驱动组件、传动组件、上板辅助组件和手指组件，其中所述上板辅助组件包括滚轮，所述手指组件包括四连杆机构，所述驱动组件驱动所述传动组件，使所述传动组件将回转运动转换成直线运动，所述传动组件控制所述手指组件的向上移动和向下移动，三套所述手指组件向下移动时受所述滚轮的压缩而合拢，进而夹取结构与之相适配的所述被动结构；所述手指组件向上移动时所述四连杆机构联动，驱动所述手指组件张开，进而释放所述被动结构。

【技术特征摘要】
1.一种空间捕获锁紧装置，包括空间飞行器上的被动结构和空间机械臂上的主动机构，其特征在于：所述被动结构为三瓣型结构；所述主动机构包括外壳组件、驱动组件、传动组件、上板辅助组件和三套手指组件，所述外壳组件用以支撑、连接所述驱动组件、传动组件、上板辅助组件和手指组件，其中所述上板辅助组件包括滚轮，所述手指组件包括四连杆机构，所述驱动组件驱动所述传动组件，使所述传动组件将回转运动转换成直线运动，所述传动组件控制所述手指组件的向上移动和向下移动，三套所述手指组件向下移动时受所述滚轮的压缩而合拢，进而夹取结构与之相适配的所述被动结构；所述手指组件向上移动时所述四连杆机构联动，驱动所述手指组件张开，进而释放所述被动结构。2.如权利要求1所述的空间捕获锁紧装置，其特征在于：所述驱动组件包括直流无刷电机、行星减速箱、蜗轮蜗杆减速箱、一级齿轮，所述直流无刷电机通过所述行星减速箱带动所述蜗轮蜗杆减速箱，所述蜗轮蜗杆减速箱通过所述一级齿轮带动所述传动组件。3.如权利要求1所述的空间捕获锁紧装置，其特征在于：传动组件包括二级齿轮、丝杠螺母、滚珠丝杠、移动平台，所述驱动组件驱动所述二级齿轮转动，所述二级齿轮带动所述滚珠丝杠转动，所述滚珠丝杠驱动所述丝杠螺母沿直线运动，进而带动所述移动平台和所述手指组件的向上或向下移动。4.如权利要求1所述的空间捕获锁紧装置，其特征在于：所述上板辅助组件包括上板、微动开关、粗定位销和/或弹簧推杆组件，所述微动开关、粗定位销、滚轮和/或弹簧推杆组件固定在所述上板上，所述粗定位销与所述被动结构结合，进而触动所述微动开关，使得所述驱动组件反向自锁，所述被动结...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵颖，苗军，韩亮亮，杨健，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31