一种空间飞行器对接用柔性传动轴制造技术

一种空间飞行器对接用柔性传动轴，涉及航天技术领域。本发明专利技术解决了现有的对接机构质量大、碰撞能量大及系统复杂的问题。它包括电动缸、固装在电动缸一端部的挡板、通过挡板与电动缸固接且与推杆同轴设置的套筒以及同轴设置在套筒内的伸缩组件，所述伸缩组件包括外万向节、外弹簧套、对接柱、若干弹簧、若干内弹簧套、若干数量与内弹簧套数量相等的内万向节，其中外万向节与推杆固接，外弹簧套及若干内弹簧套均为环形件，外弹簧套套设在外万向节上，若干内弹簧套对应套设在若干内万向节上，且若干内万向节并排设置在外万向节与对接柱之间，相临两个弹簧套之间以及内弹簧套与对接柱之间各设置一个弹簧，伸缩组件通过推杆在套筒内做伸缩运动。

【技术实现步骤摘要】
一种空间飞行器对接用柔性传动轴
本专利技术涉及一种在轨非密封条件合作的停靠式对接柔性传动结构，具体涉及一种空间飞行器对接用柔性传动轴，属于航天

技术介绍
大型星体或航天器空间对接过程中，两大型星体或航天器相对速度和接触作用点存在着较为明显的不确定性。尤其在当目标大型星体或航天器与追踪大型星体或航天器之间存在较大的相对接触速度，且处于相对不利的接触位置时，对接机构产生的接触碰撞力有可能对结构性能影响较大，过大的碰撞接触力将造成结构强度的破坏。传统的对接机构，在大型星体或航天器的对接过程中存在对接机构质量大、系统复杂、适应能力有限以及碰撞能量大导致的系统稳定性差的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的对接机构质量大、碰撞能量大及系统复杂的问题，进而提供了一种空间飞行器对接用柔性传动轴。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种空间飞行器对接用柔性传动轴，它包括电动缸、固装在电动缸一端部且套设在电动缸的推杆上的挡板、通过挡板与电动缸固接且与推杆同轴设置的套筒以及同轴设置在套筒内的伸缩组件，所述伸缩组件包括外万向节、外弹簧套、对接柱、若干弹簧、若干内弹簧套、若干数量与内弹簧套数量相等的内万向节，其中外万向节与推杆固接，外弹簧套及若干内弹簧套均为环形件，外弹簧套套设在外万向节上，若干内弹簧套对应套设在若干内万向节上，且若干内万向节并排设置在外万向节与对接柱之间，相临两个弹簧套之间以及内弹簧套与对接柱之间各设置一个弹簧，伸缩组件通过推杆在套筒内做伸缩运动。进一步地，所述外万向节包括第一定位板和垂直固接在第一定位板上远离推杆一侧的第一耳板，每个所述内万向节均包括第二定位板及相对且均垂直固接在第二定位板两侧的第二耳板、第三耳板，所述第一定位板和所述第二定位板均为圆形板，其中第一定位板同轴设置在外弹簧套内，第二定位板同轴设置在内弹簧套内，第一耳板及第二耳板上均沿推杆轴向开设有长孔，对接柱上靠近内万向节的一端垂直固接有第四耳板，第一耳板与第三耳板之间、第二耳板与第三耳板之间以及第二耳板与第四耳板之间均通过连接销连接，且连接销穿装在对应耳板的长孔内。进一步地，第一耳板及第二耳板均与推杆同轴设置。进一步地，外弹簧套上与内弹簧套相对的一端面上、每个内弹簧套的两端面上以及对接柱上与内弹簧套相对的一端面上均沿周向开设有环形凹槽，每个弹簧的两端对应固接在环形凹槽内。进一步地，伸缩组件与套筒之间为间隙配合。进一步地，所述对接柱包括柱体和连接板，所述柱体包括同轴固接为一体的圆柱段和圆台段，第四耳板通过连接板固接在圆柱段上靠近内万向节的一端，所述柱体沿其中心轴线开设有通孔。进一步地，每个内万向节上的第三耳板的数量以及对接柱上的第四耳板的数量均为两个，且每个内万向节上的两个第三耳板以及对接柱上的两个第四耳板分别关于推杆轴线对称设置。进一步地，第一定位板转动设置在外弹簧套内，第二定位板转动设置在内弹簧套内。