CN107628278A - 具有自主导向和连接功能的在轨可更换单元 - Google Patents

Abstract

本发明属于在轨服务技术领域，特别涉及一种在轨可更换单元。具有自主导向和连接功能的在轨可更换单元，其技术方案是：被动板上设有粗导向孔、精定位孔以及锁紧螺纹孔；主动板上设有粗导向杆、精导向杆；锁紧组件包括：锁紧壳体以及套接其内的锁紧杆；锁紧杆设有螺纹；电连接器的公母两部分分别安装在被动板、主动板上；主动板安装在设备舱的底部，锁紧组件穿过设备舱，锁紧壳体的两端分别与主动板、适配器连接。本发明采用粗导向和精导向组合的导向方式，具有容差范围大，导向精度高的优点；本发明中的连接接口采用螺纹形式，动力由适配器输入，具有连接速度快，连接可靠的优点。

Description

具有自主导向和连接功能的在轨可更换单元

技术领域

本发明属于在轨服务技术领域，特别涉及一种在轨可更换单元。

背景技术

随着空间技术的迅速发展，人类开发空间、利用空间的步伐越来越快，航天***越来越复杂，规模也越来越大。由于航天任务高成本、高风险、重量限制的特点，一旦不能入轨或入轨后发生严重故障，将导致巨大损失。因此，为了尽可能挽回航天器故障或失效造成的损失，并有效保护地球静止轨道(GEO)的资源，要求航天器具有在轨服务功能，如完成在轨燃料加注，利用自动负载处理***更换受损元器件或补充耗费品等任务。开展以延长航天器寿命为目的在轨服务技术研究具有重要意义。

在轨可更换单元是在轨服务的重要组成部分，其包含了对航天器进行维修更换所必须的元器件，是在轨维护的核心部件。在轨可更换单元应该具有快速更换功能，服务飞行器能够将在轨可更换单元快速安装于被服务飞行器上，并使其与被服务飞行器之间快速建立机械连接和电气连接。

发明内容

本发明的目的是：提供一种具有自导向和连接功能的大容差在轨可更换单元，用于实现更换单元与被服务飞行器之间的机械和电气连接。

本发明的技术方案是：具有自主导向和连接功能的在轨可更换单元，包括：被动板，电连接器，主动板，锁紧组件以及适配器；

所述被动板上设有粗导向孔、精定位孔以及锁紧螺纹孔；

所述主动板上设有与所述粗导向孔匹配的粗导向杆、与所述精定位孔匹配的精定位杆；所述粗导向杆的长度大于所述精定位杆的长度；

所述锁紧组件包括：锁紧壳体以及套接其内的锁紧杆；所述锁紧杆设有与所述锁紧螺纹孔匹配的外螺纹；

所述电连接器的公母两部分分别安装在所述被动板、所述主动板上；

所述主动板安装在设备舱的底部，所述锁紧组件位于所述设备舱内，其中所述锁紧壳体的两端分别与所述主动板、所述适配器连接；所述锁紧杆的两端分别穿过所述主动板和所述适配器。

有益效果：

(1)本发明采用粗导向和精导向组合的导向方式，粗导向保证了在轨可更换单元有较大的对接容差，而精导向保证了主动板与被动板连接后具有较高的连接精度，保证了主动板与被动板之间可靠且精密的连接，因此具有容差范围大，导向精度高的优点。

(2)该在轨可更换单元融合了浮动电连接器，浮动电连接器的采用保证了机械连接过程中电气接口的柔顺连接，避免了采用传统电连接器时由于机构误差或对接容差等造成的电连接器之间因错位而不能连接的缺点，保证了信息流和电能等的传递。

