CN104890903A - 一种具有故障隔离功能的接受补加接头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有故障隔离功能的接受补加接头，包括外壳体和接头结构，接头结构通过外壳体安装在接收器件上，接头结构设置在外壳体内并可沿外壳体内侧轴向移动；外壳体的内侧壁内设置有限位滑块，限位滑块沿接头结构的径向滑动伸出外壳体的内表面；外壳体与气液浮动断接器相对的端面上设置有滑动推杆，滑动推杆的一端伸出外壳体端面，另一端抵在限位滑块上，限位滑块与滑动推杆接触面为斜面；接头结构的外表面一圈上设置有限位结构。本发明能够顺利完成与多组气液浮动断接器间的管路对接工作，而在某组气液浮动断接器卡死情况下，不影响其他气液浮动断接器完成与对应管路的对接，以及后续的高压气液补加和正常断开等操作。

Description

一种具有故障隔离功能的接受补加接头

技术领域

本发明涉及飞行器补加接头的设计技术领域，特别涉及一种具有故障隔离功能的接受补加接头。

背景技术

随着对空间飞行器在轨服务气液补加需求的日益提高，尤其要求在有限的载荷空间、重量范围下，克服两个飞行器在完成刚性对接后存在的位置和姿态偏差，依靠单电机驱动多组气液浮动断接器实现两个飞行器间的多组气液管路连接，并在随后可以完成管路内数十兆帕的气液传输补加操作；在以上采用单电机进行多组气液路连接过程中，存在着某一路或几路补加接头难以完成偏差自适应的可能，并出现该路或几路补加接头对接卡死的故障，该故障的出现则将直接影响其他气液管路的对接及后续的补加操作。

目前，空间飞行器在轨服务气液补加方面内容正处于初期预先研究阶段，尚未有理想方案能够在较小的布局空间和重量范围下，采用单电机驱动多组气液浮动断接器，而在某组气液浮动断接器卡死情况下，能够不影响其他气液浮动断接器，完成与其他管路的对接及后续的高压气液补加和正常断开操作。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有故障隔离功能的接受补加接头，安装在接收器件上，与安装在服务器件上的气液浮动断接器相匹配，其特征在于，该接受补加接头包括外壳体和接头结构，所述接头结构通过所述外壳体安装在所述接收器件上，所述接头结构设置在所述外壳体内，并可沿所述外壳体内侧轴向移动；

所述外壳体的内侧壁内设置有限位滑块，且所述限位滑块沿所述接头结构的径向滑动伸出所述外壳体的内表面；所述外壳体与所述气液浮动断接器相对的端面上设置有滑动推杆，所述滑动推杆的一端伸出所述外壳体端面，另一端抵在所述限位滑块上，且所述限位滑块与所述滑动推杆接触面为斜面；当气液浮动断接器的接头部分与所述接头结构配合连接完成后，气液浮动断接器的端面与所述滑动推杆伸出端接触；

所述接头结构的外表面一圈上设置有限位结构，接头结构未轴向移动前，限位滑块伸出所述外壳体的内表面与限位结构接触，限定接头结构的轴向运动；接头结构先发生轴向移动后，限位滑块伸出所述外壳体内表面，所述限位结构已移动越过限位滑块，限位滑块与限位结构不接触，接头结构继续轴向移动。

较佳地，所述接头结构的中轴线上设置有管路通孔，管路通孔的一端与所述接收器件上的管路连通，另一端的结构与所述气液浮动断接器上的接头相匹配，所述气液浮动断接器上的接头插进所述管路通孔内实现连接。

较佳地，所述接受补加接头上至少设置两个限位滑块，所述两限位滑块关于所述接头结构对称；所述接受补加接头上至少设置有两个滑动推杆，所述两滑动推杆关于所述接头结构对称。

较佳地，所述外壳体的内侧壁上设置有滑槽，所述限位滑块位于所述滑槽内，且所述限位滑块与所述滑槽之间设置有滑块拉簧，所述限位滑块向所述接头结构方向移动，所述滑块拉簧处于拉伸状态。

较佳地，所述所述外壳体与所述气液浮动断接器相对的端面上设置有凹槽，所述滑动推杆设置在所述凹槽内，所述凹槽的开口上设置有推杆端盖，所述滑动推杆的一端穿过所述推杆端盖，另一端穿过凹槽延伸与所述限位滑块相接触。

