本发明专利技术提供了一种对接杆，对接杆包括关于中心轴对称的呈梭状的空心杆体以及设置在空心杆体一端的对接球头，空心杆体包括多个呈瓣状的对接瓣体。根据本发明专利技术的对接杆，通过采用多个对接瓣体组合形成梭状的空心杆体，在卫星对接过程中，对接瓣体受力能够弯曲变形，从而有效地增加了对接杆的柔性，使对接杆具有较强的变形能力，减小对接过程中碰撞力的峰值，有效地缓冲对接冲击效应。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中小型航天器对接装置领域，具体而言，涉及一种对接杆。
技术介绍
服务航天器与目标航天器实现对接是进行在轨加注、模块更换等在轨服务操作的基础。对接机构是实现航天器连接的核心部件。自上世纪60年代首次实现在轨对接以来，对接机构的研究一直受到重视。锥-杆式对接机构是前苏联研制的最早的对接机构，出现于1967年，由分别安装在追踪航天器和目标航天器上的主动件和被动件构成。在主动件的通道盖上装有能够伸缩的传动机构——连接杆，被动件的盖子上设计有接纳锥，两者配合完成对接。航天器对接过程必然伴随碰撞冲击效应，为了减小对接过程的冲击效应影响，目前比较普遍采用的是通过缓冲机构进行缓冲，从而减小由碰撞引起的对航天器结构的冲击和反弹速度，增大捕获过程的可用时间，实现捕获接口的对准。然而，缓冲机构大多结构比较复杂，使得对接机构的结构也比较复杂，结构的复杂带来了可靠性的问题。对于中小型航天器对接过程，可以考虑直接在对接杆部分实现缓冲，通过改变对接杆构型，采用变形能力更大的对接杆结构来实现对碰撞冲击的缓冲功能。在柔性对接研究方面，专利号101081505公开了一种机械柔性空间对接平台，其主要特征在于所述机械式自调对接平台上安装有机械式柔性装配平台，该柔性装配平台主要由基座、关节体和浮动体组成，其柔性调节功能主要由浮动体来实现。专利号101081506公开了一种气悬浮柔性空间对接平台，其柔性同样通过气浮原理来实现。除上述两种柔性对接装置外，尚无其他柔性对接装置研究，然而，上述两种对接装置结构复杂、体积庞大，在中小型卫星上实施起来比较困难。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种柔性结构的对接杆，以解决中小型航天器对接过程中缓冲问题。本专利技术提供了一种对接杆，对接杆包括关于中心轴对称的呈梭状的空心杆体以及设置在空心杆体一端的对接球头，空心杆体包括多个呈瓣状的对接瓣体。进一步地，空心杆体还包括设置在其两端的两个连接栓；对接瓣体的两端分别沿连接栓的圆周方向均匀地固定在对应的连接栓上，对接球头固定设置在一端的连接栓上。进一步地，对接球头上具有螺纹连接部，连接栓上具有与螺纹连接部配合的螺纹孔。进一步地，相邻的两个对接瓣体之间具有间隙。进一步地，对接瓣体为6个，每个对接瓣体的两端具有连接部，连接部上具有连接孔；连接栓上具有与容纳连接部的容纳槽，每个容纳槽具有横穿容纳槽并与连接孔对应的螺钉孔。进一步地，对接瓣体的母线方程为r = 0. 00625+0. 15495x_l. 1312x2+l. 2255x3。根据本专利技术的对接杆，通过采用多个对接瓣体组合形成梭状的空心杆体，在卫星对接过程中，对接瓣体受力能够弯曲变形，从而有效地增加了对接杆的柔性，使对接杆具有较强的变形能力，减小对接过程中碰撞力的峰值，有效地缓冲对接冲击效应。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1a是根据本专利技术的对接杆的主视结构示意图；图1b是根据本专利技术的对接杆的立体结构示意图；图2是根据本专利技术的对接杆的对接瓣体的主视结构示意图；图3a是根据本专利技术的对接杆的连接拴的侧面结构示意图；图3b是根据本专利技术的对接杆的连接拴的俯视结构示意图；图3c是根据本专利技术的对接杆的连接拴的立体结构示意图；以及图4是根据本专利技术的对接杆的对接球头的立体结构示意图。具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1a和图1b所示，根据本专利技术的一种对接杆，对接杆包括关于中心轴对称的呈梭状的空心杆体10以及设置在空心杆体10 —端的对接球头20，空心杆体10包括多个呈瓣状的对接瓣体11。本专利技术通过采用多个对接瓣体11组合形成梭状的空心杆体10，在卫星对接过程中，对接瓣体11受力能够弯曲变形,从而有效地增加了对接杆的柔性,使对接杆具有较强的变形能力，有效地缓冲对接冲击效应，减小对接过程中碰撞力的峰值。优选地，如图2所示，为了使加工安装方便，对每个对接瓣体11独立加工，然后两端通过连接栓12固定形成整体。