联动式空间对接锁紧与分离装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种联动式空间对接锁紧与分离装置及方法，能够实现两飞行器安全平稳的锁紧分离。一种联动式空间对接锁紧与分离装置，包括联动机构(1)和导向机构(2)，待补给飞行器与联动机构(1)连接，导向机构(2)安装于补给飞行器上；联动机构通过涡轮—齿轮传动系(1‑g)将机械臂输入的的负载转矩传递至曲柄滑块机构组(1‑h)进行联动，最终在导向机构(2)的作用下，实现联动机构(1)与导向机构(2)的刚性锁紧与解锁分离。

Linkage Locking and Separating Device and Method for Spatial Docking

The invention provides a linkage type space docking locking and separating device and method, which can realize the safe and stable locking and separating of two aircraft. A linkage type space docking locking and separating device includes a linkage mechanism (1) and a guiding mechanism (2). The aircraft to be replenished is connected with the linkage mechanism (1). The guiding mechanism (2) is installed on the replenishment aircraft. The load torque input by the mechanical arm is transmitted to the crank-slider mechanism group (1 h) through the turbine-gear transmission system (1 g) for linkage, and finally to the guiding mechanism (2). Under the action, the rigid locking and unlocking of the linkage mechanism (1) and the guiding mechanism (2) are separated.

【技术实现步骤摘要】
联动式空间对接锁紧与分离装置及方法
本专利技术涉及一种锁紧与分离装置，具体涉及一种联动式空间对接锁紧与分离装置，还涉及利用该装置实现空间对接过程中，两飞行器锁紧与分离的方法。属于航天飞行器停泊托管、在轨补加领域。
技术介绍
为保证空间在轨过程中，飞行器能够长时间可靠运行，需要对飞行器进行补给、加注等动作，这就要求待补给飞行器长期停靠补给飞行器，接受补给飞行器托管及在轨加注、补给，因此需要在两飞行器之间建立模块化通道，实现两飞行器刚性锁紧，加注补给后，两飞行器能及时安全、平稳解锁分离。
技术实现思路
本专利技术提供一种联动式空间对接锁紧与分离装置及方法，能够实现两飞行器安全平稳的锁紧分离。本专利技术通过以下技术方案实现：一种联动式空间对接锁紧与分离装置，包括联动机构(1)和导向机构(2)，待补给飞行器与联动机构(1)连接，导向机构(2)安装于补给飞行器上；联动机构通过涡轮—齿轮传动系(1-g)将机械臂输入的的负载转矩传递至曲柄滑块机构组(1-h)进行联动，最终在导向机构(2)的作用下，实现联动机构(1)与导向机构(2)的刚性锁紧与解锁分离。进一步地，所述联动机构包括上外壳(1-a)、下外壳(1-b)、限位滑道(1-c)、导向锥(1-d)、电连接器插头(1-e)、液路断接器插头(1-f)、涡轮—齿轮传动系(1-g)以及串联曲柄滑块组(1-h)；所述上外壳(1-a)为联动机构与待补给飞行器提供安装接口，周围设计有缺口；所述下外壳(1-b)通过与上外壳(1-a)联接，为所述齿轮传动系(1-g)和串联曲柄滑块组(1-h)提供安装支撑，同时为导向锥(1-d)、电连接器插头(1-e)以及液路断接器插头(1-f)提供安装位置；所述限位滑道(1-c)安装于上外壳(1-a)缺口处；所述导向锥(1-d)与下外壳(1-b)安装孔配合安装。