较佳地，所述滑动推杆上套设有推杆压簧，所述推杆压簧一端连接滑动推杆，另一端连接所述凹槽内侧。

较佳地，所述外壳体的内部呈阶梯通孔结构，所述阶梯通孔包括大径通孔和小径通孔，所述大径通孔的端部上设置有端盖。

较佳地，所述限位结构将所述接头结构分为上段和下段，所述接头结构的上段及限位结构位于所述大径通孔内，且所述接头结构的上端穿过所述端盖伸出所述外壳体；所述接头结构的下端位于所述小径通孔内。

较佳地，所述接头结构的上段上套设有预紧弹簧，所述预紧弹簧位于所述限位结构和所述端盖之间。

较佳地，所述大径通孔的直径与所述限位结构的直径一致。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明具有故障隔离功能的接受补加接头，采用上述技术方案，从而能够采用单电机驱动多组气液浮动断接器，而在某组气液浮动断接器卡死情况下，不影响其他气液浮动断接器完成与对应管路的对接，以及后续的高压气液补加和正常断开等操作，取得了结构简单、动作可靠、故障自隔离等有益效果。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明与气液浮动断接器正常对接中间状态示意图；

图3为本发明与气液浮动断接器完成正常对接状态示意图；

图4为本发明与气液浮动断接器初始大偏差状态示意图；

图5为本发明与气液浮动断接器难以导向校正状态示意图；

图6为本发明对接故障状态自动退让过程状态示意图；

图7为本发明对接故障状态自动退让到位状态示意图。

符号说明：

1－接受补加接头    2－接受飞行器     3－气液浮动断接器

301-接头部分       4－接头结构       401-限位结构

 5－滑动推杆       6－推杆端盖       7－推杆压簧

8－限位滑块       9－外壳体销        10－滑块拉簧

11－滑块销        12－外壳体         13－预紧压簧

14－端盖。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

本发明提供了一种具有故障隔离功能的接受补加接头，安装在接收器件（在本实施例中以接收飞行器为例）上，与安装在服务器件（在本实施例中以服务行器为例）上的气液浮动断接器相匹配。多个本发明提供的接受补加接头能够同时与多组气液浮动断接器进行管路对接工作，且当其中某组气液浮动断接器卡死情况下，不影响其他气液浮动断接器完成与接受补加接头对应管路的对接，以及后续的高压气液补加和正常断开等操作，具有结构简单、动作可靠、故障自隔离等有益效果。

具体的，如图1所示，该接受补加接头1包括外壳体12和接头结构4、滑动推杆5和限位滑块8。外壳体12固定设置在接收飞行器2上，外壳体12的一端伸进接收飞行器2。外壳体12的另一端用于与服务飞行器上的气液浮动断接器3对接；外壳体12中轴线上设置有阶梯通孔，用于容置接头结构4，阶梯通孔包括靠近接收飞行器1一侧的小径通孔和靠近气液浮动断接器3一侧大径通孔，大径通孔的开口上紧固安装有一端盖14。

接头结构4设置在外壳体12内，且与外壳体12同轴设置；接头结构4的外侧壁一圈上设置有限位结构401，具体呈圆盘状；限位结构401将接头结构4分成上段和下段，且限位结构401的直径与外壳体12大径通孔部分的直径一致；接头结构4的上段和限位结构401均位于大径通孔内，并可在外壳体12的大径通孔内轴向移动；接头结构4上段的穿过端盖14与接收飞行器1内部的管路连通。在本实施例中，接头结构4与外壳体12之间还设置有预紧弹簧13，具体的预紧弹簧13套设在接头结构4的上段上位于限位结构401与端盖14之间，预紧弹簧13一端与端盖14固定连接，另一端连接限位结构401；当然，预紧弹簧13的设置方式并不以此为限，只要保证一端连接到接头结构4上、一端连接到相对固定的外壳体上（相对于外壳体固定的部件上），可根据具体情况设计，此处不作限制。接头机构4的下段位于小径通孔内，并可沿小径通孔的内侧壁轴向移动。

接头结构4的中轴线上还设置有管路通孔，用于与气液浮动断接器3上的接头部分301相连通；具体的，气液浮动断接器3的接头部分301插进所述管路通孔内实现配合对接。

接受补加接头1还包括有两滑动推杆5和两限位滑块8，两滑动推杆5设置在外壳体12的侧壁内且关于接头结构4对称，两限位滑块8也设置在外壳体12的侧壁内且关于接头结构4对称。具体的，外壳体12大径通孔部分的内侧壁上对称设置有两滑槽，且滑槽沿接头结构4的径向设置；两个限位滑块8分别设置在两个滑槽内，限位滑块8与滑槽内侧之间还设置有滑块拉簧10，滑块拉簧10的一端通过外壳体销9固定在滑槽内部，滑块弹簧10的另一端通过滑块销11连接到限位滑块8上，限位滑块8可沿径向向接头结构4方向移动并拉伸滑块弹簧10，然后在滑块弹簧10的作用下向远离接头结构4的方向移动。