本专利技术与现有技术相比具有以下效果：所述弹簧在伸缩组件伸缩动作时做缓冲保护，同时也可做储能元件。利用伸缩组件，减小碰撞能量，规避常规碰撞式对接机构对系统稳定性的影响，尤其对机械臂的扰动降低，并且传动可靠。本申请结构简单，质量小，组装方便。附图说明图1为本专利技术的主剖视示意图；图2为本专利技术的立体结构示意图(套筒未示出)；图3为外万向节的主剖视示意图；图4为内万向节的主剖视示意图(其上的长孔为竖直状态时)；图5为内万向节的主剖视示意图(其上的长孔为水平状态时)；图6为对接柱的主剖视示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1～6说明本实施方式，一种空间飞行器对接用柔性传动轴，它包括电动缸1、固装在电动缸1一端部且套设在电动缸1的推杆11上的挡板2、通过挡板2与电动缸1固接且与推杆11同轴设置的套筒3以及同轴设置在套筒3内的伸缩组件4，所述伸缩组件4包括外万向节41、外弹簧套42、对接柱43、若干弹簧44、若干内弹簧套45、若干数量与内弹簧套45数量相等的内万向节46，其中外万向节41与推杆11固接，外弹簧套42及若干内弹簧套45均为环形件，外弹簧套42套设在外万向节41上，若干内弹簧套45对应套设在若干内万向节46上，且若干内万向节46并排设置在外万向节41与对接柱43之间，相临两个弹簧套之间以及内弹簧套45与对接柱43之间各设置一个弹簧44，伸缩组件4通过推杆11在套筒3内做伸缩运动。所述电动缸1还可以为液压缸或气缸等能够实现伸缩运动的动力源，套筒3起到对伸缩组件4的保护作用，套筒3与弹簧套及套筒3与弹簧44之间均为间隙配合，所述弹簧44为压缩弹簧，在伸缩组件4伸缩动作时做缓冲保护，同时也可做储能元件。利用伸缩组件4，减小碰撞能量，规避常规碰撞式对接机构对系统稳定性的影响，尤其对机械臂的扰动降低，并且传动可靠。本申请结构简单，质量小，组装方便。进行对接操作时，将对接柱43与装置连接，利用电动缸1驱动推杆11向对接柱43方向伸出，推动伸缩组件4向对接柱43压缩，以完成对接。对接完成后，电动缸1作功，拉动伸缩组件4伸展以使各组成部分恢复原位。通过轻小型模块化柔性对接机构的研制，不仅具有
内的继承性与创新性，也具有工程应用上的意义与拓展潜力，在未来在轨航-天器服务、空间站的建设与维护运营均具有广阔的应用前景。所述外万向节41包括第一定位板41-1和垂直固接在第一定位板41-1上远离推杆11一侧的第一耳板41-2，每个所述内万向节46均包括第二定位板46-1及相对且均垂直固接在第二定位板46-1两侧的第二耳板46-2、第三耳板46-3，所述第一定位板41-1和所述第二定位板46-1均为圆形板，其中第一定位板41-1同轴设置在外弹簧套42内，第二定位板46-1同轴设置在内弹簧套45内，第一耳板41-2及第二耳板46-2上均沿推杆11轴向开设有长孔4-1，对接柱43上靠近内万向节46的一端垂直固接有第四耳板47，第一耳板41-2与第三耳板46-3之间、第二耳板46-2与第三耳板46-3之间以及第二耳板46-2与第四耳板47之间均通过连接销48连接，且连接销48穿装在对应耳板的长孔4-1内。通过连接销48连接，保证传动过程的平稳及连续。连接销48一一对应固接在第三耳板46-3上和第四耳板47上，弹簧套均为圆形板，以便于各个万向节之间的连接，如当外弹簧套42的第一耳板41-2上的长孔4-1水平设置时，与其相临的内弹簧套45的第二耳板46-2上的长孔4-1竖直设置。通过连接销48在长孔4-1内的移动，实现相临两个万向节之间以及内万向节46与对接柱43之间距离的缩短，进而实现伸缩组件4的伸缩，在电动缸1驱动推杆11伸出的过程中，伸缩组件4向对接柱43方向被压缩，通过弹簧44的作用实现柔性对接。