CN109264035A - 一种航天器“连杆——卡爪”式对接锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种航天器“连杆—卡爪”式对接锁紧装置。它所具体内容有：主动对接系统由结构锁1、定心导向锥杆2、V型导向块3、V形槽4构成；结构锁构成主要包括：带减速器电机a、齿轮1b、齿轮2c、短连杆d、限位杆e、长连杆f、卡爪1g、齿轮3h、齿轮4i、卡爪2j、锁槽p；被动对接系统由V型导向槽5、缓冲装置6、固连把手7组成；缓冲装置构成主要包括：弹簧阻尼器k、V形叶片l。针对现有技术，本发明所具有的优点为：1)利用主动对接系统的定心导向锥杆实现定心，继承了传统“锥—杆”式对接方式的优点；2)增加了周边的导向定位装置，在满足定心要求的基础上实现了偏角误差纠正，完成精准对接。

Description

一种航天器“连杆——卡爪”式对接锁紧装置

技术领域

本发明属于空间对接技术领域，它涉及了一种航天器连杆——卡爪式对接锁紧装置。

背景技术

在空间技术领域中，空间航天器的正常运行与维护，离不开空间对接技术的支持。空间交会对接是实现航天站、航天飞机、太空平台和空间运输系统的空间装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨道上服务的先决条件，作为载人航天活动的三大基本技术之一的空间对接技术，在我国的航天事业发展过程中有着至关重要的作用。空间对接过程一般包括：航天器之间的接触、捕捉、吸能减震、偏差校正、靠近、锁紧，共6个过程。目前，国内外对接机构的设计方案主要是针对于轻型、小型的航天器的，它们的结构承载力低，容差小，难以应用于大型航天器的空间对接过程中。

发明内容

基于上述背景，本发明设计了一种航天器连杆——卡爪式的对接锁紧装置，采用导向锥杆实现定心，周边V形导向槽实现角度偏差校正，连杆式传动，卡爪式限位，进行锁紧，实现主动对接系统与被动对接系统的刚性连接。该装置主要包括主动对接系统和被动对接系统。

由图1可知，主动对接系统由结构锁1、定心导向锥杆2、V型导向块3、V形槽4构成；

由图2可知，结构锁构成主要包括：带减速器电机a、齿轮1b、齿轮2c、短连杆d、限位杆e、长连杆f、卡爪1g、齿轮3h、齿轮4i、卡爪2j、锁槽p；

由图3可知，被动对接系统由V型导向槽5、缓冲装置6、固连把手7组成；

由图4可知，缓冲装置构成主要包括：弹簧阻尼器k、V形叶片l。

这些零部件共同构成了整套对接锁紧装置。

本发明的优点在于：

1、利用对接系统的定心导向锥杆实现两对接系统的定心，继承了传统“锥——杆”式对接方式的优点；

2、增加了周边的导向定位装置，在满足定心要求的基础上实现了偏角误差纠正，达到了精准对接的目的；

3、连杆——卡爪式的对接锁紧装置，简化了对接装置的复杂程度，降低了对接系统的重量。它在锁紧时满足了系统刚性连接的要求；锁打开时，依靠两侧航天器的反向推进即可实现分离。

附图说明

图1是航天器连杆——卡爪式对接锁紧装置主动对接系统的示意图；

图中1为结构锁，2为定心导向锥杆，3为V形导向块，4为V形槽。

图2是主动对接系统上结构锁的示意图；

图中a为带减速器电机，b为齿轮1，c为齿轮2，d为短连杆(靠近电机侧连杆)，e为限位杆，f为长连杆(远离电机侧连杆)，g为卡爪1(靠近电机侧卡爪)，h为齿轮3，i为齿轮4，j为卡爪2(远离电机侧卡爪)，p为锁槽。

