CN109050993A - 一种空间飞行器对接用柔性传动轴 - Google Patents

一种空间飞行器对接用柔性传动轴 Download PDF

Info

Publication number
CN109050993A
CN109050993A CN201811093678.3A CN201811093678A CN109050993A CN 109050993 A CN109050993 A CN 109050993A CN 201811093678 A CN201811093678 A CN 201811093678A CN 109050993 A CN109050993 A CN 109050993A
Authority
CN
China
Prior art keywords
otic placode
universal joint
docking
push rod
spring set
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811093678.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109050993B (zh
Inventor
姜生元
张伟伟
刘飞
刘瑞伽
马超
邓宗全
杨飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201811093678.3A priority Critical patent/CN109050993B/zh
Publication of CN109050993A publication Critical patent/CN109050993A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109050993B publication Critical patent/CN109050993B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/64—Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
    • B64G1/646—Docking or rendezvous systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)

Abstract

一种空间飞行器对接用柔性传动轴，涉及航天技术领域。本发明解决了现有的对接机构质量大、碰撞能量大及系统复杂的问题。它包括电动缸、固装在电动缸一端部的挡板、通过挡板与电动缸固接且与推杆同轴设置的套筒以及同轴设置在套筒内的伸缩组件，所述伸缩组件包括外万向节、外弹簧套、对接柱、若干弹簧、若干内弹簧套、若干数量与内弹簧套数量相等的内万向节，其中外万向节与推杆固接，外弹簧套及若干内弹簧套均为环形件，外弹簧套套设在外万向节上，若干内弹簧套对应套设在若干内万向节上，且若干内万向节并排设置在外万向节与对接柱之间，相临两个弹簧套之间以及内弹簧套与对接柱之间各设置一个弹簧，伸缩组件通过推杆在套筒内做伸缩运动。

