一种具有助力功能的在轨维修液路浮动对接标准接口制造技术

本发明专利技术公开了一种具有助力功能的在轨维修液路浮动对接标准接口,助力机构采取两套对称布置的平面四杆机构，由于标准接口带压操作对接时需600N左右对接力，利用摇杆杠杆原理减少至适应航天员舱外操作力90N以下；标准接口分离端壳体采用锥孔导向设计，满足初步定位时标准接口分离端与固定端±3mm定位误差引导对接；标准接口分离端采用浮动机构设计，解决航天员手动操作对接误差。浮动机构由挡块、浮动壳体、顶珠、弹簧等组成。浮动壳体内均布四个可伸缩的顶珠，顶珠尖端安放在标准接口分离端壳体凹槽内，通过弹簧的伸缩实现标准接口径向和角度偏移误差的补偿，通过标准接口内部滑芯自身的退让行程余量补偿标准接口轴向误差,以此满足对准性要求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有助力功能的在轨维修液路浮动对接标准接口
本专利技术属于精密机械空间
，具体涉及一种具有助力功能的在轨维修液路浮动对接标准接口。
技术介绍
空间站为满足长期在轨安全、可靠运行要求，必须具备在轨维修能力，空间站各分系统液体管路的维修的基本策略为发现故障设备、将故障设备功能切换到备份设备、拆下故障设备、将备用设备替换故障设备、启动更换的备用设备。空间站舱外液体管路用于空间站热量的收集、输运和向太空排散，其管路系统中的各种组件因寿命或可靠性等原因，需要在轨更换，另外管路工质意外损失较多时，需要在轨补充工质。为了使这些操作方便进行，需要在舱外布置维修适配接口。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种具有助力功能的在轨维修液路浮动对接标准接口，该标准接口具备适应航天员在轨舱外操作相关要求，满足具有自密封功能的通径20mm液路流通面积，具有浮动对接功能，同时设计适应航天员舱外操作的手动助力机构。航天员在身穿舱外宇航服的状态下进行设备的维修操作，对于在标准接口的插拔操作需要满足灵活、简便，锁定解锁可靠方便等特点。本专利技术的一种在轨维修液路对接标准接口，包括分离端(1)和固定端(2)以及助力机构(3)，所述助力机构(3)包括机架(33)、连杆(32)、滑套(35)、滑轨(36)、摇杆(31)和转销(34)；滑轨(36)与滑套(35)配合，形成一个滑动副，分离端(1)两侧分别设置一个滑动副；滑轨(36)一端固定在机架(33)上；滑套(35)内侧固定在分离端(1)的外套(12)上；摇杆(31)具有一个手柄以及手柄前端固连的两个叉臂，两个叉臂的前端分别固连在分离端(1)两侧的滑套(35)上；两个叉臂各配置一个连杆(32)，所述连杆(32)一端通过转销(34)连接在机架(33)上，另一端通过转销(34)连接在对应的叉臂上，连接点位于叉臂与滑套(35)连接点的上部。进一步的，分离端(1)的端口内壁加工成外大内小的锥形孔；所述对接标准接口还包括浮动机构(4)；浮动机构(4)包括挡块(41)、浮动壳体(42)、顶珠(44)以及弹簧(43)；助力机构(3)的滑套(35)与分离端(1)的连接点位于浮动机构(4)上；所述浮动壳体(42)为环状空腔结构，套装在分离端(1)的外套(13)上，浮动壳体(42)的空腔中设置顶珠(44)，顶珠(44)的尖端安放在分离端(1)外套(13)的凹槽内，顶珠(44)的尾端与浮动壳体(42)的内壁之间设置压缩的弹簧(43)；所述挡块为L型环状结构，一端固连浮动壳体(42)的外壁，另一端朝向分离端(1)的外套(13)，外套(13)加工的凸起位于浮动壳体(42)与挡块(41)之间，以此限制浮动机构(4)的轴向移动。较佳的，顶珠(44)的数量为四个，均布在浮动壳体(42)内部。较佳的，所述摇杆(31)的叉臂设计有向上的弯角。本专利技术具有如下有益效果：1)标准接口采用助力机构设计减少标准接口对接时插拔力。助力机构采取两套对称布置的平面四杆机构，该机构由机架、连杆、滑套、滑轨、摇杆、转销等组成。由于标准接口带压操作对接时需600N左右对接力，利用摇杆杠杆原理减少至适应航天员舱外操作力90N以下。2)标准接口对接导向设计。标准接口分离端壳体采用锥孔导向设计，采用20度锥度设计，导向长度14.5mm。满足初步定位时标准接口分离端与固定端±3mm定位误差引导对接。3)标准接口分离端采用浮动机构设计，解决航天员手动操作对接误差。浮动机构由挡块、浮动壳体、顶珠、弹簧等组成。浮动壳体内均布四个可伸缩的顶珠，顶珠尖端安放在标准接口分离端壳体凹槽内，通过弹簧的伸缩实现标准接口径向和角度偏移误差(≤±1.5mm、≤±1°)的补偿，通过标准接口内部滑芯自身的退让行程余量补偿标准接口轴向误差(≤±1.5mm)，以此满足对准性要求。4)满足航天员在轨舱外操作的人机功效学设计。在轨维修标准接口设计时按照空间站舱外航天员操作人机工效学要求进行设计。标准接口采用增大操作把手尺寸、减小操作力、增加结构圆角等设计使之符合航天员操作要求。