CN113232896B - 一种航天器对接机构撞板 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种航天器对接机构撞板，具体涉及航空航天技术领域。一种航天器对接机构撞板，包括底座和位于底座上的基座，底座与基座互不接触，基座的中心设有方形盘，方形盘上周向等距分布有多个水平设置的第一弹簧，每个第一弹簧均嵌设在基座上，相邻的第一弹簧之间均设有垂直设置在基座上的第二弹簧；方形盘上设有第一凸起和固定盘，固定盘的中心设有嵌设在第一凸起上的中心盖，中心盖上设有阶梯柱，阶梯柱上设有第三弹簧，中心盖上还套设有将阶梯柱包覆在内的定位盘，定位盘上螺钉连接有包覆在第三弹簧外的顶盖。采用本发明技术方案解决了有的航天器无法在对接时实现微小位置或姿态调整的问题，可用于空间航天器的对接工作。

Description

一种航天器对接机构撞板

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种航天器对接机构撞板。

背景技术

随着新世纪航天事业的迅猛发展，各国相继研制并发射了大量面向各种任务要求的航天器，航天器的结构、组成日趋复杂，性能、技术水平不断提高。在此情况下，若要保证航天器在复杂的空间环境中更加持久、稳定、高质量地在轨运行，就需一套完整的在轨服务技术。所有的在轨服务任务的执行都是以服务航天器和目标航天器的交会、伴/绕飞和对接为前提，两航天器的成功交会对接是顺利执行多数在轨服务任务的先决条件。

空间两航天器采用弱撞击对接机构对接时，由于对接位置和姿态存在误差，因此需要一种装置实现微小的位置和姿态的调节来增加电磁捕获锁接触面积，同时能够被动调节自身位姿来适应对接过程中对接机构的位姿调节，从而增大捕获力，增加捕获成功率。

发明内容

本发明意在提供一种航天器对接机构撞板，解决了现有的航天器无法在对接时实现微小位置或姿态调整的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种航天器对接机构撞板，包括底座和位于底座上的基座，所述基座的中心设有方形盘，所述方形盘上连接有多个水平设置的第一弹簧，每个所述第一弹簧均嵌设在基座上，相邻的所述第一弹簧之间均设有垂直设置在基座上的第二弹簧；所述方形盘上设有固定盘，所述固定盘与第二弹簧相抵，所述固定盘的中心设有中心盖，所述中心盖上设有阶梯柱，所述阶梯柱上设有第三弹簧，所述中心盖上还套设有将阶梯柱包覆在内的定位盘，所述定位盘上螺钉连接有与第三弹簧相抵的顶盖，所述顶盖的底部与基座相抵。

技术方案的原理及效果：本方案在使用时安装在航天器的对接环上，在撞板与另一航天器的对接环进行电磁捕获锁相碰撞时，顶盖首先受到撞击，此时借助第三弹簧提供了竖直方向上的旋转自由度；同时撞击力通过第三弹簧传递至中心盖、固定盘和基座上，此时可借助第一弹簧提供水平方向两个位移自由度、以及借助第二弹簧提供竖直方向的位移自由度和沿平行水平方向轴线的两个旋转自由度，从而借助六个自由度实现了航天器位置或姿态的调整。

进一步的，所述固定盘上周向设有多个第二凸起，每个所述第二凸起嵌设在对应的第二弹簧内。

通过上述设置，借助第二凸起可将固定盘与第二弹簧连接在一起，从而可利用第二弹簧为本装置提供竖直方向的位移自由度和沿平行水平方向轴线的两个旋转自由度。

进一步的，所述底座上螺钉连接有外壳，所述基座上设有插接在外壳上的限位柱，所述限位柱外包覆有与外壳相抵的第四弹簧。

通过上述设置，可使底座、基座、外壳和顶盖连为一个整体，能够有效的将对接过程所产生的冲击力传递至装置内，提高了本方案位置和姿态调节的效果。

进一步的，所述第一弹簧的一端设有弹簧固定机构，所述弹簧固定机构包括固定连接在方形盘上的固定框和滚动连接在固定块底部的多个滚珠。

与现有技术相比，本方案的有益效果：

本方案结构简单，且体积小，质量轻，灵活方便，安装、拆卸也较为容易。实现了六个自由度的自动调节，能够吸收碰撞时所产生的部分能量，实现了对航天器和对接机构的保护。

附图说明

图1是本发明一种航天器对接机构撞板的剖视图；

图2是本发明一种航天器对接机构撞板中基座与方形盘的装配结构示意图；

图3是本发明一种航天器对接机构撞板中固定盘与中心盖的装配结构示意图；

图4是本发明一种航天器对接机构撞板中内壳盖与定位盘的装配结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座1、基座2、第一弹簧3、固定块4、方形盘5、固定盘6、第二弹簧7、外壳8、内壳9、内壳盖10、中心盖11、第三弹簧12、定位盘13、顶盖14、第四弹簧15。