Description

一种空间飞行器对接用柔性传动轴
技术领域
本发明涉及一种在轨非密封条件合作的停靠式对接柔性传动结构，具体涉及一种空间飞行器对接用柔性传动轴，属于航天技术领域。
背景技术
大型星体或航天器空间对接过程中，两大型星体或航天器相对速度和接触作用点存在着较为明显的不确定性。尤其在当目标大型星体或航天器与追踪大型星体或航天器之间存在较大的相对接触速度，且处于相对不利的接触位置时，对接机构产生的接触碰撞力有可能对结构性能影响较大，过大的碰撞接触力将造成结构强度的破坏。传统的对接机构，在大型星体或航天器的对接过程中存在对接机构质量大、系统复杂、适应能力有限以及碰撞能量大导致的系统稳定性差的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有的对接机构质量大、碰撞能量大及系统复杂的问题，进而提供了一种空间飞行器对接用柔性传动轴。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种空间飞行器对接用柔性传动轴，它包括电动缸、固装在电动缸一端部且套设在电动缸的推杆上的挡板、通过挡板与电动缸固接且与推杆同轴设置的套筒以及同轴设置在套筒内的伸缩组件，所述伸缩组件包括外万向节、外弹簧套、对接柱、若干弹簧、若干内弹簧套、若干数量与内弹簧套数量相等的内万向节，其中外万向节与推杆固接，外弹簧套及若干内弹簧套均为环形件，外弹簧套套设在外万向节上，若干内弹簧套对应套设在若干内万向节上，且若干内万向节并排设置在外万向节与对接柱之间，相临两个弹簧套之间以及内弹簧套与对接柱之间各设置一个弹簧，伸缩组件通过推杆在套筒内做伸缩运动。
进一步地，所述外万向节包括第一定位板和垂直固接在第一定位板上远离推杆一侧的第一耳板，每个所述内万向节均包括第二定位板及相对且均垂直固接在第二定位板两侧的第二耳板、第三耳板，所述第一定位板和所述第二定位板均为圆形板，其中第一定位板同轴设置在外弹簧套内，第二定位板同轴设置在内弹簧套内，第一耳板及第二耳板上均沿推杆轴向开设有长孔，对接柱上靠近内万向节的一端垂直固接有第四耳板，第一耳板与第三耳板之间、第二耳板与第三耳板之间以及第二耳板与第四耳板之间均通过连接销连接，且连接销穿装在对应耳板的长孔内。
进一步地，第一耳板及第二耳板均与推杆同轴设置。
进一步地，外弹簧套上与内弹簧套相对的一端面上、每个内弹簧套的两端面上以及对接柱上与内弹簧套相对的一端面上均沿周向开设有环形凹槽，每个弹簧的两端对应固接在环形凹槽内。
进一步地，伸缩组件与套筒之间为间隙配合。
进一步地，所述对接柱包括柱体和连接板，所述柱体包括同轴固接为一体的圆柱段和圆台段，第四耳板通过连接板固接在圆柱段上靠近内万向节的一端，所述柱体沿其中心轴线开设有通孔。
进一步地，每个内万向节上的第三耳板的数量以及对接柱上的第四耳板的数量均为两个，且每个内万向节上的两个第三耳板以及对接柱上的两个第四耳板分别关于推杆轴线对称设置。
进一步地，第一定位板转动设置在外弹簧套内，第二定位板转动设置在内弹簧套内。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
所述弹簧在伸缩组件伸缩动作时做缓冲保护，同时也可做储能元件。利用伸缩组件，减小碰撞能量，规避常规碰撞式对接机构对系统稳定性的影响，尤其对机械臂的扰动降低，并且传动可靠。本申请结构简单，质量小，组装方便。
附图说明
图1为本发明的主剖视示意图；
图2为本发明的立体结构示意图(套筒未示出)；
图3为外万向节的主剖视示意图；
图4为内万向节的主剖视示意图(其上的长孔为竖直状态时)；
图5为内万向节的主剖视示意图(其上的长孔为水平状态时)；
图6为对接柱的主剖视示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～6说明本实施方式，一种空间飞行器对接用柔性传动轴，它包括电动缸1、固装在电动缸1一端部且套设在电动缸1的推杆11上的挡板2、通过挡板2与电动缸1固接且与推杆11同轴设置的套筒3以及同轴设置在套筒3内的伸缩组件4，所述伸缩组件4包括外万向节41、外弹簧套42、对接柱43、若干弹簧44、若干内弹簧套45、若干数量与内弹簧套45数量相等的内万向节46，其中外万向节41与推杆11固接，外弹簧套42及若干内弹簧套45均为环形件，外弹簧套42套设在外万向节41上，若干内弹簧套45对应套设在若干内万向节46上，且若干内万向节46并排设置在外万向节41与对接柱43之间，相临两个弹簧套之间以及内弹簧套45与对接柱43之间各设置一个弹簧44，伸缩组件4通过推杆11在套筒3内做伸缩运动。