外万向节41及内万向节46均采用钛合金材质，提高材料强度及刚度。伸缩组件4被压缩到极限位置后的长度为其伸展到极限位置时长度的25％，各个万向节互相贴近。第一耳板41-2及第二耳板46-2均与推杆11同轴设置。保证对接处的受力均匀。外弹簧套42上与内弹簧套45相对的一端面上、每个内弹簧套45的两端面上以及对接柱43上与内弹簧套45相对的一端面上均沿周向开设有环形凹槽4-2，每个弹簧44的两端对应固接在环形凹槽4-2内。将弹簧44的两端固定，使得在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间飞行器对接用柔性传动轴，其特征在于：它包括电动缸(1)、固装在电动缸(1)一端部且套设在电动缸(1)的推杆(11)上的挡板(2)、通过挡板(2)与电动缸(1)固接且与推杆(11)同轴设置的套筒(3)以及同轴设置在套筒(3)内的伸缩组件(4)，所述伸缩组件(4)包括外万向节(41)、外弹簧套(42)、对接柱(43)、若干弹簧(44)、若干内弹簧套(45)、若干数量与内弹簧套(45)数量相等的内万向节(46)，其中外万向节(41)与推杆(11)固接，外弹簧套(42)及若干内弹簧套(45)均为环形件，外弹簧套(42)套设在外万向节(41)上，若干内弹簧套(45)对应套设在若干内万向节(46)上，且若干内万向节(46)并排设置在外万向节(41)与对接柱(43)之间，相临两个弹簧套之间以及内弹簧套(45)与对接柱(43)之间各设置一个弹簧(44)，伸缩组件(4)通过推杆(11)在套筒(3)内做伸缩运动。

【技术特征摘要】
1.一种空间飞行器对接用柔性传动轴，其特征在于：它包括电动缸(1)、固装在电动缸(1)一端部且套设在电动缸(1)的推杆(11)上的挡板(2)、通过挡板(2)与电动缸(1)固接且与推杆(11)同轴设置的套筒(3)以及同轴设置在套筒(3)内的伸缩组件(4)，所述伸缩组件(4)包括外万向节(41)、外弹簧套(42)、对接柱(43)、若干弹簧(44)、若干内弹簧套(45)、若干数量与内弹簧套(45)数量相等的内万向节(46)，其中外万向节(41)与推杆(11)固接，外弹簧套(42)及若干内弹簧套(45)均为环形件，外弹簧套(42)套设在外万向节(41)上，若干内弹簧套(45)对应套设在若干内万向节(46)上，且若干内万向节(46)并排设置在外万向节(41)与对接柱(43)之间，相临两个弹簧套之间以及内弹簧套(45)与对接柱(43)之间各设置一个弹簧(44)，伸缩组件(4)通过推杆(11)在套筒(3)内做伸缩运动。2.根据权利要求1所述的一种空间飞行器对接用柔性传动轴，其特征在于：所述外万向节(41)包括第一定位板(41-1)和垂直固接在第一定位板(41-1)上远离推杆(11)一侧的第一耳板(41-2)，每个所述内万向节(46)均包括第二定位板(46-1)及相对且均垂直固接在第二定位板(46-1)两侧的第二耳板(46-2)、第三耳板(46-3)，所述第一定位板(41-1)和所述第二定位板(46-1)均为圆形板，其中第一定位板(41-1)同轴设置在外弹簧套(42)内，第二定位板(46-1)同轴设置在内弹簧套(45)内，第一耳板(41-2)及第二耳板(46-2)上均沿推杆(11)轴向开设有长孔(4-1)，对接柱(43)上靠近内万向节(46)的一端垂直固接有第四耳板(47)，第一耳板(41-2)与第三耳板(46-3)之间、第二耳板(46-2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜生元，张伟伟，刘飞，刘瑞伽，马超，邓宗全，杨飞，
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