CN203593177U - 一种花瓣式捕获机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种捕获机构，特别涉及一种花瓣式捕获机构。本实用新型的花瓣式捕获机构，应用于飞行器上，包括驱动机构、传动机构、支撑机构和若干花瓣机构，驱动机构通过传动机构使支撑机构上的若干花瓣机构实现展开、扣拢动作以完成捕获工作。与现有技术相比，本实用新型的花瓣式捕获机构可重复使用，且不需要相应的捕获接口以实现连接，提高了捕获机构的通用性。

Description

一种花瓣式捕获机构

技术领域

本实用新型涉及一种捕获机构，特别涉及一种可实现花瓣式旋转开合的花瓣式捕获机构，适用于对一些空间目标飞行器、空间垃圾碎片的捕获清理。 

背景技术

目前，美国、俄罗斯和欧洲的航天部门出于不同目的，提出了多种多样的捕获机构，常见的空间捕获机构是网式捕获机构或爪式捕获机构，但是存在以下缺陷：网式捕获机构不可重复使用；爪式捕获机构要求被捕获飞行器提供相应的捕获接口以实现连接，严重限制了捕获机构的通用性。 

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种花瓣式捕获机构，以解决现有技术中的网式捕获机构不可重复使用；而爪式捕获机构要求被捕获飞行器提供相应的捕获接口以实现连接，严重限制了捕获机构的通用性的技术性问题。 

本实用新型目的通过以下技术方案实现： 

一种花瓣式捕获机构，应用于飞行器上，包括驱动机构、传动机构、支撑机构和若干花瓣机构，其中， 

所述支撑机构包括支撑板，所述支撑板的底面设置有若干支撑柱，所述支撑柱通过紧固件与飞行器连接； 

所述花瓣机构设置在所述支撑板的顶面，所述花瓣机构的下端与所述支撑板枢转连接； 

所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机连接在飞行器上，所述驱动电机位于所述支撑板的下方； 

所述传动机构包括滚珠丝杠和若干连杆，所述驱动电机通过联接件与所述滚珠丝杠连接，所述滚珠丝杠上设置有与之相配合的滚珠丝杠螺母，每个连杆的一端与所述滚珠丝杠螺母上的法兰接口连接，另一端与所述花瓣机构连接。 

优选地，所述花瓣机构包括上半花瓣和下半花瓣，所述上半花瓣和所述下半花瓣之间通过转轴连接，所述转轴上套设一复位扭簧。 

优选地，所述上半花瓣和所述下半花瓣均包括边框，所述边框内设有限位架。 

优选地，所述限位架包括“十”字形架。 

优选地，所述上半花瓣和所述下半花瓣上设有止口定位结构。 

优选地，所述上半花瓣和所述下半花瓣旋转至重合时，所述上半花瓣和所述下半花瓣之间由可熔断锁紧绳连接锁紧，所述可熔断锁紧绳与飞行器电性连接。 

优选地，所述连杆的个数小于所述花瓣机构的个数，所述花瓣机构均匀分布在所述支撑板的边沿，相邻花瓣机构之间相互压合、挤压。 

优选地，所述花瓣机构的个数为6个，所述连杆的个数为3个，其中三个花瓣机构各与一连杆连接，另外三个花瓣机构将与连杆连接的三个花瓣机构隔开，相邻花瓣机构之间相互压合、挤压。 

优选地，所述滚珠丝杠通过支撑法兰连接在飞行器上。 

优选地，所述联接件包括联轴器。 

与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果： 

1、本实用新型的花瓣式捕获机构可重复使用，且不需要相应的捕获接口以实现连接，提高了捕获机构的通用性； 

2、本实用新型的花瓣式捕获机构选取花瓣开合式的仿生构型来进行设计，充分借鉴了这种结构收纳包络小、花瓣彼此压合打开巧妙、花瓣中间包络大、扣合紧密的特点，工作前，捕获机构前呈收缩状态，可节省空间，工作时，捕获机构花瓣式打开，然后对目标捕获扣拢，完成抓捕动作； 

3、本实用新型的花瓣式捕获机构可以在低功耗、轻质量的条件下，满足较宽泛的捕获初始条件，具有出色的捕获可靠性，且发射初速度小，不会影响搭载卫星的星载设备和装置，可避免飞行器的姿态严重波动。 

