CN103662105A

CN103662105A - 一种可更换模块连接解锁装置

Info

Publication number: CN103662105A
Application number: CN201310583720.0A
Authority: CN
Inventors: 汤树人; 靳永强; 沈晓凤; 曾占魁; 唐平
Original assignee: Shanghai Aerospace System Engineering Institute
Current assignee: Shanghai Aerospace System Engineering Institute
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2014-03-26

Abstract

一种可更换模块连接解锁装置包括：可更换模块和可更换模块安装口，可更换模块与可更换模块安装口可拆卸连接；可更换模块包括：若干导向销孔，设置在可更换模块的下端两侧；拉紧螺母，设置在可更换模块的下端中心，用以在连接和解锁过程中提供运动的动力；若干电连接器，设置在可更换模块的下端两侧；可更换模块安装口包括：若干导向销，设置在可更换模块安装口的内部底面两侧，与若干导向销孔匹配；若干传感器，设置在可更换模块安装口的内部底面两侧；若干总线连接器，设置在可更换模块安装口的内部底面两侧，与若干电连接器匹配；自旋螺母机构，设置在可更换模块安装口的内部底面中心，与拉紧螺母匹配。

Description

一种可更换模块连接解锁装置

技术领域

本发明涉及可更换模块锁定解锁装置，特别涉及一种适用于空间飞行器上使用的可更换模块连接解锁装置。

背景技术

随着对空间飞行器在轨可维护性能的日益提高，尤其要求在有限的载荷空间、重量范围，以及机械臂输出力较小的情况下，可更换模块就能够克服接插件间较大的连接阻力，实现可更换模块与空间飞行器间可靠的机电连接和解锁。

目前，空间飞行器在轨可维护性方面内容正处于初期预先研究阶段，尚未有理想方案能够实现依靠输出力较小的机械臂，克服可更换模块与空间飞行器间较大的连接阻力，从而实现可更换模块与空间飞行器间的可靠连接和解锁。目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种可更换模块连接解锁装置。本发明不但能够实现可更换模块与空间飞行器可更换模块安装口间的可靠电连接与机械连接，而且能够实现可靠的电连接与机械连接解除，同时该装置具有结构简单、制造加工方便等有益效果。

本发明通过以下技术方案实现：

一种可更换模块连接解锁装置，用于空间飞行器的在轨维护，包括：可更换模块和可更换模块安装口，可更换模块与可更换模块安装口可拆卸连接，可更换模块安装口连接在空间飞行器上；

可更换模块包括：

若干导向销孔，设置在可更换模块的下端两侧；

拉紧螺母，设置在可更换模块的下端中心，用以在连接和解锁过程中提供运动的动力；

若干电连接器，设置在可更换模块的下端两侧；

可更换模块安装口包括：

若干导向销，设置在可更换模块安装口的内部底面两侧，与若干导向销孔匹配；

若干传感器，设置在可更换模块安装口的内部底面两侧，用以检测可更换模块与可更换模块安装口的连接状态；

若干总线连接器，设置在可更换模块安装口的内部底面两侧，与若干电连接器匹配；

自旋螺母机构，设置在可更换模块安装口的内部底面中心，与拉紧螺母匹配；

在连接状态下，若干导向销销接在若干导向销孔内，若干总线连接器电性连接若干电连接器，自旋螺母机构螺接在拉紧螺母内。

较佳的，可更换模块还包括：拉紧螺母安装孔，设置在可更换模块的下端中心，拉紧螺母设置在拉紧螺母安装孔内。

较佳的，可更换模块还包括：挡板，设置在拉紧螺母下方的拉紧螺母安装孔内，以防止拉紧螺母掉落。

较佳的，拉紧螺母在拉紧螺母安装孔内可横向移动，以适应可更换模块与可更换模块安装口的横向容差。

较佳的，拉紧螺母安装孔与拉紧螺母的横截面为正方形。

较佳的，可更换模块安装口还包括：导向斜面，设置在可更换模块安装口的顶部，以辅助可更换模块与可更换模块安装口的连接。

较佳的，可更换模块还包括：把手，设置在可更换模块的上端，以便于一机械臂抓取。

较佳的，还包括：机械臂末端操作工具，连接在机械臂的末端，用以抓取把手。

较佳的，自旋螺母机构顺时针旋转，带动拉紧螺母向上运动，使可更换模块与可更换模块安装口解锁；自旋螺母机构逆时针旋转，带动拉紧螺母向下运动，使可更换模块与可更换模块安装口连接。

