CN107579386A - 基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统，包括：多个快接插头、多个快接插座，快接插头安装板，快接插座安装板，在轨可更换模块，丝杠螺帽，浮动轴系，丝杠，弹簧端盖，压缩弹簧，限位柱，承力筒，定位销钉，导向套，在轨可更换模块手持把手。本发明的基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统采用可双向驱动的丝杠螺母机构，其结构简洁紧凑，重量轻、体积小、便于安装，同时力的放大比大，宇航员操作时只需使用通用电动工具为轴系施加较小的力矩即可实现在轨可更换模块的拆装工作，真正的实现了快接的目的，摆脱了大连接力在轨可更换模块在轨维护对机械臂的依赖，有效的提高了宇航员在轨维护的能力。

Description

基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统

技术领域

本发明属于航空航天技术在轨维护领域，具体涉及一种基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统。

背景技术

随着航空航天技术的飞速发展，空间活动更加频繁，在轨运行的航天器数量日益增多，航天器的结构和组成日趋复杂，性能和技术水平也在不断提高。但是由于受发射费用和客观环境等的影响，很少对航天器进行如地面设备常有的维护、保养和升级，况且航天器所处的空间环境复杂恶劣，航天器常在其任务中出现功能失效的情况，损失巨大。因此，如何保证航天器在空间环境中持久、稳定的运行，是目前亟待解决的问题之一。因此对航天器进行在轨维护就显得尤其重要。

目前，需要助力的快接系统在轨维护方式主要采用机械臂，其存在以下问题：机械臂的结构和控制均比较复杂，而且设计和运行成本均比较高，可靠性较低，可工作区域受限。存在以上问题的原因是：采用机械臂的在轨维护方式，则必须为所有在轨可更换模块(ORU)设计专用接口，对机械臂的控制相对复杂且存在盲区。

发明内容

本发明要解决现有快接系统在轨维护方式主要采用机械臂，存在成本高、可靠性低、可工作区域受限的技术问题，提供一种基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统，包括：多个快接插头、多个快接插座，快接插头安装板，快接插座安装板，在轨可更换模块，丝杠螺帽，浮动轴系，定位销钉，导向套，在轨可更换模块手持把手；

在快接插座安装板的上下两端，分别设有相应的定位销钉和与其配合的导向套；在轨可更换模块手持把手设置在与快接插座安装板相对的一侧；

多个快接插头、多个快接插座分别利用螺钉固定在快接插头安装板和快接插座安装板上；多个快接插头和多个快接插座分别相对丝杠螺帽的轴线中心对称；

丝杠螺帽固定在快接插座安装板上；

浮动轴系安装在在轨可更换模块内部；

所述浮动轴系包括：丝杠，弹簧端盖，压缩弹簧，限位柱，承力筒；

丝杠通过承力筒安装在快接插座安装板上；丝杠通过弹簧端盖、压缩弹簧、限位柱的作用可使其在承力筒内部双向驱动。

在上述技术方案中，所述快接插头和快接插座的个数均为两个。

在上述技术方案中，承力筒在外侧高出在轨可更换模块外表面3～5mm。

在上述技术方案中，定位销钉的导向长度大于助力机构在导向方向的运行距离，且两个定位销钉长度不同。

在上述技术方案中，压缩弹簧的自由长度应能为丝杠提供足够的轴向行程。

本发明的有益效果是：本发明的基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统采用可双向驱动的丝杠螺母机构，其结构简洁紧凑，重量轻、体积小、便于安装，同时力的放大比大，宇航员操作时只需使用通用电动工具为轴系施加较小的力矩即可实现在轨可更换模块的拆装工作，真正的实现了快接的目的，摆脱了大连接力在轨可更换模块在轨维护对机械臂的依赖，有效的提高了宇航员在轨维护的能力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统的结构示意图。

图2为图1中所示的在轨维护快接系统中的浮动轴系的结构示意图。

图中的附图标记表示为：

1-快接插头；2-快接插座；3-快接插头安装板；4-快接插座安装板；5-在轨可更换模块；6-丝杠螺帽；7-浮动轴系；8-丝杠；9-弹簧端盖；10-压缩弹簧；11-限位柱；12-承力筒；13-定位销钉；14-导向套；15-在轨可更换模块手持把手。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做以详细说明。

参见图1：本发明的基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统，包括：两个快接插头1、两个快接插座2，快接插头安装板3，快接插座安装板4，在轨可更换模块5，丝杠螺帽6，浮动轴系7，定位销钉13，导向套14，在轨可更换模块手持把手15；