外壳体12与气液浮动断接器3对接的一端面上设置有两关于接头结构4对称的凹槽，凹槽朝外的开口上设置有推杆端盖6，用于限定滑动推杆5的轴向移动范围；两滑动推杆5分别设置在两凹槽内，且与接头结构4的轴向平行，滑动推杆5可轴向移动；滑动推杆5外表面上还套设有推杆压簧7，推杆压簧7位于推杆端盖6和凹槽之间；滑动推杆5的一端穿过推杆端盖6伸出外壳体12的端面，用于与气液浮动断接器3的端面接触；滑动推杆5的另一端延伸伸进设置有限位结构8的滑槽内，并与限位滑块8相接触，限位滑块8与滑动推杆5接触的接触面呈斜面状。当气液浮动断接器3的端面向滑动推杆5移动，滑动推杆5受力向接收飞行器1方向轴向移动的时候，推杆压簧7呈压缩状态，滑动推杆5推动限位滑块8沿径向向接头结构4方向移动；当气液浮动断接器3的端面远离滑动推杆5后，施加在滑动推杆5上的力消失，在推杆压簧7的作用下，滑动推杆5向远离接收飞行器1方向移动，同时在滑块拉簧10的作用下，限位滑块8沿径向向远离接头结构4的方向滑动。

下面结合附图1-3，对本发明实施正常气液管路连接的工作过程进行描述：

如图1所示，实施气液管路连接操作之前，接收飞行器和服务飞行器已经实现刚性连接；然后，气液浮动断接器3主动向接收补加接头1靠近，并通过接头部分301端部的导向锥面的导向作用和气液浮动断接器3本身的浮动能力，气液浮动断接器3前端的接头部分301进入接头结构4的通孔内，完成接头部分301与接头结构4的配合连接如图2所示；接着，气液浮动断接器3继续向接收补加接头1方向运动，且气液浮动断接器3的端面推动滑动推杆5接收飞行器1方向运动，进而驱动限位滑块8克服滑块拉簧10的拉力向接受接头4方向运动；限位滑块8伸出外壳体12的内侧面，限位滑块8与限位结构401接触，限位滑块8阻止接头结构继续运动，最终在气液浮动断接器3到达设定的管路对接完成位置后停止运动，如图3所示；之后，在对完成对接的管路进行检漏后，就可以进行高压气体和液体的补加操作，并在此过程中，接头结构4由于受到限位滑块8的阻挡限位作用，而不会向上运动脱离正常对接状态；在完成气液补加操作之后，气液浮动断接器3主动向远离接收补加接头1的方向运动，滑动推杆5和限位滑块8就能分别在推杆压簧7和滑块拉簧10的作用下，自动复位到如图1所示的状态。

下面结合附图4-7对本发明实施气液管路连接时故障退让隔离的工作过程进行描述：

如图4所示，实施气液管路连接操作之前，接收飞行器和服务飞行器已经实现刚性连接，但其中某一组或多组气液浮动断接器3失去浮动能力且与对应的具有故障隔离功能的接受补加接头1存在难以克服的位置和姿态偏差；随后，气液浮动断接器3主动向接收补加接头1靠近，并与接头结构4形成结构卡死状态，如图5所示；接着，气液浮动断接器3继续向上运动，推动着接头结构4克服预紧压簧13的预紧力向上运动，如图6所示；之后，气液浮动断接器3继续向上运动，直至气液浮动断接器3到达设定的管路对接完成位置后停止运动，此时状态如图7所示；在此过程中，由于该组接头结构4的受压自动向上退让运动，使得其他组处于正常工作状态的气液补加管路能够按照既定程序完成与接受补加接头1的对接，并进行后续的气液补加操作；并在完成气液补加操作之后，气液浮动断接器3主动向下运动，接头结构4、滑动推杆5和限位滑块8就能在预紧压簧13、推杆压簧7和滑块拉簧10的作用下，自动复位到如图4所示的状态。

本发明具有故障隔离功能的接受补加接头，由于采用上述技术方案，从而能够采用单电机驱动多组气液浮动断接器，而在某组气液浮动断接器卡死情况下，不影响其他气液浮动断接器完成与对应管路的对接，以及后续的高压气液补加和正常断开等操作，取得了结构简单、动作可靠、故障自隔离等有益效果。

