CN109969429B - 转接机构 - Google Patents

Abstract

本发明转接机构，包括：壳体，壳体为一端开口的中空结构；基板，基板设置在壳体的开口处，壳体与基板形成智能插板主体，在智能插板主体内设有置物空间；接口，接口设置在基板上；电动螺栓孔，电动螺栓孔设置在基板上；定位机构，定位机构设置在基板上。与现有技术相对，本发明具有如下优势：由于单机模块与卫星的机、电、热连接关系复杂、通常只能在地面进行单机模块与卫星平台的装配，无法通过在轨插拔直接装配到卫星上。本发明所提供的一种面向单机模块在轨更换的转接机构，将单机模块的在轨更换问题，转化为转接机构与健康单机模块组合体的更换问题，避免了单机模块的在轨直接装配，利于单机模块在轨更换的工程实现。

Description

转接机构

技术领域

本发明涉及一种机械结构，具体为一种面向单机模块在轨更换的转接机构。

背景技术

在轨运行的卫星寿命有限，当燃料消耗殆尽或***出现故障，卫星的工作效能将大大降低，甚至无法完成基本的任务目标，带来巨大的经济损失。有效的单机模块在轨更换任务能够对卫星进行燃料加注、***维护和故障排除，是保障卫星可靠运行、降低故障损失、延长卫星寿命的一种重要手段。

为了适应多种单机模块的更换需求，通常要求卫星单机模块在轨更换的方法应当具有较强的通用性、能够满足多种类型单机模块的在轨更换需求。此外，由于目前的在轨服务操作大多基于空间机械臂完成，要求单机模块的更换应当便于机械臂的操作。在传统卫星平台研制中，由于单机模块与卫星的机、电、热连接关系复杂，通常只能在地面进行单机模块与卫星平台的装配，一旦装配结束，即使在地面也难以完成拆卸，因此当卫星单机出现故障、需要更换时，健康的单机模块无法通过在轨插拔等简单操作直接装配到卫星上。因此，单机模块更换技术是否具有通用性、是否易于空间操作、是否能够保障单机模块与卫星平台的可靠连接，将直接影响到卫星在轨维修任务的成功与否。目前，单机模块的在轨自主更换已成为技术难题，制约了卫星在轨维修技术的工程化发展。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种转接机构。

为了达到上述发明目的，本发明转接机构，包括：壳体，所述壳体为一端开口的中空结构；基板，所述基板设置在所述壳体的开口处，所述壳体与所述基板形成智能插板主体，在所述智能插板主体内设有置物空间；接口，所述接口设置在所述基板上；电动螺栓孔，所述电动螺栓孔设置在所述基板上；定位机构，所述定位机构设置在所述基板上。

