一种轻简化对接锁紧释放装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种轻简化对接锁紧释放装置及其工作方法，装置包括安装在对接飞行器上的被动端和安装在主动飞行器上的主动端，主动端包括丝杆捕获机构、丝杆壳体、捕获到位触发机构、传动壳体、开关架、传动齿轮、解锁到位触发机构和锁紧到位触发机构，丝杆壳体、传动壳体、电机架与开关架从前到后依次固定连接为一体结构，丝杆捕获机构置于丝杆壳体与传动壳体内部与传动齿轮固连，捕获到位触发机构依次穿过丝杆壳体与电机架在弹簧弹力作用下保持平衡，锁紧到位触发机构与解锁到位触发机构分别通过螺栓与开关架固连。本发明专利技术所述的一种轻简化对接锁紧释放装置，结构紧凑、空间占用率低、可多次重复使用、锁紧牢靠，可应用于多种对接分离场合。分离场合。分离场合。

【技术实现步骤摘要】
一种轻简化对接锁紧释放装置及其工作方法


[0001]本专利技术属于锁紧释放装置
，尤其是涉及一种轻简化对接锁紧释放装置及其工作方法。

技术介绍

[0002]随着人类对于清洁能源需求的急剧加剧，大型空间太阳能电站的建设越来越迫切，而其中模块化桁架对接是大型空间太阳能电站建设的重要环节。根据模块化桁架机构的构型特点，需要一种可多点分布式独立作动的对接锁紧释放装置。现有的面向大型舱段对接的锁紧释放装置具有体积和质量大、结构复杂的特点，不适合于桁架对接。面向模块化卫星的对接锁紧释放装置在对接轴向占用尺寸比较大，无法满足桁架紧凑的对接要求。为满足桁架对接对于锁紧释放装置小型化、结构简单化、轻量化且可放置于桁架结构管中的要求，本专利提出一种轻简化对接锁紧释放装置构型，为太阳能电站模块化桁架的快速可靠对接提供参考。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种轻简化对接锁紧释放装置及其工作方法，结构紧凑、空间占用率低、可多次重复使用、锁紧牢靠的特点，可应用于多种对接分离场合。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种轻简化对接锁紧释放装置，包括安装在对接飞行器上的被动端和安装在主动飞行器上的主动端，所述的主动端包括丝杆捕获机构、丝杆壳体、捕获到位触发机构、传动壳体、锁紧到位触发机构和解锁到位触发机构，所述的丝杆壳体、传动壳体与开关架从前到后依次固定连接为一体结构，所述的丝杆捕获机构置于丝杆壳体与传动壳体内部，所述捕获到位触发机构穿设在丝杆壳体和传动壳体的外部，且在弹簧弹力作用下保持平衡，所述锁紧到位触发机构与解锁到位触发机构均与开关架固连；
[0006]机械臂带动主动端靠近被动端，丝杆捕获机构初步捕获被动端，待被动端触发捕获到位机构时，动力机构驱动丝杆捕获机构的丝杆移动，带动被动端完全被捕获，丝杆持续移动，直至丝杆捕获机构触发锁紧到位触发机构时完成主动端和被动端的锁紧；动力机构驱动丝杆捕获机构的丝杆反方向移动时，丝杆捕获机构逐渐释放被动端，待丝杆捕获机构触发解锁到位触发机构时完成主动端和被动端的释放。
[0007]进一步的，所述被动端包括被动端盖、中心对称分布的四组碟簧、被动端锁头和四个锁紧螺栓，所述被动端锁头穿过被动端盖的中心设置，四个所述锁紧螺栓依次分别穿过被动端锁头上对应开设的通孔和对应的碟簧后与被动端盖固连。
[0008]进一步的，所述丝杆捕获机构还包括触发片、丝母、滚针轴承、两个直线轴承、两个扭簧和两个捕获爪，所述丝杆前端加工有与所述丝杆壳体内部尺寸配合的限制转动的方头槽，两个所述捕获爪对称布置，且分别与所述丝杆前端铰接，每个所述扭簧的一端嵌入相应捕获爪卡槽中，另一端卡在所述丝杆内壁上，所述扭簧使相应的捕获爪伸出所述丝杆壳体
时逐渐张开，所述丝母与丝杆配合，且置于所述传动壳体内部，所述触发片与所述丝杆的后端固连，所述丝母与传动齿轮固定连接；