综上所述，本发明提供了一种具有故障隔离功能的接受补加接头，包括外壳体和接头结构，接头结构通过外壳体安装在接收器件上，接头结构设置在外壳体内并可沿外壳体内侧轴向移动；外壳体的内侧壁内设置有限位滑块，限位滑块沿接头结构的径向滑动伸出外壳体的内表面；外壳体与气液浮动断接器相对的端面上设置有滑动推杆，滑动推杆的一端伸出外壳体端面，另一端抵在限位滑块上，限位滑块与滑动推杆接触面为斜面；接头结构的外表面一圈上设置有限位结构。本发明能够顺利完成与多组气液浮动断接器间的管路对接工作，而在某组气液浮动断接器卡死情况下，不影响其他气液浮动断接器完成与对应管路的对接，以及后续的高压气液补加和正常断开等操作。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (10)

1.一种具有故障隔离功能的接受补加接头，安装在接收器件上，与安装在服务器件上的气液浮动断接器相匹配，其特征在于，该接受补加接头包括外壳体和接头结构，所述接头结构通过所述外壳体安装在所述接收器件上，所述接头结构设置在所述外壳体内，并可沿所述外壳体内侧轴向移动；

所述外壳体的内侧壁内设置有限位滑块，且所述限位滑块沿所述接头结构的径向滑动伸出所述外壳体的内表面；所述外壳体与所述气液浮动断接器相对的端面上设置有滑动推杆，所述滑动推杆的一端伸出所述外壳体端面，另一端抵在所述限位滑块上，且所述限位滑块与所述滑动推杆接触面为斜面；当气液浮动断接器的接头部分与所述接头结构配合连接完成后，气液浮动断接器的端面与所述滑动推杆伸出端接触；

所述接头结构的外表面一圈上设置有限位结构，接头结构未轴向移动前，限位滑块伸出所述外壳体的内表面与限位结构接触，限定接头结构的轴向运动；接头结构先发生轴向移动后，限位滑块伸出所述外壳体内表面，所述限位结构已移动越过限位滑块，限位滑块与限位结构不接触，接头结构继续轴向移动。

2.据权利要求1所述的具有故障隔离功能的接受补加接头，其特征在于，所述接头结构的中轴线上设置有管路通孔，管路通孔的一端与所述接收器件上的管路连通，另一端的结构与所述气液浮动断接器上的接头相匹配，所述气液浮动断接器上的接头插进所述管路通孔内实现连接。

3.据权利要求1所述的具有故障隔离功能的接受补加接头，其特征在于，所述接受补加接头上至少设置两个限位滑块，所述两限位滑块关于所述接头结构对称；所述接受补加接头上至少设置有两个滑动推杆，所述两滑动推杆关于所述接头结构对称。

4.据权利要求1所述的具有故障隔离功能的接受补加接头，其特征在于，所述外壳体的内侧壁上设置有滑槽，所述限位滑块位于所述滑槽内，且所述限位滑块与所述滑槽之间设置有滑块拉簧，所述限位滑块向所述接头结构方向移动，所述滑块拉簧处于拉伸状态。

5.据权利要求1所述的具有故障隔离功能的接受补加接头，其特征在于，所述所述外壳体与所述气液浮动断接器相对的端面上设置有凹槽，所述滑动推杆设置在所述凹槽内，所述凹槽的开口上设置有推杆端盖，所述滑动推杆的一端穿过所述推杆端盖，另一端穿过凹槽延伸与所述限位滑块相接触。

6.据权利要求5所述的具有故障隔离功能的接受补加接头，其特征在于，所述滑动推杆上套设有推杆压簧，所述推杆压簧一端连接滑动推杆，另一端连接所述凹槽内侧。

7.据权利要求1所述的具有故障隔离功能的接受补加接头，其特征在于，所述外壳体的内部呈阶梯通孔结构，所述阶梯通孔包括大径通孔和小径通孔，所述大径通孔的端部上设置有端盖。

8.据权利要求7所述的具有故障隔离功能的接受补加接头，其特征在于，所述限位结构将所述接头结构分为上段和下段，所述接头结构的上段及限位结构位于所述大径通孔内，且所述接头结构的上端穿过所述端盖伸出所述外壳体；所述接头结构的下端位于所述小径通孔内。

9.据权利要求8所述的具有故障隔离功能的接受补加接头，其特征在于，所述接头结构的上段上套设有预紧弹簧，所述预紧弹簧位于所述限位结构和所述端盖之间。

10.据权利要求7所述的具有故障隔离功能的接受补加接头，其特征在于，所述大径通孔的直径与所述限位结构的直径一致。