附图说明

图1为本实用新型的花瓣式捕获机构的结构示意图； 

图2为本实用新型的花瓣机构的剖视图； 

图3a)- h)为本实用新型的花瓣式捕获机构的展开过程图（压合——展开——扣 拢）； 

以上图中各零件的名称表示如下： 

1——上半花瓣； 

2——下半花瓣； 

3——上半花瓣边框； 

4——上半花瓣“十”字形架； 

5——下半花瓣边框； 

6——下半花瓣“十”字形架； 

7——支撑板； 

8——支撑柱； 

9——紧固螺钉； 

10——连杆； 

11——驱动电机； 

12——连接法兰； 

13——滚珠丝杠螺母； 

14——滚珠丝杠； 

15——复位扭簧。 

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型。 

请参阅图1、2，本实用新型的花瓣式捕获机构，包括驱动机构、传动机构、支撑机构和若干花瓣机构，其中， 

支撑机构包括支撑板7，支撑板7的底面设置有若干支撑柱8，在本实例中，支撑柱8为3个，支撑柱8通过紧固螺钉与飞行器固定连接； 

花瓣机构设置在支撑板7的顶面，花瓣机构的下端与支撑板7枢转连接； 

驱动机构包括驱动电机11，驱动电机11固定连接在飞行器上，驱动电机11位于支撑板7的下方； 

传动机构包括滚珠丝杠14和若干连杆10，滚珠丝杠14通过支撑法兰12连 接在飞行器上，驱动电机11通过联轴器或其他联接件与滚珠丝杠14连接，滚珠丝杠14上设置有与之相配合的滚珠丝杠螺母13，每个连杆10的一端与滚珠丝杠螺母13上的法兰接口连接，另一端与花瓣机构的下端连接。 

在本实例中，花瓣机构包括上半花瓣1和下半花瓣2，上半花瓣1和下半花瓣2之间通过销钉连接，销钉上套设一复位扭簧15。上半花瓣1和下半花瓣2可相对旋转至重合。 

在本实例中，上半花瓣1和下半花瓣2均包括边框3、5，边框3、5内设有限位架4、6。限位架可为“十”字形架，也可为其他结构，孔间隙可根据捕获目标的尺寸确定，以不漏掉目标为准。 

在本实例中，上半花瓣1和下半花瓣2上设有止口定位结构。止口定位结构在本实用新型中不限定其结构，可为现有技术中的任意一种止口定位结构。 

在本实例中，上半花瓣1和下半花瓣2旋转至重合时，上半花瓣1和下半花瓣2之间由可熔断锁紧绳连接锁紧，可熔断锁紧绳与飞行器电性连接。当可熔断锁紧绳通电熔断之后，上、下半花瓣便可以依靠扭簧的回复力展开到位，同时通过两半花瓣之间的机械止口定位和保持展开后的连接刚度。发射段上、下半花瓣旋转到重合位置后，通过可熔断锁紧绳锁紧，在工作阶段，花瓣式捕获机构释放到某个阶段后，锁紧绳通电熔断，此时上、下半花瓣便通过复位扭簧15的复位作用，完成旋转打开，到位后通过机械止口定位。 

在本实用新型中，连杆10的个数小于花瓣机构的个数，花瓣机构均匀分布在支撑板7的边沿，相邻花瓣机构之间相互压合、挤压。在本实例中，花瓣机构的个数为6个，6个花瓣机构均匀分布在支撑板7的边沿，花瓣机构的个数以能够通过配合完成对目标的捕获任务为限，连杆10为3个，其中三个花瓣机构各与一连杆10连接，另外三个花瓣机构将与连杆10连接的三个花瓣机构隔开，相邻花瓣机构之间相互压合、挤压。6个花瓣机构之间彼此挤压，传递力作用，从而实现同时的展开和扣拢。工作时，滚珠丝杠在驱动电机的带动下转动，使滚珠丝杠螺母上下移动，带动与之固连的法兰接口也上下移动，从而带动三个连杆上下动作，连杆10又把运动和力传递到与之连接的三个可旋合花瓣机构的下半花瓣上，从而推动这三个花瓣机构展开、扣拢，这三个主动花瓣之间的被动花瓣机构也通过与之的压合、挤压，被带动一起运动，从而实现所有花瓣机 构的展开、扣拢动作。 