所述电动缸1还可以为液压缸或气缸等能够实现伸缩运动的动力源，套筒3起到对伸缩组件4的保护作用，套筒3与弹簧套及套筒3与弹簧44之间均为间隙配合，所述弹簧44为压缩弹簧，在伸缩组件4伸缩动作时做缓冲保护，同时也可做储能元件。利用伸缩组件4，减小碰撞能量，规避常规碰撞式对接机构对系统稳定性的影响，尤其对机械臂的扰动降低，并且传动可靠。本申请结构简单，质量小，组装方便。进行对接操作时，将对接柱43与装置连接，利用电动缸1驱动推杆11向对接柱43方向伸出，推动伸缩组件4向对接柱43压缩，以完成对接。对接完成后，电动缸1作功，拉动伸缩组件4伸展以使各组成部分恢复原位。通过轻小型模块化柔性对接机构的研制，不仅具有技术领域内的继承性与创新性，也具有工程应用上的意义与拓展潜力，在未来在轨航-天器服务、空间站的建设与维护运营均具有广阔的应用前景。
所述外万向节41包括第一定位板41-1和垂直固接在第一定位板41-1上远离推杆11一侧的第一耳板41-2，每个所述内万向节46均包括第二定位板46-1及相对且均垂直固接在第二定位板46-1两侧的第二耳板46-2、第三耳板46-3，所述第一定位板41-1和所述第二定位板46-1均为圆形板，其中第一定位板41-1同轴设置在外弹簧套42内，第二定位板46-1同轴设置在内弹簧套45内，第一耳板41-2及第二耳板46-2上均沿推杆11轴向开设有长孔4-1，对接柱43上靠近内万向节46的一端垂直固接有第四耳板47，第一耳板41-2与第三耳板46-3之间、第二耳板46-2与第三耳板46-3之间以及第二耳板46-2与第四耳板47之间均通过连接销48连接，且连接销48穿装在对应耳板的长孔4-1内。通过连接销48连接，保证传动过程的平稳及连续。连接销48一一对应固接在第三耳板46-3上和第四耳板47上，弹簧套均为圆形板，以便于各个万向节之间的连接，如当外弹簧套42的第一耳板41-2上的长孔4-1水平设置时，与其相临的内弹簧套45的第二耳板46-2上的长孔4-1竖直设置。通过连接销48在长孔4-1内的移动，实现相临两个万向节之间以及内万向节46与对接柱43之间距离的缩短，进而实现伸缩组件4的伸缩，在电动缸1驱动推杆11伸出的过程中，伸缩组件4向对接柱43方向被压缩，通过弹簧44的作用实现柔性对接。外万向节41及内万向节46均采用钛合金材质，提高材料强度及刚度。伸缩组件4被压缩到极限位置后的长度为其伸展到极限位置时长度的25％，各个万向节互相贴近。
第一耳板41-2及第二耳板46-2均与推杆11同轴设置。保证对接处的受力均匀。
外弹簧套42上与内弹簧套45相对的一端面上、每个内弹簧套45的两端面上以及对接柱43上与内弹簧套45相对的一端面上均沿周向开设有环形凹槽4-2，每个弹簧44的两端对应固接在环形凹槽4-2内。将弹簧44的两端固定，使得在伸缩组件4收缩及展开的过程平稳，同时防止弹簧44径向位置变化而影响对接的稳定性。
伸缩组件4与套筒3之间为间隙配合。保证伸缩组件4的有效伸缩以及允许伸缩组件4在径向方向有一定的角度偏差。
所述对接柱43包括柱体43-1和连接板43-2，所述柱体43-1包括同轴固接为一体的圆柱段43-11和圆台段43-12，第四耳板47通过连接板43-2固接在圆柱段上靠近内万向节46的一端，所述柱体43-1沿其中心轴线开设有通孔。
每个内万向节46上的第三耳板46-346-3的数量以及对接柱43上的第四耳板47的数量均为两个，且每个内万向节46上的两个第三耳板46-346-3以及对接柱43上的两个第四耳板47分别关于推杆11轴线对称设置。第一耳板41-2位于其相临的两个第三耳板46-346-3之间，若干内万向节46中靠近对接柱43的一个第二耳板46-246-2位于其相临的两个第四耳板47之间，其它第二耳板46-246-2圴位于其相临的两个第三耳板46-346-3之间，保证伸缩过程平稳可靠。
第一定位板41-1转动设置在外弹簧套42内，第二定位板46-146-1转动设置在内弹簧套45内。在对接过程中，通过定位板与弹簧套之间的转动连接，能够实现对接柱43相对于套筒3在小范围内的转动，进而保证对接牢靠。

