CN114044173B - 卫星锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卫星锁紧装置，包括工作平台、锁紧组件、传动组件和驱动组件；锁紧组件设于工作平台上，包括驱动块、锁紧块和设于锁紧块与工作平台之间的第一弹性件，驱动块沿第一路径滑动设于工作平台，第一路径平行于工作平台的台面，驱动块具有与锁紧块插接以在垂直于工作平台台面的路径上限制锁紧块位置的锁定状态，以及与锁紧块分离的解锁状态，第一弹性件被配置有使锁紧块远离工作平台的预紧力；传动组件设于工作平台，与驱动块连接；驱动组件设于工作平台，驱动组件与传动组件连接。本发明提供的卫星锁紧装置，旨在实现能够对卫星进行重复的连接与分离任务，降低成本。

Description

卫星锁紧装置

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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星锁紧装置，旨在实现能够对卫星进行重复的连接与分离任务，降低成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种卫星锁紧装置，包括：

工作平台；

锁紧组件，设于所述工作平台上，所述锁紧组件包括驱动块、锁紧块和设于所述锁紧块与所述工作平台之间的第一弹性件，所述驱动块沿第一路径滑动设于所述工作平台，所述第一路径平行于所述工作平台的台面，所述驱动块具有与所述锁紧块插接以在垂直于所述工作平台台面的路径上限制所述锁紧块位置的锁定状态，以及与所述锁紧块分离的解锁状态，所述第一弹性件被配置有使所述锁紧块远离所述工作平台的预紧力；

传动组件，设于所述工作平台，与所述驱动块连接；以及

驱动组件，设于所述工作平台，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驱动块与所述锁紧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，所述锁紧块上开设有插槽，所述驱动块上具有与所述插槽相适配的插块，所述插块与所述插槽沿所述第一路径插接配合。

在一种可能的实现方式中，所述插块的插接端具有导向斜面，所述插槽的开口端具有与所述导向斜面相适配的引导面。

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，且连接于所述工作平台；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驱动块。

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驱动块连接。

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紧块下方的支撑块，所述第一弹性件设于所述锁紧块与所述支撑块之间；

所述连接件为柔性构件，所述驱动块与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驱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柱，所述锁紧块上开设有与所述导向柱滑动插接配合的导向槽。

在一种可能的实现方式中，所述传动机构还包括设于所述锁紧组件和所述螺杆之间的导向轮，所述连接件的一端连接于所述传动座，另一端绕过所述导向轮并与所述驱动块连接，所述导向轮的轴线垂直于所述工作平台的台面。

在一种可能的实现方式中，所述导向轮的顶部设有挡板，所述导向轮与所述挡板转动连接。

在一种可能的实现方式中，所述驱动组件包括第一驱动器、第二驱动器以及分别与所述第一驱动器和所述第二驱动器连接的减速器，所述减速器的输出端与所述传动组件连接，所述第一驱动器和所述第二驱动器能够控制所述减速器向相反的方向旋转。

本发明提供的卫星锁紧装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明卫星锁紧装置在抓取设备将卫星抓取后放置在锁紧块上，抓取设备控制卫星对锁紧块施加压力使第一弹性件被压缩，驱动组件通过传动组件控制驱动块沿第一路径向靠近锁紧块的一侧滑动，直至驱动块与锁紧块插接，此时锁紧块和驱动块处于锁定状态，卫星被固定在锁紧块上。当需要释放卫星时，驱动组件通过传动组件控制驱动块沿第一路径向远离锁紧块的一侧滑动，直至驱动块与锁紧块分离，锁紧块在第一弹性件的作用下向远离工作平台的一侧弹起，位于锁紧块上的使卫星被弹飞，此时锁紧块和驱动块处于解锁状态。本发明能够在卫星下降至锁紧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，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锁紧装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的卫星锁紧装置解锁状态的示意图；

图3为本发明实施例提供的卫星锁紧装置锁定状态的示意图；

图4为图1所示的卫星锁紧装置的俯视结构示意图；

图5为图1所示的卫星锁紧装置的侧视结构示意图。

图中：

1、工作平台；

2、锁紧组件；201、锁紧块；2011、第二抵压面；2012、插槽；2013、引导面；202、第一弹性件；203、第二弹性件；204、支撑块；2041、第一抵压面；205、驱动块；2051、导向斜面；2052、插块；206、导向柱；