附图说明

图1所示的是本发明的结构示意图；

图2所示的是本发明在解锁状态的结构示意图；

图3所示的是本发明在连接状态的结构示意图。

图中标记为：1：可更换模块安装口；2：可更换模块；3：机械臂末端操作工具；4：把手；5：拉紧螺母安装孔；6：拉紧螺母；7：挡板；8：电连接器；9：导向销孔；10：自旋螺母机构；11：导向销；12：位置传感器；13：总线连接器。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

图1是本发明可更换模块连接解锁装置的结构示意图，如图1的实施例所示，本发明的装置包括空间飞行器的可更换模块安装口1、可更换模块2和机械臂末端操作工具3。可更换模块安装口1按照需求可以布置在空间飞行器所设定的位置上，可更换模块2可以布置在提供在轨维护服务的飞行器上，机械臂末端操作工具3则安装在提供在轨维护服务的飞行器机械臂末端。

如图1所示，上述机械臂末端操作工具3抓取可更换模块2上端的把手4，并将可更换模块2送到设定的一个空间飞行器可更换模块安装口1内部；

上述可更换模块2上端设置有把手4；下端两侧设置有导向销孔9和可更换模块电连接器8；下端中间有拉紧螺母安装孔5，拉紧螺母安装孔5上部分为机械加工自然形成的顶锥，拉紧螺母安装孔5中间部分横截面构型为正方形，拉紧螺母安装孔5下部分为挡板7安装部位；拉紧螺母6安装于拉紧螺母安装孔5中间部位，拉紧螺母6横截面构型为正方形，且尺寸比拉紧螺母安装孔5小，从而拉紧螺母6能够在拉紧螺母安装孔5内前后左右在设计范围内浮动，从而适应可更换模块2与空间飞行器可更换模块安装口1间的横向容差；挡板7安装在拉紧螺母6下方的拉紧螺母安装孔5内；

上述可更换模块安装口1顶部有导向斜面；底部两侧设置有导向销11；导向销11向内设置有位置传感器12；位置传感器12向内设置有与电连接器8相匹配的总线连接器13；可更换模块安装口1底部中心位置设置有自旋螺母机构10。导向销11与导向销孔9匹配，总线连接器13与电连接器8匹配。

下面对本发明装置的工作原理描述如下：

实施机电连接时，机械臂末端操作工具3通过可更换模块2上端设置的把手4抓取可更换模块2，并将之转送到空间飞行器可更换模块安装口1内，接着机械臂末端操作工具3驱动可更换模块2，沿可更换模块安装口1向下运动并触发位置传感器12，接着自旋螺母机构10顺时针旋转并捕获可更换模块2下端的拉紧螺母6，然后机械臂末端操作工具3可以解除与可更换模块2的机械连接或者保持与可更换模块2的向下跟随运动，之后自旋螺母机构10一直顺时针运动，并在导向销11的导向作用下，通过拉紧螺母6提供给可更换模块2向下运动的动力，最终克服电连接器8与总线连接器13间较大的连接阻力，实现可更换模块2与空间飞行器（可更换模块安装口1）间的可靠机械、电性连接功能。

实施机电解锁时，通过自旋螺母机构10的逆时针旋转，驱动拉紧螺母6向上运动，同时提供给可更换模块2向上运动的动力，最终克服电连接器8与总线连接器13间较大的连接阻力，实现可更换模块2与空间飞行器间机电连接的可靠解锁。并在到达位置传感器12设定位置时，机械臂末端操作工具3通过可更换模块2上端设置的把手4抓取可更换模块2，随后在自旋螺母机构10与拉紧螺母6完全解除连接后，机械臂末端操作工具3可以将可更换模块2沿空间飞行器可更换模块安装口1向上运动，最终将可更换模块2转移到设定的放置位置上，实现可更换模块2与空间飞行器（可更换模块安装口1）间的可靠机械、电性解锁功能。

为了更清楚的理解本发明，下面结合附图对本发明实施机电连接的工作过程进行描述。

图2是在解锁状态下的结构示意图；图3是本发明在连接状态下的结构示意图。

如图2所示，机械臂末端操作工具3通过可更换模块2上端设置的把手4抓取可更换模块2，且将之转送到空间飞行器的可更换模块安装口1内，同时驱动可更换模块2，沿空间飞行器可更换模块安装口1向下运动并触发位置传感器12；此时，自旋螺母机构10接收到位置传感器12发出的信号后，顺时针旋转并捕获可更换模块2下端的拉紧螺母6；在此情况下，机械臂末端操作工具3可以解除与可更换模块2的机械连接或者保持与可更换模块2的向下跟随运动；之后自旋螺母机构10一直顺时针运动，并在导向销11的导向作用下，通过拉紧螺母6提供给可更换模块2向下运动的动力，最终克服电连接器8与总线连接器13间较大的连接阻力，一直运行位置传感器12发出完成连接信号时，如图3所示，由此实现可更换模块2与空间飞行器（可更换模块安装口1）间的可靠机械、电性连接功能。