[0009]所述动力机构包括固定在传动壳体与开关架之间的电机架、安装在电机架上的电机、安装在电机上的主动齿轮和与主动齿轮啮合的传动齿轮，电机驱动所述传动齿轮带动所述丝母旋转，所述丝母与所述丝杆间通过螺纹配合，继而所述丝母旋转位移转化为所述丝杆的直线位移。
[0010]进一步的，所述捕获到位触发机构还包括触发杆、触发环和捕获开关，所述捕获开关固定在所述丝杆壳体上，所述触发杆依次穿过所述丝杆壳体与电机架外部的限位孔座，所述触发环穿过所述触发杆并通过顶丝固接，所述弹簧套设在所述触发杆上，且置于所述触发环与所述电机架之间，自然状态下弹簧处于压缩状态带动所述触发环与所述捕获开关接触，当被动端捕获成功时，所述被动端推动所述触发杆带动所述触发环离开所述捕获开关，传递捕获到位信号，所述主动端完全捕获被动端。
[0011]进一步的，所述锁紧到位触发机构包括横向锁紧杆、纵向锁紧杆、锁紧架和锁紧开关，所述锁紧架与所述开关架固连，横向锁紧杆通过铰接在所述锁紧架上，所述纵向锁紧杆穿过锁紧架通孔与所述横向锁紧杆固定连接，所述锁紧开关与所述开关架固连，随着丝杆带动所述触发片移动时与所述纵向锁紧杆接触，带动所述横向锁紧杆沿铰接点转动，进而触发所述锁紧开关，传递锁紧到位信号；主动端和被动端完全锁紧。
[0012]进一步的，所述解锁到位触发机构包括横向解锁杆、纵向解锁杆、触发轴、解锁架、解锁片和解锁开关，所述解锁架与所述开关架固连，所述纵向解锁杆穿过所述解锁架通孔与横向解锁杆一端通过螺纹连接，所述触发轴一端与所述解锁片固连另一端穿过所述解锁架通孔与横向解锁杆另一端固连，所述解锁开关与所述开关架固连，随着丝杆带动所述触发片移动时与所述解锁片接触即可带动所述横向解锁杆移动，进而触发所述解锁开关，传递解锁到位信号；主动端和被动端完全解锁。
[0013]进一步的，所述被动端锁头为T字型结构，被动端锁头的与两捕获爪配合处设有限位凸台。
[0014]进一步的，所述捕获爪为L型结构，且捕获爪的长段与丝杆前端的方头槽铰接，捕获爪的短段上开设有凹槽，两个凹槽相对布置，两捕获爪转动围合捕获被动端锁头的限位凸台处。
[0015]进一步的，在丝杆上丝母的两侧各套设一个直线轴承，在丝母与其中一个滚针轴承之间设有一个滚针轴承。
[0016]一种轻简化对接锁紧释放装置的工作方法，具体包括以下步骤：
[0017]对接过程：机械臂带动所述主动端靠近被动端，当被动端与触发杆接触时，推动所述触发杆带动所述触发环启动所述捕获开关，所述捕获开关传递捕获到位信号，随后电机驱动所述传动齿轮带动所述丝母旋转，所述丝母与丝杆间通过螺纹配合，继而丝母旋转位移转化为丝杆的直线位移；所述丝杆运动带动捕获爪逐渐收回丝杆壳体内，两捕获爪间夹角逐渐减小，最终两个捕获爪完全围合被动端锁头，所述被动端被成功捕获；
[0018]锁紧过程：所述丝杆持续向同一方向移动，同时被动端随之移动，直至与丝杆固连的触发片与横向锁紧杆接触，使得所述横向解锁杆旋转从而带动纵向解锁杆触发锁紧开关，所述锁紧开关传递锁紧完成信号，电机停止转动，丝杆停止移动，与此同时弹簧持续被
压缩储能；
[0019]释放过程：电机反方向转动驱动丝杆向反方向移动，所述捕获爪伸出壳体，在扭簧作用下两和捕获爪逐渐张开脱离所述被动端锁头卡槽，同时所述弹簧解除压缩状态，辅助丝杆推动所述被动端与主动端解锁，所述丝杆持续向反方向移动，所述触发片与解锁片接触，进而带动纵向解锁杆反方向移动，直至触发解锁开关，所述解锁开关传递解锁完成信号，电机停止转动，所述丝杆停止移动。
[0020]相对于现有技术，本专利技术所述的一种轻简化对接锁紧释放装置及其工作方法具有以下优势：
[0021]1、本装置结构紧凑，空间占用率低，采用电机制动，作业迅速，可实现主动端与被动端快速捕获对接锁紧与释放。