图3是航天器连杆——卡爪式对接锁紧装置被动对接系统的示意图；

图中5为V形导向槽，6为缓冲装置，7为固连把手。

图4是被动对接系统上缓冲装置的示意图；

图中k为弹簧阻尼器，l为V形叶片。

图5是两对接系统对接前的示意图；

图中1为被动对接系统，2为定位导向锥杆，3为V形导向块，4为结构锁，5为V形槽。

图6是两对接系统对接时的姿态示意图；

其中图(a)为对接过程中，定心导向锥杆工作时的状态，图(b)为对接过程中，V形槽工作时进行角度偏差校正的状态。

图7是两对接系统对接后的示意图；

图中1为缓冲装置，2为V形导向块，3为结构锁，4为V形导向槽。

图8是结构锁打开时的示意图；

图中1为固连把手，2为卡爪2(远离电机侧卡爪)，3为锁槽，4为长连杆(远离电机侧连杆)，5为短连杆(靠近电机侧连杆)，6为卡爪1(靠近电机侧卡爪)。

图9是结构锁闭合后的示意图；

图中1为固连把手，2为锁槽，3为卡爪1(靠近电机侧卡爪)，4为长连杆(远离电机侧连杆)，5为短连杆(靠近电机侧连杆)，6为卡爪2(远离电机侧卡爪)。

具体实施方式

下面将会结合说明书附图，来对本发明的工作过程进行详细的阐述，以便本领域技术人员对于本发明的理解，从而对本发明的保护范围做出更明确的界定。下面通过参考附图描述的实例是示例性的，仅用于解释本发明，但不能解释为对本发明的限制。

如图5所示，本发明是一种航天器连杆——卡爪式的对接锁紧装置。在两侧飞行器接触之前，主动对接系统上结构锁(4)的卡爪处于打开状态，如图8所示。此时，被动对接系统上缓冲装置处于自由状态。

在主动端航天器与被动航天器相互靠近的同时，两航天器逐步调整对接姿态，准备对接。根据已知的技术数据可以得到，两航天器上的对接锁紧装置之间的径向偏差范围和角度偏差范围。当主动端航天器与被动端航天器之间的两个对接系统产生接触时，首先由主动对接系统上的定心导向锥杆开始工作，如图6(a)所示，进而两对接系统出现同轴关系，之后在V形导向槽的作用下，两对接系统开始进行角度偏差校正工作。

由于位置关系，此时，安装在被动对接系统上的缓冲装置(6)(见图3被动对接系统)开始工作，负责吸能减震，将两航天器之间的相对冲击以及震动快速的减弱下来，保护两对接系统。然后，V形槽导向结束，周向完成接触，此时会出现图8所示的状态，固连把手7(见图3)落到锁槽p(见图2结构锁，本段内之后所有标号见图2)。之后，电机(a)开始工作，电机(a)转动，经由减速器、齿轮1(b)、齿轮2(c)，将运动和动力传递给短连杆(d)，短连杆(d)开始转动，带动长连杆(f)转动。一方面长连杆(f)带动卡爪1(g)开始转动；另一方面，经由齿轮3(h)、齿轮4(i)带动卡爪2(j)开始转动，从而结构锁开始闭合。当短连杆(d)转动到与限位杆(e)接触时，短连杆(d)无法在转动，此时，电机(a)停止工作，短连杆(d)与长连杆(f)平行，到达死点位置，呈现出如图9所示的状态。

至此，对接过程完成。

当两航天器要进行分离操作时，结构锁(1)(见图1)中，电机(a)(见图2，本段内之后标号均见图2)反转，从而带动卡爪1(g)和卡爪2(j)进行转动，结构锁打开。最后，两航天器反向推进，实现分离操作。

以上所述的实施方案，仅为本发明用以解释其功能的一个实例，意在帮助本领域技术人员理解本发明的核心思想，而非本发明可行性实施方案的唯一。应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理和精神的前提下，还可以对本发明进行相关的改进和修饰，这些改进和修饰都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.如权利要求1所述的一种航天器连杆——卡爪式对接锁紧装置，其特征在于，采用四连杆式传动、卡爪式限位的锁紧装置，主要包括主动对接系统和被动对接系统。

2.如权利要求1所述的一种航天器连杆——卡爪式对接锁紧装置，其特征在于，所述主动对接系统由结构锁(1)、定心导向锥杆(2)、V形导向块(3)、V形槽(4)组成。

3.如权利要求1所述的一种航天器连杆——卡爪式对接锁紧装置，其特征在于，所述的结构锁主要由带减速器电机(a)、齿轮1(b)、齿轮2(c)、短连杆(d)、限位杆(e)、长连杆(f)、卡爪1(g)、齿轮3(h)、齿轮4(i)、卡爪2(j)、锁槽(p)组成。

4.如权利要求1所述的一种航天器连杆——卡爪式对接锁紧装置，其特征在于，所述的被动对接系统主要由V形导向槽(5)、缓冲装置(6)、固连把手(7)组成。

5.如权利要求1所述的一种航天器连杆——卡爪式对接锁紧装置，其特征在于，所述的缓冲装置主要由弹簧阻尼器(k)、V形叶片(l)组成。