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。

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5，现对本发明提供的卫星锁紧装置进行说明。卫星锁紧装置，包括工作平台1、锁紧组件2、传动组件3和驱动组件4；锁紧组件2设于工作平台1上，锁紧组件2包括驱动块205、锁紧块201和设于锁紧块201与工作平台1之间的第一弹性件202，驱动块205沿第一路径滑动设于工作平台1，第一路径平行于工作平台1的台面，驱动块205具有与锁紧块201插接以在垂直于工作平台1台面的路径上限制锁紧块201位置的锁定状态，以及与锁紧块201分离的解锁状态，第一弹性件202被配置有使锁紧块201远离工作平台1的预紧力；传动组件3设于工作平台1，与驱动块205连接；驱动组件4设于工作平台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控制驱动块205与锁紧块201在锁定状态和解锁状态之间进行切换。

本发明提供的卫星锁紧装置，与现有技术相比，本发明卫星锁紧装置在抓取设备将卫星抓取后放置在锁紧块201上，抓取设备控制卫星对锁紧块201施加压力使第一弹性件202被压缩，驱动组件4通过传动组件3控制驱动块205沿第一路径向靠近锁紧块201的一侧滑动，直至驱动块205与锁紧块201插接，此时锁紧块201和驱动块205处于锁定状态，卫星被固定在锁紧块201上。当需要释放卫星时，驱动组件4通过传动组件3控制驱动块205沿第一路径向远离锁紧块201的一侧滑动，直至驱动块205与锁紧块201分离，锁紧块201在第一弹性件202的作用下向远离工作平台1的一侧弹起，位于锁紧块201上的使卫星被弹飞，此时锁紧块201和驱动块205处于解锁状态。本发明能够在卫星下降至锁紧块201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，而且本装置可以进行重复使用，降低了成本。

可选的，本实施例中第一弹性件202的一端与工作台连接，另一端可以与锁紧块201连接，也可以不与锁紧块201连接。

可选的，驱动组件4可以为气缸。

可选的，第一弹性件202为弹簧。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，锁紧块201上开设有插槽2012，驱动块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控制驱动块205沿第一路径向靠近锁紧块201的一侧移动时，卫星被抓取设备放置在锁紧块201的顶部，卫星自身的重力和抓取设备对锁紧块201施加压力使其向下挤压第一弹性件202，使插块2052与插槽2012垂直于工作平台1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，从而对锁紧块201锁定。当驱动组件4通过传动组件3控制驱动块205沿第一路径向远离锁紧块201的一侧移动时，抓取设备不再控制卫星对锁紧块201施加压力，插块2052与插槽2012分离后，第一弹性件202复位使锁紧块201向上回弹，从而对位于锁紧块201上的卫星助力起飞，完成解锁。本结构能够完成对锁紧块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，请参阅图1至图5，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在垂直于工作平台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，请参阅图1至图5，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；限位杆301与螺杆302平行设置，且连接于工作平台1；传动机构套设于螺杆302与限位杆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，传动机构连接于驱动块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驱动块205沿第一路径移动。本实施例中的结构简单，传动效果稳定，能够实现驱动块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，且其外表面与驱动块205连接，螺母随着螺杆302的正传或反转而沿第一路径移动，继而直接带动驱动块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5，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与限位杆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；连接件304的两端分别与传动座303和驱动块205连接。

传动座303沿螺杆302的轴向移动，并通过连接件304控制驱动块205，使其可以沿第一路径移动。传动座303通过连接件304与驱动块205连接，可以实现在工作平台1上的合理布局，减小了占用工作平台1的面积。

可选的，锁紧组件2设有两组，两组组件沿第一路径设于工作平台1的两侧，传动座303设有两个，每个传动座303上均连接有连接件304。卫星可以同时与两组锁紧组件2上的锁紧块201接触，增加接触面积，减小压强。另外，在解除锁定时两组锁紧组件2上的锁紧块201同时对卫星提供弹力，提高对卫星的向上作用力。

