CN113184231B - 基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构 - Google Patents
基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113184231B CN113184231B CN202110581871.7A CN202110581871A CN113184231B CN 113184231 B CN113184231 B CN 113184231B CN 202110581871 A CN202110581871 A CN 202110581871A CN 113184231 B CN113184231 B CN 113184231B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- locking
- butt joint
- profile
- docking mechanism
- service
- 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.)
- Active
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 230000009471 action Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims abstract description 31
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 19
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000003281 allosteric effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
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
Abstract
本发明提供一种基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构,属于航天器在轨服务技术领域。该机构包括固定台、服务主动端、目标被动端和传动系统,利用边缘型面进行大角度容差的导向对接过程,采用单个驱动源联动三爪张开和闭合,实现锁紧和解锁,同时使用浮动连接实现轴向容差下的热交换和信息传输。本发明为小型空间对接机构提供了在大对接容差下实现锁紧的设计方案,解决了在不占用对接面机电热一体化传输接口位置的情况下实现对接锁紧问题,从设计根源上提高了空间的利用率,设计简单紧凑,纠偏能力大,锁紧可靠。
Description
技术领域
本发明涉及航天器在轨服务技术领域,特别是指一种基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构。
背景技术
随着航天技术的飞速发展,空间活动更加频繁,航天器的结构、组成日趋复杂,性能、技术水平也在不断提高,对接机构是航天器交会的关键装备,也是实现对接任务顺利完成的重要保证。
锥杆式导向技术较为成熟,但是对接容差取决于锥杆长度、锥孔直径、锥孔角度等影响因素,对接容差随着对接器所占空间的增大而增大,这样相对较大的物理空间限制了发射能力,并且只能实现单向对接。异体同构周边式的多块导向瓣及动作机构设计复杂,此外,现有空间对接机构大多在导向过程末段完成电连接器插接过程,最后完成锁紧过程,且电连接器固定分布在对接端面上,这样的布置对导向对接精度提出了严格要求,精度不高很容易导致电连接器插针损坏、插接失败。
综上,设计出一种在不占用额外资源情况下,利用一套驱动源实现大容差可靠对接模式的小型空间对接机构是十分必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构。
该装置包括固定台、服务主动端、目标被动端和传动系统,传动系统包括连杆、锁紧臂、三耳螺母、丝杠、长销及短销,固定台与目标被动端通过螺栓固定连接,目标被动端和服务主动端对接,目标被动端和服务主动端对接面外轮廓为正弦曲线型面,传动系统安装在固定台内,固定台周向分布有固定台耳槽,固定台耳槽通过长销与锁紧臂铰接,形成转动副,锁紧臂和长销间隙配合,减小转动摩擦力。
固定台周向均匀分布3个固定台耳槽。
目标被动端包括热输出环及电连接器插口,服务主动端开有锁紧孔、热接收环及电连接器位置,目标被动端与服务主动端对接时,电连接器位置对应电连接器插口,热输出环对应热接收环,锁紧臂上端插入锁紧孔。
传动系统的连杆和锁紧臂通过短销铰接,连杆和三耳螺母通过短销铰接,都形成具有间隙配合的转动副。
三耳螺母和丝杠通过螺纹副连接,丝杠在电机和减速器的驱动下实现单自由度的旋转运动,三耳螺母与锁紧臂通过连杆实现驱动力的传递,同时限制三耳螺母的周向转动自由度。
目标被动端和服务主动端对接面外轮廓为正弦曲线型面,目标被动端对接面设有热输出环和电连接器插孔,服务主动端对接面设有热接收环和电连接器位置,热输出环和热接收环都通过弹簧与对接面浮动连接。
服务主动端周向均匀开有3个矩形槽,每个矩形槽上开有锁紧孔,在锁紧时,锁紧臂的头部插入锁紧孔中。
本发明的上述技术方案的有益效果如下:
上述方案中,利用异体同构式的边缘型面进行大角度容差的导向对接过程,能够实现双向主动对接,提高了空间的利用率,简单紧凑,纠偏能力大,单个驱动源联动三爪张开和闭合。
附图说明
图1为本发明对接机构爆炸图;
图2为本发明传动系统示意图;
图3为本发明锁紧臂张开示意图;
图4为本发明锁紧臂闭合锁紧示意图;
图5为本发明服务主动端示意图。
其中:1-固定台,2-目标被动端,3-服务主动端,4-传动系统,5-连杆,6-锁紧臂,7-三耳螺母,8-丝杠,9-长销,10-短销,11-固定台耳槽,12-热输出环,13-电连接器插口,14-锁紧孔,15-热接收环,16-电连接器位置。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构。