采用本实用新型的技术方案，使花瓣式捕获机构可以做到质量不大于1.5kg，功耗不大于3W，并且通过仿真得到较为准确的捕获初始条件如表1所示。 

表1捕获初始条件 

通过仿真、对比可以看出，本实用新型可以在低功耗、轻质量的条件下，满足较宽泛的捕获初始条件，具有出色的捕获可靠性。 

请参阅图3，是花瓣式捕获机构的压合—展开—扣拢过程的示意图。其中，发射段，花瓣式捕获机构的收纳状态如图a)所示；六瓣可旋合花瓣机构完全展开到位后的状态如图f)所示；扣合抓捕完成的状态如图h)所示。a)～d)为通过电机、滚珠丝杠把花瓣机构打开的过程，此时可旋合花瓣机构的上、下半花瓣1、2重合在一起，并且通过可熔断锁紧绳固定。d)～f)为锁紧绳熔断后，上半花瓣1旋转打开的过程，到位后通过机械止口固定。f)～h)为花瓣式捕获机构扣合抓拢的过程，通过驱动电机11—滚珠丝杠14—滚珠丝杠螺母13—连杆10—下半花瓣2的传递链，把运动和力最终传递到花瓣机构，并且通过彼此的压合实现所有花瓣机构的扣拢捕获运动。通过巧妙的尺寸设计可以实现花瓣捕获机构打开到如图f)的极限位置时候，六个花瓣机构的下半花瓣之间仍然能够彼此压合，而不会脱漏。 

本实用新型的花瓣式捕获机构可重复使用，且不需要相应的捕获接口以实现连接，提高了捕获机构的通用性。本实用新型的花瓣式捕获机构选取花瓣开 合式的仿生构型来进行设计，充分借鉴了这种结构收纳包络小、花瓣彼此压合打开巧妙、花瓣中间包络大、扣合紧密的特点，工作前，捕获机构前呈收缩状态，可节省空间，工作时，捕获机构花瓣式打开，然后对目标捕获扣拢，完成抓捕动作。 

本实用新型的花瓣式捕获机构可以在低功耗、轻质量的条件下，满足较宽泛的捕获初始条件，具有出色的捕获可靠性，且发射初速度小，不会影响搭载卫星的星载设备和装置，可避免飞行器的姿态严重波动。 

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种花瓣式捕获机构，应用于飞行器上，其特征在于，包括驱动机构、传动机构、支撑机构和若干花瓣机构，其中，

所述支撑机构包括支撑板，所述支撑板的底面设置有若干支撑柱，所述支撑柱通过紧固件与飞行器连接；

所述花瓣机构设置在所述支撑板的顶面，所述花瓣机构的下端与所述支撑板枢转连接；

所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机连接在飞行器上，所述驱动电机位于所述支撑板的下方；

所述传动机构包括滚珠丝杠和若干连杆，所述驱动电机通过联接件与所述滚珠丝杠连接，所述滚珠丝杠上设置有与之相配合的滚珠丝杠螺母，每个连杆的一端与所述滚珠丝杠螺母上的法兰接口连接，另一端与所述花瓣机构连接。

2.如权利要求1所述的花瓣式捕获机构，其特征在于，所述花瓣机构包括上半花瓣和下半花瓣，所述上半花瓣和所述下半花瓣之间通过转轴连接，所述转轴上套设一复位扭簧。

3.如权利要求2所述的花瓣式捕获机构，其特征在于，所述上半花瓣和所述下半花瓣均包括边框，所述边框内设有限位架。

4.如权利要求3所述的花瓣式捕获机构，其特征在于，所述限位架包括“十”字形架。

5.如权利要求2所述的花瓣式捕获机构，其特征在于，所述上半花瓣和所述下半花瓣上设有止口定位结构。

6.如权利要求2所述的花瓣式捕获机构，其特征在于，所述上半花瓣和所述下半花瓣旋转至重合时，所述上半花瓣和所述下半花瓣之间由可熔断锁紧绳连接锁紧，所述可熔断锁紧绳与飞行器电性连接。

7.如权利要求1所述的花瓣式捕获机构，其特征在于，所述连杆的个数小于所述花瓣机构的个数，所述花瓣机构均匀分布在所述支撑板的边沿，相邻花瓣机构之间相互压合、挤压。

8.如权利要求7所述的花瓣式捕获机构，其特征在于，所述花瓣机构的个数为6个，所述连杆的个数为3个，其中三个花瓣机构各与一连杆连接，另外三个花瓣机构将与连杆连接的三个花瓣机构隔开，相邻花瓣机构之间相互压合、挤压。

9.如权利要求1所述的花瓣式捕获机构，其特征在于，所述滚珠丝杠通过支撑法兰连接在飞行器上。

10.如权利要求1所述的花瓣式捕获机构，其特征在于，所述联接件包括联轴器。

Images