CN113998154B - 卫星重复锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卫星重复锁紧装置，包括撑台、锁紧组件、复位组件、传动组件和驱动组件；锁紧组件包括主动块和设于支撑台的锁定块，主动块沿第一路径滑动设于支撑台，主动块具有与锁定块插接以在垂直于支撑台台面的路径上限制锁定块位置的锁定状态，以及与锁定块分离的解锁状态；连接板设于锁定块，且平行于支撑台；复位组件设于支撑台，并位于连接板的下方，复位组件被配置有使连接板远离支撑台的预紧力；传动组件设于支撑台，与主动块连接；驱动组件设于支撑台，驱动组件与传动组件连接。本发明提供的卫星重复锁紧装置，旨在实现能够对卫星进行重复的连接与分离任务，简化结构、降低成本，提高与卫星连接的稳定性。

Description

卫星重复锁紧装置

技术领域

本发明属于空间卫星锁紧技术领域，更具体地说，是涉及一种卫星重复锁紧装置。

背景技术

在空间技术领域，卫星逐步向小型化发展。小型卫星具有质量轻、体积小、性能高、研制周期短等优点。空间平台搭载的多个小型卫星之间的连接与分离装置是空间平台飞行试验成功的关键因素。现有的卫星连接与分离装置仅能够实现一次性的连接与分离任务，造成资源的浪费和成本的增加。而且现有的卫星连接与分离装置结构复杂，与卫星的接触面积较小，造成与卫星连接不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星重复锁紧装置，旨在实现能够对卫星进行重复的连接与分离任务，简化结构、降低成本，提高与卫星连接的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种卫星重复锁紧装置，包括：

支撑台；

锁紧组件，设于所述支撑台上，所述锁紧组件包括主动块、连接板和设于所述支撑台的锁定块；所述主动块沿第一路径滑动设于所述支撑台，所述第一路径平行于所述支撑台的台面，所述主动块具有与所述锁定块插接以在垂直于所述支撑台台面的路径上限制所述锁定块位置的锁定状态，以及与所述锁定块分离的解锁状态；所述连接板设于所述锁定块，且平行于所述支撑台；

复位组件，设于所述支撑台，并位于所述连接板的下方，所述复位组件被配置有使所述连接板远离所述支撑台的预紧力；

传动组件，设于所述支撑台，与所述主动块连接；以及

驱动组件，设于所述支撑台，所述驱动组件与所述传动组件连接，所述驱动组件能够通过所述传动组件控制所述主动块与所述锁定块在所述锁定状态和所述解锁状态之间进行切换。

在一种可能的实现方式中，所述复位组件包括第一弹性件，所述第一弹性件设于所述连接板和所述支撑台之间，所述第一弹性件与所述支撑台连接，被配置有使所述连接板远离所述支撑台的预紧力。

在一种可能的实现方式中，所述第一弹性件设有多个，所述复位组件还包括设于多个所述第一弹性件和所述连接板之间的复位板，所述复位板与所述第一弹性件连接。

在一种可能的实现方式中，所述复位组件还包括可伸缩的导向柱，所述导向柱插设于所述第一弹性件内，且两端分别与所述支撑台和所述复位板连接。

在一种可能的实现方式中，所述传动组件包括：

螺杆，与所述驱动组件连接，所述螺杆的轴线平行于所述第一路径；

限位杆，与所述螺杆平行设置，且连接于所述支撑台；以及

传动机构，套设于所述螺杆和所述限位杆之外，所述传动机构与所述螺杆螺纹配合，并与所述限位杆滑动配合，所述传动机构连接于所述主动块。

在一种可能的实现方式中，所述传动机构包括：

传动座，套设于所述螺杆和所述限位杆之外，所述传动座与所述螺杆螺纹配合，并与所述限位杆滑动配合；以及

连接件，所述连接件的两端分别与所述传动座和所述主动块连接。

在一种可能的实现方式中，所述锁紧组件设有多个，多个所述锁紧组件分别与所述传动机构连接。

在一种可能的实现方式中，多个所述锁紧组件上的连接板相互连接形成整体构件，所述复位组件位于所述连接板的下方。

在一种可能的实现方式中，所述锁紧组件还包括设于所述锁定块下方的支撑块，所述连接件为柔性构件，所述锁定块和所述支撑块之间设有第二弹性件，所述第二弹性件被配置有使所述支撑块和所述主动块相互靠近的预紧力。