优选地，所述定位机构包括第一定位组件及第二定位组件。

优选地，所述第一定位组件至少包括一根导引杆。

优选地，所述第二定位组件至少包括一根定位销。

优选地，在所述基板上设有锁紧机构，所述锁紧机构包括：

主动齿轮，所述主动齿轮设置在所述置物空间内，其驱动电机固定安装于所述基板上，所述主动齿轮与驱动电机连接，由驱动电机带动转动；

从动齿轮，所述从动齿轮设置在所述置物空间内，与所述主动齿轮通过直齿圆柱外啮合的方式传动，所述从动齿轮固定安装在所述传动轴上；

传动轴，所述传动轴穿设于所述基板，所述传动轴的一端与所述从动齿轮连接；

锁紧开关，所述锁紧开关设置在所述基板上，在所述锁紧开关内设有锁紧件，所述锁紧件与所述传动轴的另一端连接。

优选地，所述从动齿轮及所述锁紧开关的数量为两个。

优选地，所述锁紧开关包括：

锁紧环，所述锁紧开关设置在所述基板上，所述锁紧件设置在所述锁紧环的中心孔内；

锁紧组件，所述锁紧设置在所述锁紧环内。

优选地，所述锁紧组件的数量为两组。

优选地，所述锁紧组件包括：

锁紧销，所述锁紧销设置在所述锁紧环内，所述锁紧销伸出或收回锁紧环，对应进入或退出模块组合体安装板上的销孔，完成模块组合体与外部安装结构的锁紧和解锁；

弹簧，所述弹簧套设在所述锁紧销外侧。

在所述基板上设有***螺栓孔。

与现有技术相对，本发明具有如下优势：

(1)由于单机模块与卫星的机、电、热连接关系复杂、通常只能在地面进行单机模块与卫星平台的装配，无法通过在轨插拔直接装配到卫星上。本发明所提供的一种面向单机模块在轨更换的转接机构，将单机模块的在轨更换问题，转化为转接机构与健康单机模块组合体的更换问题，避免了单机模块的在轨直接装配，利于单机模块在轨更换的工程实现。

(2)由于单机模块个体差异较大，与卫星平台的接口难以统一，本发明所提供的一种面向单机模块在轨更换的转接机构，待更换的健康单机模块在地面已与所述转接机构固连装配成组合体，所述转接机构与卫星平台均采用标准化的机械锁紧开关等机械接口和标准化的电接口，可满足多种单机模块的更换需求，简化了卫星平台在轨更换接口的设计。

(3)本发明所提供的一种面向单机模块在轨更换的转接机构，通过粗定位导引杆和精定位销分别完成可更换模块的粗定位和精定位。粗定位导引杆与平台上粗定位导引孔配合，增大了模块捕获裕度，降低了对机械臂操控精度要求；精定位销则在此基础上进一步提高模块安装精度。

(4)本发明所设计的机械接口能够实现可更换模块与平台之间的双重机械锁紧，分别为电动螺栓锁紧和机械开关锁紧，增加了机械连接的可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明实施例一种面向单机模块在轨更换的转接机构的结构示意图一；

图2是本发明实施例一种面向单机模块在轨更换的转接机构的结构示意图二；

图3是本发明实施例一种面向单机模块在轨更换的转接机构的应用示意图；

图4是本发明实施例一种面向单机模块在轨更换的转接机构中机械锁紧开关工作原理的示意图；

图5是本发明实施例一种面向单机模块在轨更换的转接机构中机械锁紧开关同步控制的示意图。

图中：

1-壳体 2-基板 3-接口

4-电动螺栓孔 5-导引杆 6-定位销

7-主动齿轮 8-从动齿轮 9-传动轴

10-锁紧环 11-锁紧销 12-弹簧

13-***螺栓孔 14-锁紧件

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1～图5所示，本发明提供了一种面向单机模块在轨更换的转接机构，包括壳体1和基板2。***螺栓孔13，***螺栓孔13用于安装***螺栓；电动螺栓孔4，电动螺栓孔4用于与平台上主动锁紧电动螺栓匹配实现首次锁紧；粗定位导引杆5，粗定位导引杆5导引机械臂操作过程中的粗对准；精定位销6，精定位销6是在粗定位导引的基础上进一步精定位，导引卫星平台与转接机构的精确对准；电接口3，电接口3为 60针插孔冗余接口3，分组对应供电线、数据总线、直接指令线、温度遥测线等，根据模块实际需求选用其中任意数量插针；从动齿轮8、主动齿轮7、机械锁紧开关，主动齿轮7带动从动齿轮8转动，从动齿轮8连接在传动轴9上，从动齿轮8与机械锁紧开关轴固连，通过控制主动齿轮7的正反转，机械锁紧开关可重复锁紧或解锁；基板2，基板2正面安装粗定位导引杆5、精定位销6、电接口3和机械锁紧开关等，基板2夹层安装主动齿轮7和从动齿轮8，基板2背面安装单机模块。

待更换的健康单机模块在地面已固连装配至转接机构基板2的背面。当故障卫星平台需要在轨更换单机模块时，转接机构与健康单机模块的组合体将在空间机械臂的操作下，通过粗定位导引杆5和精定位销6，导引组合体与卫星平台的精确对准。通过机械锁紧开关，组合体与卫星平台可重复锁紧或解锁；在锁紧状态下，组合体与卫星平台通过电接口3进行能量传输和信息交换，保障健康单机模块的正常运行。

机械锁紧开关，包括：锁体、椭圆形锁紧件14(设置在锁紧环10内)、2组锁紧销 11和2组锁紧销11配套弹簧12，弹簧12始终处于受压状态。旋转椭圆形锁紧件14，使椭圆形锁紧件14的长半轴与锁紧销11轴线垂直，实现机械锁紧开关的解锁；继续旋转椭圆形锁紧件14转动90度，使椭圆形锁紧件14的长半轴与锁紧销11轴线平行，使得锁紧销11配套弹簧12进一步压缩，切换销轴行程，锁紧销11进入销孔，实现机械锁紧开关的锁紧。

为了实现机械锁紧开关的同步控制，从动齿轮8与机械锁紧开关轴固连，由主动齿轮7带动从动齿轮8转动，通过控制主动齿轮7的正反转，从而实现机械锁紧开关的可重复锁紧或解锁。

本具体实施在卫星单机模块的在轨更换，通过标准化的机械锁紧开关等机械接口3 和标准化的电接口3，实现转接机构与健康单机模块的组合体相对于卫星平台的更换，简化卫星平台在轨更换接口3的设计，满足多种单机模块的更换需求；通过粗定位导引杆5和精定位销6配合，降低对机械臂操作精度的需求，同时提高模块安装精度。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种转接机构，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体为一端开口的中空结构；

基板，所述基板设置在所述壳体的开口处，所述壳体与所述基板形成智能插板主体，在所述智能插板主体内设有置物空间；

接口，所述接口设置在所述基板上；

电动螺栓孔，所述电动螺栓孔设置在所述基板上；

定位机构，所述定位机构设置在所述基板上；

在所述基板上设有锁紧机构，所述锁紧机构包括：

主动齿轮、从动齿轮、传动轴和锁紧开关；

所述主动齿轮设置在所述置物空间内，其驱动电机固定安装于所述基板上，所述主动齿轮与驱动电机连接，由驱动电机带动转动；

所述从动齿轮设置在所述置物空间内，与所述主动齿轮通过直齿圆柱外啮合的方式传动，所述从动齿轮固定安装在所述传动轴上；

所述传动轴穿设于所述基板，所述传动轴的一端与所述从动齿轮连接；

所述锁紧开关设置在所述基板上，在所述锁紧开关内设有锁紧件，所述锁紧件与所述传动轴的另一端连接；

所述锁紧开关包括：

锁紧环，所述锁紧开关设置在所述基板上，所述锁紧件设置在所述锁紧环的中心孔内；

锁紧组件，所述锁紧设置在所述锁紧环内；

所述锁紧组件包括：

锁紧销，所述锁紧销设置在所述锁紧环内，所述锁紧销伸出或收回锁紧环，对应进入或退出模块组合体安装板上的销孔，完成模块组合体与外部安装结构的锁紧和解锁；

弹簧，所述弹簧套设在所述锁紧销外侧。

2.根据权利要求1所述的转接机构，其特征在于，所述定位机构包括第一定位组件及第二定位组件。

3.根据权利要求2所述的转接机构，其特征在于，所述第一定位组件至少包括一根导引杆。

4.根据权利要求2所述的转接机构，其特征在于，所述第二定位组件至少包括一根定位销。

5.根据权利要求1所述的转接机构，其特征在于，所述从动齿轮及所述锁紧开关的数量为两个。

6.根据权利要求1所述的转接机构，其特征在于，所述锁紧组件的数量为两组。

7.根据权利要求1所述的转接机构，其特征在于，在所述基板上设有***螺栓孔。

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