进一步地，所述涡轮—齿轮传动系(1-g)主要由蜗杆(1-g-1)、涡轮(1-g-2)、大齿轮轴(1-g-3)、小齿轮(1-g-4)、驱动柄(1-g-7)、轴承(1-g-5)、轴承(1-g-6)、轴承端盖(1-g-8)组成；所述蜗杆(1-g-1)通过轴承(1-g-5)安装在上外壳(1-a)上；所述大齿轮轴(1-g-3)通过在两端安装轴承(1-g-6)，套装在上外壳(1-a)下外壳(1-b)之间；所述涡轮(1-g-2)通过花键套装在大齿轮轴(1-g-3)上；所述小齿轮(1-g-4)上设计有驱动柄1-g-7，用来向串联曲柄滑块组(1-h)传递负载转矩，通过螺钉(1-g-9)安装在下外壳(1-b)上，驱动柄(1-g-7)与螺钉(1-g-9)配合部位为光轴段，驱动柄(1-g-7)可绕光轴段旋转。进一步地，所述串联曲柄滑块组(1-h)由多组结构参数相同的曲柄滑块机构串联组成，每个曲柄滑块机构包括曲拐(1-h-1)、从动柄(1-h-2)、连杆(1-h-3)、锁紧杆(1-h-4)、辊子(1-h-5)、辊销(1-h-6)，所述曲拐(1-h-1)通过螺钉(1-h-7)安装在下外壳(1-b)上，曲拐(1-h-1)与螺钉(1-h-7)配合部位为光轴段，曲拐(1-h-1)可绕光轴段旋转；所述连杆(1-h-3)通过销钉(1-h-8)，实现驱动柄—曲拐或者曲拐—曲拐联接；所述辊子(1-h-5)通过辊销(1-h-6)安装在锁紧杆(1-h-4)上。进一步地，所述导向机构包括底座(2-a)、导向组件(2-b)、电连接器插座(2-c)、液路断接器插座(2-d)；所述底座(2-a)为导向机构(2)与补给飞行器提供安装接口，底座(2-a)上均布锥口(2-a-1)，用于对导向锥(1-d)进行导向，底座(2-a)上均布平台(2-a-2)，用于安装导向组件(2-b)；所述电连接器插座(2-c)在下外壳(1-b)上均布。进一步地，所述导向组件(2-b)包括支架(2-b-1)、楔块(2-b-2)、弹簧(2-b-3)、曲杆(2-b-4)；所述支架(2-b-1)安装在底座(2-a)的平台(2-a-2)上，支架(2-b-1)用于实现锁紧/分离过程中对辊子(1-h-5)进行导向支撑，所述楔块(2-b-2)和弹簧(2-b-3)套装在曲杆(2-b-4)上，楔块(2-b-2)上设计有与锁紧杆(1-h-4)相对应的自锁角斜面，所述曲杆(2-b-4)安装在支架(2-b-1)上。一种联动式空间对接锁紧与分离方法，包括以下步骤：步骤一、机械臂捕获联动机构(1)，将导向锥(1-d)缓缓插入导向机构(2)对应的导向锥口(2-a-1)中并推送，直至辊子(1-h-5)落在支架(2-b-1)斜面上平台；步骤二、机械臂驱动蜗杆(1-g-1)输入一定的负载力矩M，驱动涡轮(1-g-2)转动，带动小齿轮(1-g-4)转动，将负载力矩传递至串联曲柄滑块组(1-h)；步骤三、在负载力矩M作用下，驱动柄(1-g-7)通过连杆(1-h-3)，带动第一个曲拐(1-h-1)转动，第一个曲拐(1-h-1)通过连杆(1-h-3)，带动第二个曲拐(1-h-1)转动，依次，整个串联曲柄滑块组(1-h)联动，锁紧杆(1-h-4)同时向外径向扩张；步骤四、锁紧杆(1-h-4)扩张同时，辊子(1-h-5)进入支架(2-b-1)斜面，支架(2-b-1)上斜面对辊子(1-h-5)产生的向下挤压力，联动机构(1)整体向导向机构(2)靠近；步骤五、辊子(1-h-5)即将到达斜面下平台时，锁紧杆(1-h-4)前端自锁斜面与楔块(2-b-2)自锁斜面缓缓贴合，并推动楔块(2-b-2)沿曲杆(2-b-4)，自适应向外径向滑动，直至两斜面贴合；至此，两机构实现刚性连接，电连接器、液路断接器接通，进行补给、加注任务；步骤六、之后，机械臂对蜗杆(1-g-1)输入相反的负载力矩M，锁紧杆(1-h-4)向内径向收缩，支架(2-b-1)下斜面对辊子(1-h-5)产生向上的支撑力，联动机构(1)相对导向机构(2)整体向上移动，两机构实现解锁分离。本专利技术的有益效果：本专利技术通过将待补给飞行器与联动机构连接，通过涡轮—齿轮传动系将机械臂输入的的负载转矩传递至曲柄滑块机构组进行联动，最终在导向机构的作用下实现联动机构与导向机构的刚性锁紧与解锁分离。加注补给后，两飞行器能及时安全、平稳解锁分离。附图说明图1是联动式空间对接锁紧与分离装置处于分离状态示意图(主视图)。图2是联动式空间对接锁紧与分离装置处于分离状态示意图(俯视图)。图3是联动式空间对接锁紧与分离装置处于分离状态示意图(等轴测1)。