(3)主主动板与被动板之间连接的接口是不变的，只需要更换与主动板连接的设备舱内的设备即可实现不同的功能。

附图说明

图1为本发明的***图；

图2为本发明的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

参见附图，具有自主导向和连接功能的在轨可更换单元，它包括：被动板1，浮动电连接器，主动板3，锁紧组件4，适配器5以及设备舱6；

被动板1上设有粗导向孔1-1、精定位孔1-2以及锁紧螺纹孔1-3；

主动板3上设有粗导向杆3-1、精定位杆3-2；

锁紧组件4包括：锁紧壳体4-1以及套接其内的锁紧杆4-2；锁紧杆4-2设有外螺纹；

浮动电连接器的公母两部分2-1、2-2分别安装在被动板1、主动板3上；

主动板3安装在设备舱6的底部，锁紧组件4穿过设备舱6，锁紧壳体4-1的两端分别与主动板3、适配器5连接。

本发明的工作过程为：

被动板1安装于卫星等航天器表面，机械臂利用操作工具抓取适配器5，抓取适配器5后通过控制机械臂将主动板3移动至被动板1附近，当粗导向杆3-1位于粗导向孔1-1内时，机械臂推动主动板3相对于被动板1继续沿锁紧组件4轴向运动，主动板3与被动板1之间即可产生对接，当粗导向杆3-1进入粗导向孔1-1内部设定深度时，精导向杆3-2与精定位孔1-2之间刚好可以开始进行精定位，而且此时锁紧杆4-2末端与锁紧螺纹孔1-3刚刚接触。

随后，机械臂通过操作工具对锁紧组件4内部的锁紧杆4-2进行旋转，锁紧杆4-2与锁紧螺纹孔1-3之间产生螺接，在螺纹拉力作用下，锁紧杆4-2不断向锁紧螺纹孔1-3内部运动，此时精导向杆3-2与精定位孔1-2之间已经开始进行精定位，精定位保证了主动板3与被动板1之间螺纹连接的顺利进行，同时也保证了主动板3与被动板1之间具有良好的定位。

在精导向杆3-2与精定位孔1-2配合过程中，浮动电连接器的公母部分2-1、2-2也在螺纹拉力作用下产生了接插，从而实现了主动板3与被动板1之间信息流和电能等的连通。浮动电连接器的采用保证了连接过程中电气接口的柔顺连接，避免了采用传统电连接器时由于机构误差或对接容差等造成的电连接器之间因错位而不能连接的缺点。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.具有自主导向和连接功能的在轨可更换单元，其特征在于：包括：被动板(1)，电连接器，主动板(3)，锁紧组件(4)以及适配器(5)；

所述被动板(1)上设有粗导向孔(1-1)、精定位孔(1-2)以及锁紧螺纹孔(1-3)；

所述主动板(3)上设有与所述粗导向孔(1-1)匹配的粗导向杆(3-1)、与所述精定位孔(1-2)匹配的精定位杆(3-2)；所述粗导向杆(3-1)的长度大于所述精定位杆(3-2)的长度；

所述锁紧组件(4)包括：锁紧壳体(4-1)以及套接其内的锁紧杆(4-2)；所述锁紧杆(4-2)设有与所述锁紧螺纹孔(1-3)匹配的外螺纹；

所述电连接器的公母两部分分别安装在所述被动板(1)、所述主动板(3)上；

所述主动板(3)安装在设备舱的底部，所述锁紧组件(4)位于所述设备舱(6)内，其中所述锁紧壳体(4-1)的两端分别与所述主动板(3)、所述适配器(5)连接；所述锁紧杆(4-2)的两端分别穿过所述主动板(3)和所述适配器(5)。

2.如权利要求1所述的具有自主导向和连接功能的在轨可更换单元，其特征在于：所述电连接器为浮动电连接器。

3.如权利要求1或2所述的具有自主导向和连接功能的在轨可更换单元，其特征在于：当所述粗导向杆(3-1)进入所述粗导向孔(1-1)内部设定深度时，所述精导向杆(3-2)与所述精定位孔(1-2)开始配合进行精定位，所述锁紧杆(4-2)末端与所述锁紧螺纹孔(1-3)接触。