在一种可能的实现方式中，所述支撑块的支撑面上设有导向块，所述锁定块上开设有与所述导向块滑动插接配合的导向槽。

本发明提供的卫星重复锁紧装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明卫星重复锁紧装置在抓取设备将卫星抓取后放置在锁定块或连接板上，抓取设备控制卫星挤压连接板使复位组件被压缩，驱动组件通过传动组件控制主动块沿第一路径向靠近锁定块的一侧滑动，直至主动块与锁定块插接，此时锁定块和主动块处于锁定状态，卫星被固定在锁定块上。当需要释放卫星时，驱动组件通过传动组件控制主动块沿第一路径向远离锁定块的一侧滑动，直至主动块与锁定块分离，连接板在复位组件的作用下向远离支撑台的一侧弹起，带动锁定块同步移动，位于连接板或锁定块上的使卫星被弹飞，此时锁定块和主动块处于解锁状态。本发明能够在卫星下降至锁定块或连接块上后使其保持锁定状态，也可以在卫星起飞时对其解锁，结构简单，操作方便，卫星可以与连接板或锁定块接触，增加了卫星的与锁紧组件的接触面积，提高与卫星的连接稳定性，而且本装置可以进行重复使用，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的卫星重复锁紧装置解锁状态的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的卫星重复锁紧装置锁定状态的主视图；

图3为本发明实施例提供的卫星重复锁紧装置的内部俯视图。

图中：

1、支撑台；

2、锁紧组件；201、锁定块；2011、第二抵压面；2012、插槽；2013、引导面；202、连接板；203、第二弹性件；204、支撑块；2041、第一抵压面；205、主动块；2051、导向斜面；2052、插块；206、导向块；

3、传动组件；301、限位杆；302、螺杆；303、传动座；304、连接件；305、导向轮；3051、限位槽；306、挡板；

4、驱动组件；401、第一驱动器；402、减速器；403、第二驱动器；

5、复位组件；501、导向柱；502、复位板；503、凸块；504、第一弹性件；505、支撑柱。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的卫星重复锁紧装置进行说明。卫星重复锁紧装置，包括支撑台1、锁紧组件2、复位组件5、传动组件3和驱动组件4；锁紧组件2设于支撑台1上，锁紧组件2包括主动块205、连接板202和设于支撑台1的锁定块201，主动块205沿第一路径滑动设于支撑台1，第一路径平行于支撑台1的台面，主动块205具有与锁定块201插接以在垂直于支撑台1台面的路径上限制锁定块201位置的锁定状态，以及与锁定块201分离的解锁状态；连接板202设于锁定块201，且平行于支撑台1；复位组件5设于支撑台1，并位于连接板202的下方，复位组件5被配置有使连接板202远离支撑台1的预紧力；传动组件3设于支撑台1，与主动块205连接；驱动组件4设于支撑台1，驱动组件4与传动组件3连接，驱动组件4能够通过传动组件3控制主动块205与锁定块201在锁定状态和解锁状态之间进行切换。

本发明提供的卫星重复锁紧装置，与现有技术相比，本发明卫星重复锁紧装置在抓取设备将卫星抓取后放置在锁定块201或连接板202上，抓取设备控制卫星挤压连接板202使复位组件5被压缩，驱动组件4通过传动组件3控制主动块205沿第一路径向靠近锁定块201的一侧滑动，直至主动块205与锁定块201插接，此时锁定块201和主动块205处于锁定状态，卫星被固定在锁定块201上。当需要释放卫星时，驱动组件4通过传动组件3控制主动块205沿第一路径向远离锁定块201的一侧滑动，直至主动块205与锁定块201分离，连接板202在复位组件5的作用下向远离支撑台1的一侧弹起，带动锁定块201同步移动，位于连接板202或锁定块201上的使卫星被弹飞，此时锁定块201和主动块205处于解锁状态。本发明能够在卫星下降至锁定块201或连接块上后使其保持锁定状态，也可以在卫星起飞时对其解锁，结构简单，操作方便，卫星可以与连接板202或锁定块201接触，增加了卫星的与锁紧组件的接触面积，提高与卫星的连接稳定性，而且本装置可以进行重复使用，降低了成本。

可选的，驱动组件4可以为气缸。

可选的，连接板202可以与锁定块201的侧壁连接，也可以与锁定块201的顶面连接。

可选的，连接板202可以与锁定块201为一体构件，也可以为分体构件。

可选的，当连接板202与锁定块201的侧壁连接时，连接板202的支撑面与锁定块201的支撑面位于同一平面，方便卫星降落。

在一些实施例中，参阅图1至图3，锁定块201上开设有插槽2012，主动块205上具有与插槽2012相适配的插块2052，插块2052与插槽2012沿第一路径插接配合。