Claims (8)

1.一种空间飞行器对接用柔性传动轴，其特征在于：它包括电动缸(1)、固装在电动缸(1)一端部且套设在电动缸(1)的推杆(11)上的挡板(2)、通过挡板(2)与电动缸(1)固接且与推杆(11)同轴设置的套筒(3)以及同轴设置在套筒(3)内的伸缩组件(4)，所述伸缩组件(4)包括外万向节(41)、外弹簧套(42)、对接柱(43)、若干弹簧(44)、若干内弹簧套(45)、若干数量与内弹簧套(45)数量相等的内万向节(46)，其中外万向节(41)与推杆(11)固接，外弹簧套(42)及若干内弹簧套(45)均为环形件，外弹簧套(42)套设在外万向节(41)上，若干内弹簧套(45)对应套设在若干内万向节(46)上，且若干内万向节(46)并排设置在外万向节(41)与对接柱(43)之间，相临两个弹簧套之间以及内弹簧套(45)与对接柱(43)之间各设置一个弹簧(44)，伸缩组件(4)通过推杆(11)在套筒(3)内做伸缩运动。
2.根据权利要求1所述的一种空间飞行器对接用柔性传动轴，其特征在于：所述外万向节(41)包括第一定位板(41-1)和垂直固接在第一定位板(41-1)上远离推杆(11)一侧的第一耳板(41-2)，每个所述内万向节(46)均包括第二定位板(46-1)及相对且均垂直固接在第二定位板(46-1)两侧的第二耳板(46-2)、第三耳板(46-3)，所述第一定位板(41-1)和所述第二定位板(46-1)均为圆形板，其中第一定位板(41-1)同轴设置在外弹簧套(42)内，第二定位板(46-1)同轴设置在内弹簧套(45)内，第一耳板(41-2)及第二耳板(46-2)上均沿推杆(11)轴向开设有长孔(4-1)，对接柱(43)上靠近内万向节(46)的一端垂直固接有第四耳板(47)，第一耳板(41-2)与第三耳板(46-3)之间、第二耳板(46-2)与第三耳板(46-3)之间以及第二耳板(46-2)与第四耳板(47)之间均通过连接销(48)连接，且连接销(48)穿装在对应耳板的长孔(4-1)内。
3.根据权利要求2所述的一种空间飞行器对接用柔性传动轴，其特征在于：第一耳板(41-2)及第二耳板(46-2)均与推杆(11)同轴设置。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种空间飞行器对接用柔性传动轴，其特征在于：外弹簧套(42)上与内弹簧套(45)相对的一端面上、每个内弹簧套(45)的两端面上以及对接柱(43)上与内弹簧套(45)相对的一端面上均沿周向开设有环形凹槽(4-2)，每个弹簧(44)的两端对应固接在环形凹槽(4-2)内。
5.根据权利要求4所述的一种空间飞行器对接用柔性传动轴，其特征在于：伸缩组件(4)与套筒(3)之间为间隙配合。
6.根据权利要求2、3或5所述的一种空间飞行器对接用柔性传动轴，其特征在于：所述对接柱(43)包括柱体(43-1)和连接板(43-2)，所述柱体(43-1)包括同轴固接为一体的圆柱段(43-11)和圆台段(43-12)，第四耳板(47)通过连接板(43-2)固接在圆柱段上靠近内万向节(46)的一端，所述柱体(43-1)沿其中心轴线开设有通孔。
7.根据权利要求6所述的一种空间飞行器对接用柔性传动轴，其特征在于：每个内万向节(46)上的第三耳板(46-3)(46-3)的数量以及对接柱(43)上的第四耳板(47)的数量均为两个，且每个内万向节(46)上的两个第三耳板(46-3)(46-3)以及对接柱(43)上的两个第四耳板(47)分别关于推杆(11)轴线对称设置。
8.根据权利要求2、3、5或7所述的一种空间飞行器对接用柔性传动轴，其特征在于：第一定位板(41-1)转动设置在外弹簧套(42)内，第二定位板(46-1)(46-1)转动设置在内弹簧套(45)内。
CN201811093678.3A 2018-09-19 2018-09-19 一种空间飞行器对接用柔性传动轴 Active CN109050993B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811093678.3A CN109050993B (zh) 2018-09-19 2018-09-19 一种空间飞行器对接用柔性传动轴