可选的，锁紧组件2设有四组，四组锁紧组件2分别设于工作平台1的四个顶角处，传动座303设有两个，每个传动座303上连接有两个连接件304，同一传动座303可以控制沿垂直于第一方向分布的两个锁紧组件2。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，锁紧组件2还包括设于锁紧块201下方的支撑块204，第一弹性件202设于锁紧块201与支撑块204之间；连接件304为柔性构件，驱动块205与支撑块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和驱动块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紧块201的一侧移动时，因连接件304为柔性构件，无法对驱动块205施加推力，因此在第二弹性件203的作用下驱动块205向支撑块204靠近，直至驱动块205与锁紧块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紧块201的一侧拉动驱动块205，第二弹性件203被拉伸，驱动块205和锁紧块201分离，达到解锁状态。本实施例中的结构避免了传动座303与驱动块205刚性连接，在传动发生故障时能够减小对驱动块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，锁紧块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配合在锁紧块201向支撑块204靠近时对其提供导向作用，减小锁紧块201与支撑块204之间的摩擦。

可选的，第二弹性件203为弹簧。

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。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，支撑块204的支撑面上设有导向柱206，锁紧块201上开设有与导向柱206滑动插接配合的导向槽。

通过导向槽与导向柱206的插接对锁紧块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，导向柱206和导向槽配合可以确保锁紧块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，导向柱206与导向槽配合可以使锁紧块201沿指定路径移动，确保锁紧块201与驱动块205插接。

在一些实施例中，请参阅图1至图5，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并驱动块205连接，导向轮305的轴线垂直于工作平台1的台面。

柔性的连接件304绕过导向轮305后分别与驱动块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，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5，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5，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驱动块205的缓慢移动，避免快速的移动时驱动块205与锁紧块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 (3)

1.卫星锁紧装置，其特征在于，包括：

工作平台；

锁紧组件，设于所述工作平台上，所述锁紧组件包括驱动块、锁紧块和设于所述锁紧块与所述工作平台之间的第一弹性件，所述驱动块沿第一路径滑动设于所述工作平台，所述第一路径平行于所述工作平台的台面，所述驱动块具有与所述锁紧块插接以在垂直于所述工作平台台面的路径上限制所述锁紧块位置的锁定状态，以及与所述锁紧块分离的解锁状态，所述第一弹性件被配置有使所述锁紧块远离所述工作平台的预紧力；

传动组件，设于所述工作平台，与所述驱动块连接；以及

驱动组件，设于所述工作平台，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驱动块与所述锁紧块在所述锁定状态和所述解锁状态之间进行切换；

所述锁紧块上开设有插槽，所述驱动块上具有与所述插槽相适配的插块，所述插块与所述插槽沿所述第一路径插接配合；

所述插块的插接端具有导向斜面，所述插槽的开口端具有与所述导向斜面相适配的引导面；

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，且连接于所述工作平台；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驱动块；

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，所述连接件的两端分别与所述传动座和所述驱动块连接；

所述锁紧组件还包括设于所述锁紧块下方的支撑块，所述第一弹性件设于所述锁紧块与所述支撑块之间；

所述连接件为柔性构件，所述驱动块与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驱动块相互靠近的预紧力；

所述支撑块的支撑面上设有导向柱，所述锁紧块上开设有与所述导向柱滑动插接配合的导向槽；

所述传动机构还包括设于所述锁紧组件和所述螺杆之间的导向轮，所述连接件的一端连接于所述传动座，另一端绕过所述导向轮并与所述驱动块连接，所述导向轮的轴线垂直于所述工作平台的台面。

2.如权利要求1所述的卫星锁紧装置，其特征在于，所述导向轮的顶部设有挡板，所述导向轮与所述挡板转动连接。

3.如权利要求1所述的卫星锁紧装置，其特征在于，所述驱动组件包括第一驱动器、第二驱动器以及分别与所述第一驱动器和所述第二驱动器连接的减速器，所述减速器的输出端与所述传动组件连接，所述第一驱动器和所述第二驱动器能够控制所述减速器向相反的方向旋转。