下面结合附图对本发明实施机电解锁的工作过程进行描述。

如图3所示，实施机电解锁时，通过自旋螺母机构10的逆时针旋转，驱动拉紧螺母6向上运动，同时提供给可更换模块2向上运动的动力，最终克服电连接器8与总线连接器13间较大的连接阻力，实现可更换模块2与空间飞行器间机电连接的可靠解锁。并在到达位置传感器12设定位置，机械臂末端操作工具3通过可更换模块2上端设置的把手4抓取可更换模块2，如图2所示；随后在自旋螺母机构10与拉紧螺母6完全解除连接后，机械臂末端操作工具3可以将可更换模块2沿空间飞行器可更换模块安装口1向上运动，如图1所示；最终将可更换模块2转移到设定的放置位置上，实现可更换模块2与空间飞行器（可更换模块安装口1）间的可靠机械、电性解锁功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种可更换模块连接解锁装置，用于空间飞行器的在轨维护，其特征在于，包括：可更换模块和可更换模块安装口，所述可更换模块与所述可更换模块安装口可拆卸连接，所述可更换模块安装口连接在所述空间飞行器上；

所述可更换模块包括：

若干导向销孔，设置在所述可更换模块的下端两侧；

拉紧螺母，设置在所述可更换模块的下端中心，用以在连接和解锁过程中提供运动的动力；

若干电连接器，设置在所述可更换模块的下端两侧；

所述可更换模块安装口包括：

若干导向销，设置在所述可更换模块安装口的内部底面两侧，与所述若干导向销孔匹配；

若干传感器，设置在所述可更换模块安装口的内部底面两侧，用以检测所述可更换模块与所述可更换模块安装口的连接状态；

若干总线连接器，设置在所述可更换模块安装口的内部底面两侧，与所述若干电连接器匹配；

自旋螺母机构，设置在所述可更换模块安装口的内部底面中心，与所述拉紧螺母匹配；

在连接状态下，所述若干导向销销接在所述若干导向销孔内，所述若干总线连接器电性连接所述若干电连接器，所述自旋螺母机构螺接在所述拉紧螺母内。

2.根据权利要求1所述的可更换模块连接解锁装置，其特征在于，所述可更换模块还包括：拉紧螺母安装孔，设置在所述可更换模块的下端中心，所述拉紧螺母设置在所述拉紧螺母安装孔内。

3.根据权利要求2所述的可更换模块连接解锁装置，其特征在于，所述可更换模块还包括：挡板，设置在所述拉紧螺母下方的所述拉紧螺母安装孔内，以防止所述拉紧螺母掉落。

4.根据权利要求2所述的可更换模块连接解锁装置，其特征在于，所述拉紧螺母在所述拉紧螺母安装孔内可横向移动，以适应所述可更换模块与所述可更换模块安装口的横向容差。

5.根据权利要求2所述的可更换模块连接解锁装置，其特征在于，所述拉紧螺母安装孔与所述拉紧螺母的横截面为正方形。

6.根据权利要求1所述的可更换模块连接解锁装置，其特征在于，所述可更换模块安装口还包括：导向斜面，设置在所述可更换模块安装口的顶部，以辅助所述可更换模块与所述可更换模块安装口的连接。

7.根据权利要求1所述的可更换模块连接解锁装置，其特征在于，所述可更换模块还包括：把手，设置在所述可更换模块的上端，以便于一机械臂抓取。

8.根据权利要求7所述的可更换模块连接解锁装置，其特征在于，还包括：机械臂末端操作工具，连接在所述机械臂的末端，用以抓取所述把手。

9.根据权利要求1所述的可更换模块连接解锁装置，其特征在于，所述自旋螺母机构顺时针旋转，带动所述拉紧螺母向上运动，使所述可更换模块与所述可更换模块安装口解锁；所述自旋螺母机构逆时针旋转，带动所述拉紧螺母向下运动，使所述可更换模块与所述可更换模块安装口连接。