在快接插座安装板4的上下两端，分别设有一组定位销钉13和与其配合的导向套14；在轨可更换模块手持把手15设置在与快接插座安装板4相对的一侧；

两个快接插头1、两个快接插座2分别利用螺钉固定在快接插头安装板3和快接插座安装板4上；

两个快接插头1和两个快接插座2分别相对丝杠螺帽6的轴线中心对称；

丝杠螺帽6固定在快接插座安装板4上；

浮动轴系7安装在在轨可更换模块5内部；

参见图2：所述浮动轴系7包括：丝杠8，弹簧端盖9，压缩弹簧10，限位柱11，承力筒12；

丝杠8通过承力筒12安装在快接插座安装板4上；丝杠8通过弹簧端盖9、压缩弹簧10、限位柱11的作用可使其在承力筒12内部双向驱动。

承力筒12在外侧高出在轨可更换模块5外表面3-5mm，确保操作过程中丝杠8通过承力筒12对在轨可更换模块5底板施加插拔力，以避免较大的插拔力对在轨可更换模块5薄弱环节产生破坏作用。

本发明的基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统中，压缩弹簧10的自由长度应能为丝杠8提供足够的轴向行程；定位销钉13的导向长度大于助力机构在导向方向的运行距离，且两个定位销钉13长度不同，便于操作。

本发明的基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统，可实现在轨可更换模块5(ORU)插入拔出，具体的说：

插入时，丝杠8顺时针旋转，丝杠8与丝杠螺帽6产生旋合作用，此时丝杠螺帽6是固定的，丝杠8带动在轨可更换模块5向丝杠螺帽6方向运动，直至完成快接插头1和快接插座2的完全插合，此时在轨可更换模块5为插入状态。

拔出时，丝杠8逆时针旋转，丝杠8与丝杠螺帽6逐渐分离，直至限位柱11与承力筒12接触，丝杠8开始带动在轨可更换模块5运动，直至完成快接插头1和快接插座2的完全分离，此时在轨可更换模块5为拔出状态。

本发明的基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统，其安装和使用过程为：

1、地面安装阶段：

将浮动轴系7安装在在轨可更换模块5内部；

将丝杠螺帽6安装在快接插座安装板4上；

手动将在轨可更换模块5(电箱或后端)按导向方向安装至丝杠8与丝杠螺帽6接触；

顺时针旋转丝杠8，直至快接插头1和快接插座2对插到位。

2、在轨替换阶段：

逆时针旋转浮动轴系7，直至快接插头1和快接插座2完全脱开；

手动将需替换的在轨可更换模块5沿导向移出，并安置好旧的在轨可更换模块5；

取出新的在轨可更换模块5；

按定位销钉13导向安装新的在轨可更换模块5，直至宇航员力的操作极限；

通过电动工具顺时针旋转丝杠8，直至新的在轨可更换模块5的快接插头1和快接插座2对插到位。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统，包括：多个快接插头(1)、多个快接插座(2)，快接插头安装板(3)，快接插座安装板(4)，在轨可更换模块(5)，丝杠螺帽(6)，浮动轴系(7)，定位销钉(13)，导向套(14)，在轨可更换模块手持把手(15)；

在快接插座安装板(4)的上下两端，分别设有一组定位销钉(13)和与其配合的导向套(14)；在轨可更换模块手持把手(15)设置在与快接插座安装板(4)相对的一侧；

多个快接插头(1)、多个快接插座(2)分别利用螺钉固定在快接插头安装板(3)和快接插座安装板(4)上；多个快接插头(1)和多个快接插座(2)分别相对丝杠螺帽(6)的轴线中心对称；

丝杠螺帽(6)固定在快接插座安装板(4)上；

浮动轴系(7)安装在在轨可更换模块(5)内部；

其特征在于，

所述浮动轴系(7)包括：丝杠(8)，弹簧端盖(9)，压缩弹簧(10)，限位柱(11)，承力筒(12)；

丝杠(8)通过承力筒(12)安装在快接插座安装板(4)上；丝杠(8)通过弹簧端盖(9)、压缩弹簧(10)、限位柱(11)的作用可使其在承力筒(12)内部双向驱动。

2.根据权利要求1所述的基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统，其特征在于，所述快接插头(1)和快接插座(2)的个数均为两个。

3.根据权利要求1所述的基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统，其特征在于，承力筒(12)在外侧高出在轨可更换模块(5)外表面3～5mm。

4.根据权利要求1所述的基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统，其特征在于，定位销钉(13)的导向长度大于助力机构在导向方向的运行距离，且两个定位销钉(13)长度不同。

5.根据权利要求1所述的基于双向驱动浮动轴系助力原理的在轨维护快接系统，其特征在于，压缩弹簧(10)的自由长度应能为丝杠(8)提供足够的轴向行程。