即对接瓣体11的两端分别沿连接栓12的圆周方向均匀固定在对应的连接栓12上，然后将对接球头20固定设置在一端的连接栓12上，从而形成对接杆。在本专利技术的优选实施例中，空心杆体10包括6个对接瓣体11，为了使对接瓣体11与连接栓12固定可靠，如图2所示，每个对接瓣体11的两端具有连接部111，连接部111上具有连接孔Illa ;对应地，如图3a至图3c所示，连接栓12上具有与容纳连接部111的容纳槽122，每个容纳槽122具有横穿容纳槽122并与连接孔Illa对应的螺钉孔122a。容纳槽122限制了对接瓣体11两端的径向运动，穿设在螺钉孔122a和连接孔Illa中的螺钉或者螺栓限制了对接瓣体11两端的轴向运动，从而使连接栓12与对接瓣体11可靠连接。在对接碰撞过程中，空心杆体10受力，使所有的对接瓣体11均向外侧弯曲，即使空心杆体10的横截面面积变大，从而能够对冲击形成一定的缓冲，减小冲击力的峰值，而且当卫星对接上之后，所有的对接瓣体11合拢，从而能够承受一定的拉应力，使空心杆体10具有一定的拉伸强度，满足对接过程中拉伸锁紧的操作要求。优选地，相邻的两个对接瓣体11之间具有间隙，即使相邻的两个对接瓣体11之间分开一定的角度，分开的角度大小以对接瓣体11发生拉伸变形的弹性极限为参考，保证在空心杆体10受到拉伸力作用而合拢时，各个对接瓣体11的变形均处于材料的弹性极限范围内。从而使合拢后的空心杆体10作为一个整体受力，各个对接瓣体11之间相互挤压，从而能够承受更大的轴向拉伸力，同时也限制了各个对接瓣体11的变形，保证各瓣不致于受到拉伸力作用而产生屈服，当不再受拉伸力作用时，对接杆各瓣仍能回到以前的形状。各个对接瓣体11厚度根据需要承受的缓冲相对质量与初始相对速度来定，对接瓣体11的厚度越厚，所能承受的缓冲质量与相对速度也越大。本专利技术通过有限元方法对对接瓣体11的厚度选择进行有效评估，使得碰撞力峰值降低至所需范围内。通过材料拉伸强度校验，对各对接瓣体11之间分开的角度进行选择，使得对接杆受拉伸载荷导致各瓣合拢时，各瓣的变形仍在材料所允许的弹性范围内。在本专利技术优选地实施例中，对接瓣体11的母线方程为A = 0. 00625+0. 15495x-l. 1312x2+l. 2255x3。采用该曲线为母线加工而成的对接瓣体11在缓冲对接过程中的冲击力，以及拉伸过程中能够承受的拉伸强度均得到较优选的值。如图4所示，对接球头20上具有螺纹连接部21，连接栓12上具有与螺纹连接部21配合的螺纹孔121。即只需要将对接球头20拧紧在连接栓12上的螺纹孔121上就可以将对接球头20与空心杆体10的连接问题，解决了将对接杆设置为由对接瓣体11形成梭状的空心杆体10后与对接球头20连接不方便的问题。从以上的描述中，可以看出，本专利技术上述的实施例实现了如下技术效果根据本专利技术的对接杆，通过采用瓣状结构的空心对接杆体，有效地利用瓣状结构的分开与合拢的动力学特性，既起到较好缓冲效果，又能保证一定的拉伸强度，变形能力强，具有良好的缓冲效果，而且结构简单，质量轻，体积小，能够很好地满足中小型卫星的对接要求。以上所述仅为本专利技术的优选实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种对接杆，其特征在于，所述对接杆包括关于中心轴对称的呈梭状的空心杆体（10）以及设置在所述空心杆体（10）一端的对接球头（20），所述空心杆体（10）包括多个呈瓣状的对接瓣体（11）。
【技术特征摘要】
1.一种对接杆，其特征在于，所述对接杆包括关于中心轴对称的呈梭状的空心杆体(10)以及设置在所述空心杆体(10) —端的对接球头(20)，所述空心杆体(10)包括多个呈瓣状的对接瓣体(11)。2.根据权利要求1所述的对接杆，其特征在于，所述空心杆体(10)还包括设置在其两端的两个连接栓(12);所述对接瓣体(11)的两端分别沿所述连接栓(12)的圆周方向均匀地固定在对应的连接栓(12)上，所述对接球头(20)固定设置在一端的所述连接栓(12)上。3.根据权利要求2所述的对接杆，其特征在于，所述对接球头(20)上具有螺纹连接部(21)，所述连接栓(12)上具有与所述螺纹连接部(21)配合的螺纹孔(121)...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈小前，张翔，黄奕勇，韩伟，赵勇，姚雯，陈勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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