附图说明图1—在轨维修液路浮动对接标准接口断接器及浮动机构结构图；图2—助力机构结构图；图3—标准接口对接三维示意图；其中，1-分离端，11-接头，12-壳体，13-外套，14-滑芯弹簧，15-密封圈，16-外套弹簧，17-滑芯，18-钢珠，19-滑盖，110-滑芯杆，2-固定端，21-固定端接头，22-滑芯座，23-固定端弹簧，24-滑芯杆，25-固定端壳体，26-固定端密封圈，27-滑芯帽，3-助力机构，31-摇杆，32-连杆，33-机架，34-转销，35-滑套，36-滑轨，4-浮动机构，41-挡块，42-浮动壳体，43-弹簧，44-顶珠。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。在轨维修液路浮动对接标准接口采用直插式钢球锁定方式对接，通过助力机构将产品带压对接过程需要克服液体压力及密封弹簧力导致的过大对接力转换为较小的操作力，采用浮动技术，使航天员易于操作。本专利技术的在轨维修液路浮动对接标准接口包括分离端1、浮动机构4、助力机构3、固定端2四部分。现有的标准接口如图1所示，包括分离端1和固定端2；分离端1主要包括接头11、壳体12、外套13、滑芯弹簧14、密封圈15、外套弹簧16、滑芯17、钢珠18、滑盖19、滑芯杆110等。滑芯杆110一端硫化密封件，另一端与壳体12通过螺母连接；滑芯17安装在接头与滑芯杆110之间，滑芯17一端密封槽内装有密封圈15与接头11密封，另一端在滑芯弹簧14作用在与滑芯杆110密封，保证分离端关闭状态的密封；钢球18在壳体锥形槽内分离时由滑盖19限位，当对接时滑盖19后退，钢球18滑落在固定端壳体25凹槽内，外套13在外套弹簧16作用下将钢珠18限位，保证对接时两端锁定可靠。固定端2主要包括固定端接头21、滑芯座-22、固定端弹簧23、滑芯杆24、固定端壳体25、固定端密封圈26、滑芯帽27。固定端壳体25上硫化一道密封圈，与固定端接头22直接螺纹连接。内部的滑芯座22在固定端弹簧23的作用下顶在接头内，滑芯帽27和滑芯杆24在弹簧23作用下顶在固定端壳体25的一侧与密封圈26配合，实现分离状态的固定端密封。助力机构3为摇杆滑块四杆机构，如图2和3所示，由机架33、连杆32、滑套35、滑轨36、摇杆31和转销34等组成。滑轨36与滑套35配合，滑套35可在滑轨36上滑动，形成一个滑动副，分离端1两侧分别设置一个滑动副；滑轨36一端固定在机架33上；滑套35内侧固定在分离端的外套12上；摇杆31具有一个手柄以及手柄前端固连的两个叉臂，两个叉臂的前端分别固连分离端1两侧的滑套35；两个叉臂各配置一个连杆32，所述连杆32一端通过转销34连接在机架33上，另一端通过转销34连接在摇杆31的叉臂上，连接点位于叉臂与滑套35连接点的上部。当航天员操作摇杆31顶部时，摇杆31带动连杆32的转销34(转动副)转动，同时连杆32绕机架33的转销34(转动副)转动，共同作用下摇杆31带动滑套35在滑轨36上直线运动，滑套35带动分离端1做直线运动与固定端2对接及断开。由于标准接口带压操作时需600N左右对接力，因此通过将摇杆31加长，利用杠杆原理，增加摇杆31长力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在轨维修液路对接标准接口，包括分离端(1)和固定端(2)，其特征在于，还包括助力机构(3)，所述助力机构(3)包括机架(33)、连杆(32)、滑套(35)、滑轨(36)、摇杆(31)和转销(34)；滑轨(36)与滑套(35)配合，形成一个滑动副，分离端(1)两侧分别设置一个滑动副；滑轨(36)一端固定在机架(33)上；滑套(35)内侧固定在分离端(1)的外套(12)上；摇杆(31)具有一个手柄以及手柄前端固连的两个叉臂，两个叉臂的前端分别固连在分离端(1)两侧的滑套(35)上；两个叉臂各配置一个连杆(32)，所述连杆(32)一端通过转销(34)连接在机架(33)上，另一端通过转销(34)连接在对应的叉臂上，连接点位于叉臂与滑套(35)连接点的上部。

【技术特征摘要】
1.一种在轨维修液路对接标准接口，包括分离端(1)和固定端(2)，其特征在于，还包括助力机构(3)，所述助力机构(3)包括机架(33)、连杆(32)、滑套(35)、滑轨(36)、摇杆(31)和转销(34)；滑轨(36)与滑套(35)配合，形成一个滑动副，分离端(1)两侧分别设置一个滑动副；滑轨(36)一端固定在机架(33)上；滑套(35)内侧固定在分离端(1)的外套(12)上；摇杆(31)具有一个手柄以及手柄前端固连的两个叉臂，两个叉臂的前端分别固连在分离端(1)两侧的滑套(35)上；两个叉臂各配置一个连杆(32)，所述连杆(32)一端通过转销(34)连接在机架(33)上，另一端通过转销(34)连接在对应的叉臂上，连接点位于叉臂与滑套(35)连接点的上部。2.如权利要求1所述的一种在轨维修液路对接标准接口，其特征在于，分离端(1)的端口内壁加工成外大内小的锥形孔；所述对接标准接口还包括浮动机构(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪森，张霞，张海涛，夏辉，王文正，
申请(专利权)人：山东航天电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37