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811093678.3A CN109050993B (zh) 2018-09-19 2018-09-19 一种空间飞行器对接用柔性传动轴

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109050993A true CN109050993A (zh) 2018-12-21
CN109050993B CN109050993B (zh) 2019-08-16

Family

ID=64763032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811093678.3A Active CN109050993B (zh) 2018-09-19 2018-09-19 一种空间飞行器对接用柔性传动轴

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109050993B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114671054A (zh) * 2022-04-11 2022-06-28 哈尔滨工业大学 一种斜撑式浮动自适应喷管抓捕工具

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0296936B1 (fr) * 1987-06-16 1991-08-21 AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle Mécanisme de commande d'écartement rapide et contrôle de deux pièces en contact
US5186567A (en) * 1992-01-15 1993-02-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Quick-connect fasteners for assembling devices in space
CN101580125A (zh) * 2009-06-18 2009-11-18 南京航空航天大学 多自由度姿态调节的万向缓冲器
CN105058373A (zh) * 2015-09-07 2015-11-18 哈尔滨工业大学 一种基于双虎克铰机构的机械臂柔顺对接装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0296936B1 (fr) * 1987-06-16 1991-08-21 AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle Mécanisme de commande d'écartement rapide et contrôle de deux pièces en contact
US5186567A (en) * 1992-01-15 1993-02-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Quick-connect fasteners for assembling devices in space
CN101580125A (zh) * 2009-06-18 2009-11-18 南京航空航天大学 多自由度姿态调节的万向缓冲器
CN105058373A (zh) * 2015-09-07 2015-11-18 哈尔滨工业大学 一种基于双虎克铰机构的机械臂柔顺对接装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114671054A (zh) * 2022-04-11 2022-06-28 哈尔滨工业大学 一种斜撑式浮动自适应喷管抓捕工具
CN114671054B (zh) * 2022-04-11 2023-03-10 哈尔滨工业大学 一种斜撑式浮动自适应喷管抓捕工具

Also Published As

Publication number Publication date
CN109050993B (zh) 2019-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110206961B (zh) 一种管道机器人内封堵系统
EP0846233B1 (de) Schwingungsdämpfendes torsionselastisches wellengelenk, insbesondere für den antriebsstrang von kraftfahrzeugen
CN207793957U (zh) 一种新型公路防撞护栏
CN109050993B (zh) 一种空间飞行器对接用柔性传动轴
CN103423025A (zh) 一种收敛喷管
CN107448325A (zh) 一种大摆角矢量喷管混联机构
CN112193443B (zh) 一种用于空间非合作碎片捕获的笼型装置及其工作方法
WO2019015579A1 (zh) 柔性减震装置
CN108180087B (zh) 一种承高压的泵后燃料摇摆装置
CN109455320B (zh) 一种电动收放式可回收火箭样机支撑机构
CN103407508A (zh) 十二自由度四面体机器人
CN201317466Y (zh) 横向分离膨胀管连续分离装置
CN109466807B (zh) 适用于高轨卫星通用锥杆捕获机构的滚珠式导向阻尼机构
CN209671787U (zh) 高密度聚乙烯双壁波纹管的改良装置
CN116446537A (zh) 邻近建筑结构v型放大式高效消能连接构件
CN202864853U (zh) 全向移动的高空作业平台
CN108548047A (zh) 一种轮式管道机器人转向装置
CN108914839A (zh) 一种建筑墩柱抗爆抗冲击防护装置
CN110886802B (zh) 一种直升机环状隔振装置
CN205190635U (zh) 扭转减振器及车辆
CN207943157U (zh) 一种具有减震功能的军用无人机底座
CN202560863U (zh) 风电发电机用弹性联轴器
CN215487434U (zh) 一种具有减震功能的电动执行器
CN212254477U (zh) 气密检测设备的金属阻尼器
CN207029568U (zh) 一种防撞防震的无人机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant