CN105953666B - 一种空间对接误差补偿机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及运载火箭地面加注设备技术领域，具体公开了一种空间对接误差补偿机构，其特征在于，包括集成式连接器面板、框架结构、四个连杆装置、四个多自由度关节装置和基准面板，四个连杆装置对称分布于框架结构的内部，所述集成式连接器面板与框架结构之间通过四个连杆装置相连，所述框架结构与基准面板之间通过四个多自由度关节装置连接，采用以上技术方案后，可以将执行机构与集成式连接器面板进行柔性连接，避免由于连接器***在对接、随动以及脱落过程中基准面板与活门面板之间存在的位置与角度误差而导致连接器结构与箭体结构的破坏。
Description
技术领域
本发明涉及运载火箭地面加注设备技术领域，尤其涉及一种空间对接误差补偿机构。
背景技术
在运载火箭地面加注***连接器方面，为了实现连接器与运载火箭的自动化对接与脱落，避免对接和加注过程中由于箭体随风摆动所产生的对中及随动难度，首先要解决所设计的自动对接脱落连接器***在对接、随动以及脱落过程中基准面板与活门面板之间存在的位置与角度误差，避免由上述偏差所引起的连接器结构与箭体结构的破坏。
中国发明专利CN104596363A说明书公开的一种运载火箭连接器***空间对接误差补偿机构，包括6个弹簧导向杆装置、12个球铰链、连接器面板和悬挂平台，以上补偿机构能补偿上述偏差，但是，它是一般形式的6-SPS机构，每个球铰链的调节直接影响到6个自由度，初始位姿不易调节，另外，弹簧参数不好匹配，若连接器面板有质量偏心，则不易选取合适的弹簧参数，再者，运用多个球铰链，由于球铰链存在间隙，容易产生位姿偏差，同时球铰链的转角有限制，使补偿范围受到限制。
鉴于以上问题，有必要设计一种改良的用于运载火箭连接器***的空间对接误差补偿机构。
发明内容
本发明提供一种结构简单的空间对接误差补偿机构，其目的是：将执行机构与集成式连接器面板进行柔性连接，避免由于连接器***在对接、随动以及脱落过程中基准面板与活门面板之间存在的位置与角度误差而导致连接器结构与箭体结构的破坏，有效提高连接器***的自动化程度。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种空间对接误差补偿机构，包括：集成式连接器面板、框架结构、四个连杆装置、四个多自由度关节装置和基准面板，四个连杆装置对称分布于框架结构的内部，所述集成式连接器面板与框架结构之间通过四个连杆装置相连，所述框架结构与基准面板之间通过四个多自由度关节装置连接。
所述连杆装置包括螺纹管、第一导杆、第二导杆、弹簧和折形连接板，所述第一导杆的一端和第二导杆的一端均带有与螺纹管适配的外螺纹，第一导杆和第二导杆分别与螺纹管的两端螺纹连接，其中第一导杆的另一端穿设框架结构的一侧边框，第二导杆的另一端设有挡板，所述框架结构的边框内侧设有用于支撑第二导杆的支撑件，所述弹簧套设于第二导杆上，所述螺纹管的侧面设置上下贯穿的通孔，且在与通孔垂直的方向设置可以穿设折形连接板的凹槽，通过连接件将折形连接板可转动连接于螺纹管。
所述多自由度关节装置包括定位螺母、运动滑块、连接件、弹簧和两个固定块，所述运动滑块的一端为连杆，连杆的另一端端部带有外螺纹，连杆穿设基板上的通孔且连杆上套设有弹簧，定位螺母与连杆的端部螺纹连接，所述连接件设于滑块内部，连接件的中心设有用于与框架结构上的连接轴相连的通孔，连接件的两端为两个光轴，两个固定块将连接件与运动滑块相连。
所述基准面板一个面的四个方向分别设有与四个多自由度关节装置相装配的滑槽。
采用以上技术方案后，本发明与现有技术相比具有如下优势：
1、该空间对接误差补偿机构的结构简单，重量轻，便于布置各种加注管路，在对接、随动及脱落过程中能有效补偿因箭体摆动和扭转所带来的微小的角度差与位置差，自动化程度高。
2、该空间对接误差补偿机构的各自由度补偿运动更加分明，且各自由度补偿量更大，尤其是上下和前后自由度。
3、该空间对接误差补偿机构的初始位姿静平衡状态易于调节，只需要调节连杆装置上的弹簧。
4、相比现有技术，当需要相同的位姿补偿量时，该空间对接误差补偿机构对火箭上加注活门面板的附加力更小。
附图说明
附图1为一种空间对接误差补偿机构的结构示意图；
附图2为一种空间对接误差补偿机构的分解结构示意图；
附图3为一种空间对接误差补偿机构的连杆装置的结构示意图；
附图4为一种空间对接误差补偿机构的局部放大结构示意图。
其中，1.集成式连接器面板 2.框架结构 3.连杆装置 301.螺纹管 302.第一导杆303.第二导杆 304.折形连接板 305.挡板 4.多自由度关节装置 401.定位螺母 402.运动滑块 403.连接件 404.固定块 405.连杆 406.光轴 5.基准面板 6.支撑件 7.滑槽 8.连接轴