[0022]2、在捕获方式上，本专利技术采用捕获爪与被动端锁头配合捕获，捕获爪容差能力大，可精准捕获被动端锁头，被动端锁头捕获处加工为圆弧形，捕获过程可自行调姿对正。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻简化对接锁紧释放装置，其特征在于：包括安装在对接飞行器上的被动端(1)和安装在主动飞行器上的主动端，所述的主动端包括丝杆捕获机构(2)、丝杆壳体(3)、捕获到位触发机构(4)、传动壳体(5)、锁紧到位触发机构(10)和解锁到位触发机构(9)，所述的丝杆壳体(3)、传动壳体(5)与开关架(7)从前到后依次固定连接为一体结构，所述的丝杆捕获机构(2)置于丝杆壳体(3)与传动壳体(5)内部，所述捕获到位触发机构(4)穿设在丝杆壳体(3)和传动壳体(5)的外部，且在弹簧(42)弹力作用下保持平衡，所述锁紧到位触发机构(9)与解锁到位触发机构(10)均与开关架(7)固连；机械臂带动主动端(1)靠近被动端，丝杆捕获机构(2)初步捕获被动端(1)，待被动端(1)触发捕获到位机构(4)时，动力机构驱动丝杆捕获机构(2)的丝杆(25)移动，带动被动端(1)完全被捕获，丝杆(25)持续移动，直至丝杆捕获机构(2)触发锁紧到位触发机构(10)时完成主动端和被动端(1)的锁紧；动力机构驱动丝杆捕获机构(2)的丝杆(25)反方向移动时，丝杆捕获机构(2)逐渐释放被动端(1)，待丝杆捕获机构(2)触发解锁到位触发机构(9)时完成主动端和被动端(1)的释放。2.根据权利要求1所述的一种轻简化对接锁紧释放装置，其特征在于：所述被动端(1)包括被动端盖(11)、中心对称分布的四组碟簧(12)、被动端锁头(13)和四个锁紧螺栓(14)，所述被动端锁头(13)穿过被动端盖(11)的中心设置，四个所述锁紧螺栓(14)依次分别穿过被动端锁头(13)上对应开设的通孔和对应的碟簧(12)后与被动端盖(11)固连。3.根据权利要求2所述的一种轻简化对接锁紧释放装置，其特征在于：所述丝杆捕获机构(2)还包括触发片(21)、丝母(22)、滚针轴承(23)、两个直线轴承(24)、两个扭簧(26)和两个捕获爪(27)，所述丝杆(25)前端加工有与所述丝杆壳体(3)内部尺寸配合的限制转动的方头槽，两个所述捕获爪(27)对称布置，且分别与所述丝杆(25)前端铰接，每个所述扭簧(26)的一端嵌入相应捕获爪(27)卡槽中，另一端卡在所述丝杆(25)内壁上，所述扭簧(26)使相应的捕获爪(27)伸出所述丝杆壳体(3)时逐渐张开，所述丝母(22)与丝杆(25)配合，且置于所述传动壳体(5)内部，所述触发片(21)与所述丝杆(25)的后端固连，所述丝母(22)与传动齿轮(8)固定连接；所述动力机构包括固定在传动壳体(5)与开关架(7)之间的电机架(6)、安装在电机架(6)上的电机、安装在电机上的主动齿轮和与主动齿轮啮合的传动齿轮(8)，电机驱动所述传动齿轮(8)带动所述丝母(22)旋转，所述丝母(22)与所述丝杆(25)间通过螺纹配合，继而所述丝母(22)旋转位移转化为所述丝杆(25)的直线位移。4.根据权利要求3所述的一种轻简化对接锁紧释放装置，其特征在于：所述捕获到位触发机构(4)还包括触发杆(41)、触发环(43)和捕获开关(44)，所述捕获开关(44)固定在所述丝杆壳体(3)上，所述触发杆(41)依次穿过所述丝杆壳体(3)与电机架(6)外部的限位孔座，所述触发环(43)穿过所述触发杆(41)并通过顶丝固接，所述弹簧(42)套设在所述触发杆(41)上，且置于所述触发环(43)与所述电机架(6)之间，自然状态下弹簧(42)处于压缩状态带动所述触发环(43)与所述捕获开关(44)接触，当被动端(1)捕获成功时，所述被动端(1)推动所述触发杆(41)带动所述触发环(43)离开所述捕获开关(44)，传递捕获到位信号，所述主动端完全捕获被动端(1)。5.根据权利要求4所述的一种轻简化对接锁紧释放装置，其特征在于：所述锁紧到位触发机构(10)包括横向锁紧杆(101)、纵向锁紧杆(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：成正爱，王立，杨飞，岳洪浩，解志杰，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：