图4是联动式空间对接锁紧与分离装置处于分离状态示意图(等轴测2)。图5是联动式空间对接锁紧与分离装置处于锁紧状态示意图(主视图)。图6是联动式空间对接锁紧与分离装置处于锁紧状态示意图(俯视图)。图7是联动式空间对接锁紧与分离装置处于锁紧状态示意图(等轴测1)。图8是联动式空间对接锁紧与分离装置处于锁紧状态示意图(等轴测2)。图9是联动式空间对接锁紧与分离装置导向机构示意图(等轴测)。图10是导向组件示意图(等轴测)。图11是导向组件示意图(主视图)。具体实施方式下面结合附图1-11对本专利技术作进一步介绍。参照图1～11，本专利技术为一种联动式空间对接锁紧与分离装置，包括联动机构1与导向机构2两部分。所述联动机构1包括上外壳1-a、下外壳1-b、限位滑道1-c、导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联动式空间对接锁紧与分离装置，其特征在于，包括联动机构(1)和导向机构(2)，待补给飞行器与联动机构(1)连接，导向机构(2)安装于补给飞行器上；联动机构通过涡轮—齿轮传动系(1‑g)将机械臂输入的的负载转矩传递至曲柄滑块机构组(1‑h)进行联动，最终在导向机构(2)的作用下，实现联动机构(1)与导向机构(2)的刚性锁紧与解锁分离。

【技术特征摘要】
1.一种联动式空间对接锁紧与分离装置，其特征在于，包括联动机构(1)和导向机构(2)，待补给飞行器与联动机构(1)连接，导向机构(2)安装于补给飞行器上；联动机构通过涡轮—齿轮传动系(1-g)将机械臂输入的的负载转矩传递至曲柄滑块机构组(1-h)进行联动，最终在导向机构(2)的作用下，实现联动机构(1)与导向机构(2)的刚性锁紧与解锁分离。2.如权利要求1所述的一种联动式空间对接锁紧与分离装置，其特征在于，所述联动机构包括上外壳(1-a)、下外壳(1-b)、限位滑道(1-c)、导向锥(1-d)、电连接器插头(1-e)、液路断接器插头(1-f)、涡轮—齿轮传动系(1-g)以及串联曲柄滑块组(1-h)；所述上外壳(1-a)为联动机构与待补给飞行器提供安装接口，周围设计有缺口；所述下外壳(1-b)通过与上外壳(1-a)联接，为所述齿轮传动系(1-g)和串联曲柄滑块组(1-h)提供安装支撑，同时为导向锥(1-d)、电连接器插头(1-e)以及液路断接器插头(1-f)提供安装位置；所述限位滑道(1-c)安装于上外壳(1-a)缺口处；所述导向锥(1-d)与下外壳(1-b)安装孔配合安装。3.如权利要求2所述的一种联动式空间对接锁紧与分离装置，其特征在于，所述涡轮—齿轮传动系(1-g)主要由蜗杆(1-g-1)、涡轮(1-g-2)、大齿轮轴(1-g-3)、小齿轮(1-g-4)、驱动柄(1-g-7)、轴承(1-g-5)、轴承(1-g-6)、轴承端盖(1-g-8)组成；所述蜗杆(1-g-1)通过轴承(1-g-5)安装在上外壳(1-a)上；所述大齿轮轴(1-g-3)通过在两端安装轴承(1-g-6)，套装在上外壳(1-a)下外壳(1-b)之间；所述涡轮(1-g-2)通过花键套装在大齿轮轴(1-g-3)上；所述小齿轮(1-g-4)上设计有驱动柄1-g-7，用来向串联曲柄滑块组(1-h)传递负载转矩，通过螺钉(1-g-9)安装在下外壳(1-b)上，驱动柄(1-g-7)与螺钉(1-g-9)配合部位为光轴段，驱动柄(1-g-7)可绕光轴段旋转。4.如权利要求2或3所述的一种联动式空间对接锁紧与分离装置，其特征在于，所述串联曲柄滑块组(1-h)由多组结构参数相同的曲柄滑块机构串联组成，每个曲柄滑块机构包括曲拐(1-h-1)、从动柄(1-h-2)、连杆(1-h-3)、锁紧杆(1-h-4)、辊子(1-h-5)、辊销(1-h-6)，所述曲拐(1-h-1)通过螺钉(1-h-7)安装在下外壳(1-b)上，曲拐(1-h-1)与螺钉(1-h-7)配合部位为光轴段，曲拐(1-h-1)可绕光轴段旋转；所述连杆(1-h-3)通过销钉(1-h-8)，实现驱动柄—曲拐或者曲拐—曲拐联接；所述辊子(1-h-5)通过辊销(1-h-6)安装在锁紧杆(1-h-4)上。5.如权利要求2或3所述的一种联动式空间对...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶院，康永，董占敏，丁成斌，段福伟，于铭飞，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62