实施例

如附图1至图4所示：一种航天器对接机构撞板，包括四个底座1和位于底座1正上方的基座2，四个底座1周向等距分布在基座2的四周，基座2与底座1互不接触，基座2的中心焊接有方形盘5，方形盘5四边的中心处均嵌合有弹簧固定机构，弹簧固定机构包括固定块4和滚动连接在固定块4底部的多个滚珠，固定块4的一侧开有与方形盘5相嵌合的卡槽，固定块4的另一侧表面开有两个弹簧放置孔，每个放置孔内均安装有第一弹簧3，每个第一弹簧3均水平嵌设在基座2上；固定块4的底部还开有供滚珠滚动的滑槽，滑槽最下端的宽度小于滚珠的直径，从而可保持滚珠不与滑槽相脱离，增强了本方案的稳定性。相邻两个固定块4之间的基座2上均设有垂直设置在基座2上的四对第二弹簧7；方形盘5上一体成型有第一凸起，第一凸起上嵌合有固定盘6，固定盘6的底部周向分布有八个与第二弹簧7相对应的第二凸起，每个第二凸起嵌设在对应的第二弹簧7内，每个第二凸起均与固定盘6一体成型制成，从而可增强第二凸起的强度，并使固定盘6与第二弹簧7连为一个整体。固定盘6的中心设有嵌套在第一凸起上的中心盖11，中心盖11底部的中心一体成型有阶梯柱，阶梯柱的顶部套设有第三弹簧12。

中心盖11上还套设有将阶梯柱包覆在内的定位盘13，定位盘13上螺钉连接有包覆在第三弹簧12外的顶盖14，顶盖14内嵌套有内壳盖10，内壳盖10的底部螺钉连接有盖和在基座2上的内壳9。每个底座1正上方的基座2上均一体成型有限位柱，限位柱外均包覆有第四弹簧15，四个限位柱上共同插接有与第四弹簧15相抵的外壳8，外壳8与底座1螺钉连接。

本方案的工作过程：在使用时，将撞板安装在航天器对接环上，在撞板与另一航天器的对接环进行电磁捕获锁相碰撞时，顶盖14首当其冲受到撞击，此时借助第三弹簧12为本方案提供了竖直方向上的旋转自由度；由于顶盖14、中心盖11和方形盘5连为一体，方向盘借助四个弹簧固定机构与八个第一弹簧3连接在一起，当撞击力通过顶盖14、第三弹簧12传递至中心盖11、固定盘6和基座2上，此时可借助第一弹簧3提供水平方向两个位移自由度；同时由于顶盖14。中心盖11和固定盘6连为一体，借助八个第二弹簧7可为本方案提供竖直方向的位移自由度和沿平行水平方向轴线的两个旋转自由度，从而借助六个自由度实现了航天器位置或姿态的调整。

同时两个航天器在进行对接时，一个航天器上的对接机构撞板作为主动的连接部件，此时该对接机构撞板的限位柱因第四弹簧15的拉力而位于外壳8内，而另一个航天器上的对接机构撞板作为被动的连接部件，作为被动的连接部件上的基座2会与撞杆(撞杆是两个航天器对接时其他的连接部件，不属于本方案中的结构)抵接，使得限位柱位于外壳8顶部外，从而在两个航天器连接时利用第四弹簧15和限位柱实现缓冲作用。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (2)

1.一种航天器对接机构撞板，其特征在于：包括底座和位于底座上的基座，所述底座与基座互不接触，所述基座的中心设有方形盘，所述方形盘上周向等距分布有多个水平设置的第一弹簧，每个所述第一弹簧均嵌设在基座上，相邻的所述第一弹簧之间均设有垂直设置在基座上的第二弹簧；所述方形盘上设有第一凸起和嵌设在第一凸起上的固定盘，所述固定盘与第二弹簧连接在一起，所述固定盘的中心设有嵌设在第一凸起上的中心盖，所述中心盖上设有阶梯柱，所述阶梯柱上设有第三弹簧，所述中心盖上还套设有将阶梯柱包覆在内的定位盘，所述定位盘上螺钉连接有包覆在第三弹簧外的顶盖；所述底座上螺钉连接有外壳，所述基座上设有插接在外壳上的限位柱，所述限位柱外包覆有与外壳相抵的第四弹簧；所述第一弹簧的一端设有弹簧固定机构，所述弹簧固定机构包括固定连接在方形盘上的固定框和滚动连接在固定块底部的多个滚珠。

2.根据权利要求1所述的一种航天器对接机构撞板，其特征在于：所述固定盘上周向设有多个第二凸起，每个所述第二凸起嵌设在对应的第二弹簧内。

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