本实施例中驱动组件4通过传动组件3控制主动块205沿第一路径向靠近锁定块201的一侧移动时，卫星被抓取设备放置在锁定块201的顶部，卫星自身的重力和抓取设备对连接板202或锁定块201施加压力使其向下挤压复位组件5，使插块2052与插槽2012的垂直于工作台台面的位置相对应，然后插块2052在驱动组件4的作用下移动至与插槽2012插接，从而对锁定块201锁定。当驱动组件4通过传动组件3控制主动块205沿第一路径向远离锁定块201的一侧移动时，抓取设备不再控制卫星对锁定块201或连接板202施加压力，插块2052与插槽2012分离后，复位组件5复位使锁定块201向上回弹，从而对位于锁定块201上的卫星助力起飞，完成解锁。本结构能够完成对锁定块201的锁合和解锁，而且可以重复使用，降低了成本。

在一些实施例中，参阅图1至图3，插块2052的插接端具有导向斜面2051，插槽2012的开口端具有与导向斜面2051相适配的引导面2013。

插块2052与插槽2012插接时，如果插槽2012与插槽2012在垂直于支撑台1台面的方向具有一定的落差，导向斜面2051和引导面2013配合可以提高插接的准确性。另外，导向斜面2051和引导面2013的设置可以减少插块2052与插槽2012之间的摩擦力，减小磨损。

在一些实施例中，参阅图1至图3，复位组件5包括第一弹性件504，第一弹性件504设于连接板202和支撑台1之间，第一弹性件504与支撑台1连接，被配置有使连接板202远离支撑台1的预紧力。

本实施例中抓取设备控制卫星对连接板202或锁定块201施加压力，从而使第一弹性件504被压缩，然后驱动组件4通过传动组件3控制主动块205沿第一路径向靠近锁定块201的一侧移动，直至主动块205与锁定块201插接，从而将卫星锁定。当需要对卫星解除锁定时，驱动组件4通过传动组件3控制主动块205沿第一路径向远离锁定块201的一侧移动，直至锁定块201与主动块205处于解锁状态，第一弹性件504复位，使连接板202和锁定块201向远离支撑台1的一侧移动，从而完成卫星的解锁。本结构简单，能够方便的对卫星进行锁紧或解锁，操作方便。

在一些实施例中，请参阅图1至图3，第一弹性件504设有多个，复位组件5还包括设于多个第一弹性件504和连接板202之间的复位板502，,复位板502与第一弹性件504连接。

复位板502盖设在多个第一弹性件504上，复位板502能够增加与连接板202的接触面积，减小压强，同时能够使连接板202复位时更加稳定。两位，在对连接板202进行复位时，多个第一弹性件504同时对复方板提供弹性复位力，提高了复位效果，确保卫星能够向上弹起。

可选的，复位板502远离支撑台1的一侧设有凸块503，凸块503能够与连接板202抵接。

在一些实施例中，请参阅图1至图3，复位组件5还包括导向柱501，导向柱501插设于第一弹性件504内，用于对第一弹性件504在垂直于支撑台1台面的方向提供导向。

插设于第一弹性件504内的导向柱501在第一弹性件504复位时可以对其提供导向作用，确保第一弹性件504沿垂直于支撑台1台面的方向复位，使卫星解锁时沿既定路径飞起。

可选的，第一弹性件504为弹簧。

可选的，导向柱501与支撑台1连接。

可选的，复位组件5还包括连接于导向柱501下方的支撑柱505，支撑柱505设于支撑台1，第一弹性件504与支撑柱505连接。根据连接板202与支撑台1之间的距离确定支撑柱505的高度，以适配于连接板202，无需更换第一弹性件504。

需要说明的是，第一弹性件504被压缩至最小行程时，第一弹性件504顶端高于支撑柱505的顶端，确保支撑柱505不会与连接板202产生干涉。

在一些实施例中，请参阅图1至图3，传动组件3包括螺杆302、限位杆301和传动机构，螺杆302与驱动组件4连接，螺杆302的轴线平行于第一路径；限位杆301与螺杆302平行设置，且连接于支撑台1；传动机构套设于螺杆302和限位杆301之外，传动机构与螺杆302螺纹配合，并与限位杆301滑动配合，传动机构连接于主动块205。

驱动组件4控制螺杆302转动，传动机构在限位杆301的作用下无法旋转，与螺杆302螺纹连接的传动机构可以沿螺杆302的轴向移动，从而使与传动机构连接的主动块205沿第一路径移动。本实施例中的结构简单，传动效果稳定，能够实现主动块205沿第一路径自由移动。