如图1、图2所示,该装置包括固定台1、服务主动端3、目标被动端2和传动系统4,传动系统4包括连杆5、锁紧臂6、三耳螺母7、丝杠8、长销9及短销10,固定台1与目标被动端2通过螺栓固定连接,目标被动端2和服务主动端3对接,目标被动端2和服务主动端3对接面外轮廓为正弦曲线型面,传动系统4安装在固定台1内,固定台1周向分布有固定台耳槽11,固定台耳槽11通过长销9与锁紧臂6铰接,形成转动副,锁紧臂6和长销9间隙配合,减小转动摩擦力。
固定台1周向均匀分布3个固定台耳槽11。
固定台耳槽11通过长销9与锁紧臂6铰接,形成转动副,锁紧臂6和长销9间隙配合,减小转动摩擦力。
目标被动端2包括热输出环12及电连接器插口13,服务主动端3开有锁紧孔14、热接收环15及电连接器位置16,目标被动端2与服务主动端3对接时,电连接器位置16对应电连接器插口13,热输出环12对应热接收环15,锁紧臂6上端插入锁紧孔14。
三耳螺母7和丝杠8通过螺纹副连接,丝杠8在电机和减速器的驱动下实现单自由度的旋转运动,三耳螺母7与锁紧臂6通过连杆5实现驱动力的传递,同时限制三耳螺母7的周向转动自由度。
目标被动端2和服务主动端3对接面外轮廓为正弦曲线型面,目标被动端2对接面设有热输出环12和电连接器插孔13,如图5所示,服务主动端3对接面设有热接收环15和电连接器位置16,热输出环12和热接收环15都通过弹簧与对接面浮动连接。
服务主动端3周向均匀开有3个矩形槽,每个矩形槽上开有锁紧孔14,在锁紧时,锁紧臂6的头部插入锁紧孔14中。
本发明的具体工作过程为:初始状态如图3所示,锁紧臂6初始为张开状态,目标被动端2与服务主动端3相互靠近,通过型面实现初步导向对接,完成角度容差的纠偏过程。随后电机和减速器驱动丝杠8旋转,三耳螺母7与丝杠8通过螺纹连接,三耳螺母7与锁紧臂6通过连杆5实现驱动力的传递,限制三耳螺母7的周向转动自由度,三耳螺母7将会沿轴线向下移动。由于连杆5通过短销10与三耳螺母7连接,故连杆5在三耳螺母7的带动下,向下摆正。锁紧臂6与连杆5通过短销10连接,且锁紧臂6与固定台耳槽11通过长销9连接,则连杆5向下摆正的同时带动锁紧臂6绕长销9旋转。锁紧臂6的头部随着旋转会插入服务主动端3的锁紧孔14中,实现锁紧,如图4所示。此时目标被动端2的热输出环12和服务主动端3的热接收环15贴紧,实现热交换,电连接器伸出实现连接,之后,电机停转,对接完成。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构,其特征在于:包括固定台(1)、服务主动端(3)、目标被动端(2)和传动系统(4),传动系统(4)包括连杆(5)、锁紧臂(6)、三耳螺母(7)、丝杠(8)、长销(9)及短销(10),固定台(1)与目标被动端(2)通过螺栓固定连接,目标被动端(2)和服务主动端(3)对接,目标被动端(2)和服务主动端(3)对接面外轮廓为正弦曲线型面,传动系统(4)安装在固定台(1)内,固定台(1)周向分布有固定台耳槽(11),固定台耳槽(11)通过长销(9)与锁紧臂(6)铰接,形成转动副,锁紧臂(6)和长销(9)间隙配合,减小转动摩擦力;
所述传动系统(4)的连杆(5)和锁紧臂(6)通过短销(10)铰接,形成具有间隙配合的转动副;连杆(5)和三耳螺母(7)通过短销(10)铰接,形成具有间隙配合的转动副;
所述三耳螺母(7)和丝杠(8)通过螺纹副连接,丝杠(8)在电机和减速器的驱动下实现单自由度的旋转运动,三耳螺母(7)与锁紧臂(6)通过连杆(5)实现驱动力的传递,同时限制三耳螺母(7)的周向转动自由度。
2.根据权利要求1所述的基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构,其特征在于:所述固定台(1)周向均匀分布3个固定台耳槽(11)。
3.根据权利要求1所述的基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构,其特征在于:所述目标被动端(2)包括热输出环(12)及电连接器插口(13),服务主动端(3)开有锁紧孔(14)、热接收环(15)及电连接器位置(16),目标被动端(2)与服务主动端(3)对接时,电连接器位置(16)对应电连接器插口(13),热输出环(12)对应热接收环(15),锁紧臂(6)上端插入锁紧孔(14)。
4.根据权利要求3所述的基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构,其特征在于:所述热输出环(12)和热接收环(15)通过弹簧与对接面浮动连接。
5.根据权利要求1所述的基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构,其特征在于:所述服务主动端(3)周向均匀开有3个矩形槽,每个矩形槽上开有锁紧孔(14)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110581871.7A CN113184231B (zh) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110581871.7A CN113184231B (zh) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113184231A CN113184231A (zh) | 2021-07-30 |
CN113184231B true CN113184231B (zh) | 2022-08-05 |
Family
ID=76985398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110581871.7A Active CN113184231B (zh) | 2021-05-24 | 2021-05-24 | 基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113184231B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114018104B (zh) * | 2021-09-24 | 2023-09-26 | 广州冕巢航天科技有限公司 | 一种分离装置 |