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明：
如图1至图4所示，一种空间对接误差补偿机构，包括：集成式连接器面板1、框架结构2、四个连杆装置3、四个多自由度关节装置4和基准面板5，为缩小体积，四个连杆装置3对称分布于框架结构2的内部，所述集成式连接器面板1与框架结构2之间通过四个连杆装置3相连，所述框架结构2与基准面板5之间通过四个多自由度关节装置4连接。
具体的，所述连杆装置3包括螺纹管301、第一导杆302、第二导杆303、弹簧和折形连接板304，所述第一导杆302的一端和第二导杆303的一端均带有与螺纹管301适配的外螺纹，第一导杆302和第二导杆303分别与螺纹管301的两端螺纹连接，其中第一导杆302的另一端穿设框架结构2的一侧边框，第二导杆303的另一端设有挡板305，所述框架结构2的边框内侧设有用于支撑第二导杆303的支撑件6，所述弹簧套设于第二导杆303上，所述螺纹管301的侧面设置上下贯穿的通孔，且在与通孔垂直的方向设置可以穿设折形连接板304的凹槽，通过连接件403将折形连接板304可转动连接于螺纹管301。
在设计框架结构2各边框的宽度尺寸时，由于集成式连接器面板1与框架结构2的距离较近，且集成式连接器面板1两侧后续需要安装锁紧机构，为了给锁紧机构留出足够的安装空间，在不影响管路、线路的情况下，应尽量将尺寸设置的小一些。
具体的，所述多自由度关节装置4包括定位螺母401、运动滑块402、连接件403、弹簧和两个固定块404，所述运动滑块402的一端为连杆405，连杆405的另一端端部带有外螺纹，连杆405穿设基板上的通孔且连杆405上套设有弹簧，定位螺母401与连杆405的端部螺纹连接，所述连接件403设于滑块内部，连接件403的中心设有用于与框架结构2上的连接轴8相连的通孔，连接件403的两端为两个光轴406，两个固定块404将连接件403与运动滑块402相连。
所述基准面板5一个面的四个方向分别设有与四个多自由度关节装置4相装配的滑槽7。
该空间对接误差补偿机构主要实现的功能是集成式连接器面板1相较基准面板5有一个六自由度的补偿作用。其中，框架结构2相对基准面板5、连接器面板相对框架结构2各补偿三个自由度的偏差量。其具体说明如下：连接器面板相对框架结构2静止，框架结构2通过多自由度关节装置4上的四组弹簧同步运动，可以补偿一个位置偏差。当相对的一组多自由度关节装置4中的弹簧静止，另一组相对的多自由度关节装置4中的弹簧分别向不同方向运动时，可以实现一个转动自由度的补偿，由此，该多自由度关节装置4共可以实现两个转动自由度的补偿。同样，框架结构2相对基准面板5静止，四个连杆装置3上的四个弹簧同步运动，可以实现一个位置补偿。将同一轴线上的两个连杆装置3中的弹簧组成一组，则共有两组，当其中一组弹簧被压缩，另一组弹簧松弛时，可以实现一个位置自由度补偿。将连杆装置3中成对角线相对的两个弹簧组成一组，则共有两组，当其中一组弹簧被压缩，另一组弹簧松弛时，可以实现一个转动自由度补偿。综合以上所述，该机构可以实现六个自由度的补偿。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种空间对接误差补偿机构，其特征在于：包括集成式连接器面板、框架结构、四个连杆装置、四个多自由度关节装置和基准面板，四个连杆装置对称分布于框架结构的内部，所述集成式连接器面板与框架结构之间通过四个连杆装置相连，所述框架结构与基准面板之间通过四个多自由度关节装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种空间对接误差补偿机构，其特征在于：所述连杆装置包括螺纹管、第一导杆、第二导杆、弹簧和折形连接板，所述第一导杆的一端和第二导杆的一端均带有与螺纹管适配的外螺纹，第一导杆和第二导杆分别与螺纹管的两端螺纹连接，其中第一导杆的另一端穿设框架结构的一侧边框，第二导杆的另一端设有挡板，所述框架结构的边框内侧设有用于支撑第二导杆的支撑件，所述弹簧套设于第二导杆上，所述螺纹管的侧面设置上下贯穿的通孔，且在与通孔垂直的方向设置可以穿设折形连接板的凹槽，通过连接件将折形连接板可转动连接于螺纹管。
3.根据权利要求1所述的一种空间对接误差补偿机构，其特征在于：多自由度关节装置包括定位螺母、运动滑块、连接件、弹簧和两个固定块，所述运动滑块的一端为连杆，连杆的另一端端部带有外螺纹，连杆穿设基板上的通孔且连杆上套设有弹簧，定位螺母与连杆的端部螺纹连接，所述连接件设于滑块内部，连接件的中心设有用于与框架结构上的连接轴相连的通孔，连接件的两端为两个光轴，两个固定块将连接件与运动滑块相连。
4.根据权利要求3所述的一种空间对接误差补偿机构，其特征在于：所述基准面板一个面的四个方向分别设有与四个多自由度关节装置相装配的滑槽。
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