作为传动机构的一种具体实施方式，图中未示出，传动机构为螺母，螺母套设于螺杆302与限位杆301之外，且其外表面与主动块205连接，螺母随着螺杆302的正传或反转而沿第一路径移动，继而直接带动主动块205移动。

作为传动机构的另一种变形实施方式，请参阅图1至图3，传动机构包括传动座303和连接件304，传动座303套设于螺杆302和限位杆301之外，传动座303与螺杆302螺纹配合，并与限位杆301滑动配合；连接件304的两端分别与传动座303和主动块205连接。

传动座303沿螺杆302的轴向移动，并通过连接件304控制主动块205，使其可以沿第一路径移动。传动座303通过连接件304与主动块205连接，可以实现在支撑台1上的合理布局，减小了占用支撑台1的面积。

在一些实施例中，请参阅图1至图3，锁紧组件2设有多个，多个锁紧组件2分别与传动机构连接。

驱动组件4通过传动组件3可以同时控制多个锁紧组件2工作，可以同时对多个卫星进行锁定或解锁，提高工作效率，减小了驱动能耗。

可选的，复位组件5设有多个，复位组件5分别与锁紧组件2一一对应。

可选的，锁紧组件2设有两组，两组锁紧组件2分别与连接件304连接，两个连接件304连接于同一传动座303。

可选的，锁紧组件2和传动机构形成锁紧模块，锁紧模块具有两组，两组锁紧模块上的传动座303分别连接于螺杆302。通过一次驱动可以同时控制四个锁紧组件2工作。

在一些实施例中，请参阅图1至图3，多个锁紧组件2上的连接板202相互连接形成整体构件，复位组件5位于连接板202的下方。

通过一组复位组件5可以对多个锁紧组件2完成复位作用，简化了复位结构，合理规划了支撑台1上的空间。另外，多个锁紧组件2上的连接板202连接形成整体结构，增加了与卫星的接触面积，提高卫星锁紧和解锁的稳定性。

可选的，多个锁紧组件2上的连接板202为一体构件。

在一些实施例中，请参阅图1至图3，连接件304为柔性构件，锁定块201和支撑块204之间设有第二弹性件203，第二弹性件203被配置有使支撑块204和主动块205相互靠近的预紧力。

连接件304随传动座303沿第一路径向靠近锁定块201的一侧移动时，因连接件304为柔性构件，无法对主动块205施加推力，因此在第二弹性件203的作用下主动块205向支撑块204靠近，直至主动块205与锁定块201插接，达到锁定状态。需要解锁时，传动座303控制柔性的连接件304沿第一路径向远离锁定块201的一侧拉动主动块205，第二弹性件203被拉伸，主动块205和锁定块201分离，达到解锁状态。本实施例中的结构避免了传动座303与主动块205刚性连接，在传动发生故障时能够减小对主动块205的冲击，具有一定的缓冲效果，提高了部件的使用寿命。

可选的，支撑块204上具有倾斜的第一抵压面2041，锁定块201上具有与第一抵压面2041相适配的第二抵压面2011，第一抵压面2041与第二抵压面2011配合在锁定块201向支撑块204靠近时对其提供导向作用，减小锁定块201与支撑块204之间的摩擦。

可选的，第二弹性件203为弹簧。

在一些实施例中，请参阅图1至图3，支撑块204的支撑面上设有导向块206，锁定块201上开设有与导向块206滑动插接配合的导向槽。

通过导向槽与导向块206的插接对锁定块201和支撑块204提供导向作用，在由锁定状态向解锁状态切换时，导向块206和导向槽配合可以确保锁定块201沿上下方向移动，提高卫星升空时方向的准确。同时，在由解锁状态向锁定状态切换时，导向块206与导向槽配合可以使锁定块201沿指定路径移动，确保锁定块201与主动块205插接。

在一些实施例中，请参阅图1至图3，传动机构还包括设于锁紧组件2和螺杆302之间的导向轮305，连接件304的一端连接于传动座303，另一端绕过导向轮305并主动块205连接，导向轮305的轴线垂直于支撑台1的台面。

柔性的连接件304绕过导向轮305后分别与主动块205和传动座303连接，导向轮305能够改变传动方向，减小传动座303的移动行程。另外，导向轮305能够减小与连接件304之间的摩擦力，避免磨损或割断连接件304，提高连接件304的使用寿命。