CN115535313B (zh) * | 2022-10-20 | 2023-11-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种具有锁紧功能与转矩输出功能于一体的快换装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6299107B1 (en) * | 1998-12-04 | 2001-10-09 | Honeybee Robotics, Ltd. | Spacecraft capture and docking system |
CN101033009A (zh) * | 2007-04-19 | 2007-09-12 | 上海交通大学 | 空间微纳星站的锥-杆型对接与释放机构 |
CN105659763B (zh) * | 2009-12-01 | 2013-09-04 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种空间锁紧对接机构 |
CN107284698A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-10-24 | 江南大学 | 一种锥—杆式对接机构 |
CN109264035A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-25 | 北京航空航天大学 | 一种航天器“连杆——卡爪”式对接锁紧装置 |
CN111516911A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-08-11 | 北京科技大学 | 一种动作时序解耦的小型空间对接机构 |
-
2021
- 2021-05-24 CN CN202110581871.7A patent/CN113184231B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6299107B1 (en) * | 1998-12-04 | 2001-10-09 | Honeybee Robotics, Ltd. | Spacecraft capture and docking system |
CN101033009A (zh) * | 2007-04-19 | 2007-09-12 | 上海交通大学 | 空间微纳星站的锥-杆型对接与释放机构 |
CN105659763B (zh) * | 2009-12-01 | 2013-09-04 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种空间锁紧对接机构 |
CN107284698A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-10-24 | 江南大学 | 一种锥—杆式对接机构 |
CN109264035A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-25 | 北京航空航天大学 | 一种航天器“连杆——卡爪”式对接锁紧装置 |
CN111516911A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-08-11 | 北京科技大学 | 一种动作时序解耦的小型空间对接机构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113184231A (zh) | 2021-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113184231B (zh) | 基于型面导向三爪锁紧动作时序的小型空间对接机构 | |
CN106787414B (zh) | 一种高功率密度集成化机电伺服作动装置 | |
US4710093A (en) | Device for the automatic gripping and releasing of a tool holder in a manipulator | |
CN106863357B (zh) | 一种可重构机械臂的快换接口 | |
CN106583945B (zh) | 四爪自动对中卡盘以及机床 | |
CN106346450A (zh) | 三支链三自由度并联机构 | |
CN109630633B (zh) | 一种章动盘式无级变速传动装置 | |
CN110434892A (zh) | 一种可重构机器人的对接机构 | |
CN108818303A (zh) | 一种机器人抛磨力控末端执行器 | |
CN105437129A (zh) | 扭力输出工具 | |
CN111516911B (zh) | 一种动作时序解耦的小型空间对接机构 | |
JP2022552058A (ja) | リニアアクチュエータ | |
CN105945626A (zh) | 一种运用谐波减速器的盘式刀库 | |
CN206493320U (zh) | 一种机器人头部结构和机器人 | |
CN105215915A (zh) | 扭力输出工具 | |
CN209273478U (zh) | 拟人机器人的关节旋转限位机构 | |
CN201304509Y (zh) | 一种双作用机械增力夹紧装置 | |
CN203993692U (zh) | 扭力输出工具 | |
CN208595176U (zh) | 一种可拆卸的扣合式机械臂制动器 | |
CN207598732U (zh) | 一种发电机连接套 | |
CN203973261U (zh) | 一种套丝机用变速机构 | |
CN109356450B (zh) | 智能门锁 | |
CN208392071U (zh) | 一种机器人的转头装置 | |
CN219599592U (zh) | 电动快换装置 | |
CN106737731B (zh) | 一种机器人头部结构和机器人 |
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 |