可选的，连接件304可以是钢丝绳或传动带，具有一定的强度和弯曲复位性能。

可选的，导向轮305的外周面具有限位槽3051，连接件304设于限位槽3051内，提高连接件304与导向轮305连接之间的稳定性。

在一些实施例中，请参阅图1至图3，导向轮305的顶部设有挡板306，导向轮305与挡板306转动连接。

连接件304在传动过程中可能会发生打滑等现象，挡板306能够对连接件304限位，避免连接件304从导向轮305的顶部脱离，提高连接的稳定性。

在一些实施例中，请参阅图1至图3，驱动组件4包括第一驱动器401、第二驱动器403以及分别与第一驱动器401和第二驱动器403连接的减速器402，减速器402的输出端与传动组件3连接，第一驱动器401和第二驱动器403能够控制减速器402向相反的方向旋转。

第一驱动器401和第二驱动器403分别控制减速器402向相反的方向转动，从而实现螺杆302绕不同的方向转动，以驱动传动机构在螺杆302上沿相反的方向移动。本实施例中的结构连接稳定，在传动过程中可以实现主动块205的缓慢移动，避免快速的移动时主动块205与锁定块201之间发生碰撞，造成设备的损坏。

可选的，第一驱动器401和第二驱动器403均为电机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.卫星重复锁紧装置，其特征在于，包括：

支撑台；

锁紧组件，设于所述支撑台上，所述锁紧组件包括主动块、连接板和设于所述支撑台的锁定块；所述主动块沿第一路径滑动设于所述支撑台，所述第一路径平行于所述支撑台的台面，所述主动块具有与所述锁定块插接以在垂直于所述支撑台台面的路径上限制所述锁定块位置的锁定状态，以及与所述锁定块分离的解锁状态；所述连接板设于所述锁定块，且平行于所述支撑台，所述锁定块上开设有插槽，所述主动块上具有与所述插槽相适配的插块，所述插块与插槽沿所述第一路径插接配合，所述锁紧组件还包括设于所述锁定块下方的支撑块，所述锁定块和所述支撑块之间设有第二弹性件，所述第二弹性件被配置有使所述支撑块和所述主动块相互靠近的预紧力；

复位组件，设于所述支撑台，并位于所述连接板的下方，所述复位组件被配置有使所述连接板远离所述支撑台的预紧力；

传动组件，设于所述支撑台，与所述主动块连接；以及

驱动组件，设于所述支撑台，所述驱动组件与所述传动组件连接，所述驱动组件能够通过所述传动组件控制所述主动块与所述锁定块在所述锁定状态和所述解锁状态之间进行切换；

所述传动组件包括：

螺杆，与所述驱动组件连接，所述螺杆的轴线平行于所述第一路径；

限位杆，与所述螺杆平行设置，且连接于所述支撑台；以及

传动机构，套设于所述螺杆和所述限位杆之外，所述传动机构与所述螺杆螺纹配合，并与所述限位杆滑动配合，所述传动机构连接于所述主动块；

所述传动机构包括：

传动座，套设于所述螺杆和所述限位杆之外，所述传动座与所述螺杆螺纹配合，并与所述限位杆滑动配合；以及

连接件，两端分别与所述传动座和所述主动块连接，所述连接件为柔性构件。

2.如权利要求1所述的卫星重复锁紧装置，其特征在于，所述复位组件包括第一弹性件，所述第一弹性件设于所述连接板和所述支撑台之间，所述第一弹性件与所述支撑台连接，被配置有使所述连接板远离所述支撑台的预紧力。

3.如权利要求2所述的卫星重复锁紧装置，其特征在于，所述第一弹性件设有多个，所述复位组件还包括设于多个所述第一弹性件和所述连接板之间的复位板，所述复位板与所述第一弹性件连接。

4.如权利要求3所述的卫星重复锁紧装置，其特征在于，所述复位组件还包括可伸缩的导向柱，所述导向柱插设于所述第一弹性件内，且两端分别与所述支撑台和所述复位板连接。

5.如权利要求1所述的卫星重复锁紧装置，其特征在于，所述锁紧组件设有多个，多个所述锁紧组件分别与所述传动机构连接。

6.如权利要求5所述的卫星重复锁紧装置，其特征在于，多个所述锁紧组件上的连接板相互连接形成整体构件，所述复位组件位于所述连接板的下方。

7.如权利要求1所述的卫星重复锁紧装置，其特征在于，所述支撑块的支撑面上设有导向块，所述锁定块上开设有与所述导向块滑动插接配合的导向槽。