CN111038745A - 一种空间对接装置和载荷适配器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空间对接装置和载荷适配器，包括底盘、驱动机构、丝杠、移动盘、定位装置和若干机械爪手，驱动机构驱动丝杠转动；定位装置垂直固定在底盘上；丝杠与底盘垂直布置并转动连接；丝杠的中心线与定位装置的中心线重合；移动盘套设在丝杠上并与丝杠螺纹连接；若干机械爪手阵列在移动盘上并与移动盘转动连接；机械爪手上设有滑槽，滑槽与定位装置滑动连接；其中，驱动机构驱动丝杠转动，带动移动盘上下移动，使机械爪手上下移动且滑槽沿定位装置滑动，实现若干机械爪手打开或合拢，减少了中间连接件，结构简单，且在空间环境的可靠性更高，不会发生失效，若干个机械爪手可以同时动作；同时定位装置对机械爪手的移动进行限位和导向。
Description
技术领域
本发明涉及空间对接技术领域，尤其涉及一种空间对接装置和载荷适配器。
背景技术
空间对接机构是在轨航天器对接的装置，现有技术中，如发明专利申请《一种三爪式空间对接机构》(申请公布号CN108622440A)中公布的内容，采用是的双旋向螺杆、上螺纹盘、下螺纹盘和锁爪底盘的结构，锁爪底盘穿过双旋向螺杆在下螺纹盘下部，依靠粗螺纹杆固定，细螺纹杆通过锁爪底盘与底板螺纹连接，双旋向螺杆一端与从动齿轮通过平键连接，支撑杆穿过上螺纹盘、下螺纹盘及锁爪底盘***底板中，主动对接机构上方顶盖与支架、电机支架通过M12螺栓紧固连接，支撑杆与双旋向螺杆同时与顶盖连接，锁爪下部与锁爪底盘通过销连接利用卡簧锁紧，M8螺栓穿过上螺纹盘外孔C和锁爪上部空心滑道E，并可在滑道E内移动。
该方案中，连动部件多，在太空环境易发生传动失效，可靠性低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种空间对接装置和载荷适配器，以解决上述技术问题的至少一种。
一方面，本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种空间对接装置，包括底盘、驱动机构、丝杠、移动盘、定位装置和若干机械爪手，驱动机构驱动丝杠转动；定位装置垂直固定在底盘上；丝杠与底盘垂直布置并转动连接；丝杠的中心线与定位装置的中心线重合；移动盘套设在丝杠上并与丝杠螺纹连接；若干机械爪手圆周阵列在移动盘上，其一端并与移动盘转动连接；机械爪手上中部与定位装置滑动连接；
其中，驱动机构驱动丝杠转动，带动移动盘上下移动，实现若干机械爪手另一端的打开或合拢。
本发明的有益效果是：通过移动盘实现力的传递，将丝杠的转动转化为移动盘的平移运动，减少了中间连接件，结构简单，且在空间环境的可靠性更高，不会发生失效，若干个机械爪手可以同时动作；同时定位装置对机械爪手的移动进行限位和导向；本发明结构简单，可靠性高。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，定位装置包括若干限位架，若干限位架圆周阵列在底座上，且其阵列中心线与丝杠的中心线重合；限位架与机械爪手一一对应。
进一步，限位架上开设有限位通孔，限位通孔内设有限位转轴；机械爪手中部设有滑槽；机械爪手中部穿设在限位通孔内，限位转轴穿过滑槽内且两端伸出滑槽与限位架转动连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：对接可靠性高；限位架对机械爪手的移动进行限位和导向。
进一步，限位架的顶端朝向丝杠方向弯折形成弯折部，弯折部上设有第二通孔，第二通孔与限位通孔连通；
滑槽呈弯折状，包括连通的开合段和平移段，开合段与平移段的夹角为钝角，开合段靠近移动盘设置；
其中，移动盘向下移动至第一极限位置时，限位转轴沿开合段移动，带动各机械爪手转动至与对应的第二通孔的侧壁抵接，实现若干机械爪手另一端的合拢；移动盘继续向下移动，限位转轴沿平移段移动，机械爪手沿第二通孔的侧壁向下滑动。
采用上述进一步方案的有益效果是：当机械爪手绕限位转轴转动至与第二通孔的侧壁抵接，同时滑槽沿限位转轴滑动时，机械爪手在移动盘和第二通孔的侧壁的两个作用力的力矩下平衡，机械爪手结构稳定，可靠性高，在对接过程中，提高工作性能。
进一步，还包括滑轨和滑块，滑轨垂直固定在底盘上，滑块固定安装在移动盘的周侧，滑块与滑轨滑动连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：为冗余设计，对移动盘的上下移动起到导向和限位作用，可避免移动盘发生转动。
进一步，滑轨的数量为多个，且与限位架交错间隔布置；滑块与滑轨一一对应。
采用上述进一步方案的有益效果是：结构简单，合理布局，受力均匀，提高寿命同时提高有限空间的利用率。
进一步，还包括多个安装支架，相邻的限位架和滑轨通过安装支架固定连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：起到支撑作用，提高寿命和工作性能。
进一步，还包括对接盘，对接盘固定安装在定位装置的顶端。
采用上述进一步方案的有益效果是：对接盘用于与外部载荷进行对接固定。
另一方面，本发明提供一种载荷适配器，包括上述的一种空间对接装置。
采用本方案的有益效果是：本方案具有上述一种空间对接装置的全部有效效果，在此就不在赘述。
附图说明
图1为本发明一个实施例中机械爪手张开状态图；
图2为本发明一个实施例***图；
图3为本发明一个实施例中机械爪手合拢状态图；
图4为本发明另一个实施例中机械爪手合拢状态图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
100、底盘，200、驱动机构，300、丝杠，400、移动盘，410、滑块，500、定位装置，510、限位架，511、限位通孔，512、弯折部，513、第二通孔，520、限位转轴，530、滑轨，540、安装支架，600、机械爪手，610、滑槽，700、对接盘。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1-4所示，一种空间对接装置，包括底盘100、驱动机构200、丝杠300、移动盘400、定位装置500和若干机械爪手600，驱动机构200驱动丝杠300转动；定位装置500垂直固定在底盘100上；丝杠300与底盘100垂直布置并转动连接；丝杠300的中心线与定位装置500的中心线重合；移动盘400套设在丝杠300上并与丝杠300螺纹连接；若干机械爪手600圆周阵列在移动盘400上，其一端并与移动盘400转动连接；机械爪手600中部与定位装置500滑动连接；
其中，驱动机构200驱动丝杠300转动，带动移动盘400上下移动，实现若干机械爪手600打开或合拢。
优选的，驱动机构200为电机；通过移动盘400实现力的传递，将丝杠300的转动转化为移动盘400的平移运动，减少了中间连接件，结构简单，且在空间环境的可靠性更高，不会发生失效，若干个机械爪手600可以同时动作；同时定位装置500对机械爪手600的移动进行限位和导向；本发明结构简单，可靠性高。
如图1-4所示，一种空间对接装置，定位装置500包括若干限位架510，若干限位架510圆周阵列在底座上，且其阵列中心线与丝杠300的中心线重合；限位架510与机械爪手600一一对应；
限位架510上开设有限位通孔511，限位通孔511内设有限位转轴520；机械爪手600中部设有滑槽610；机械爪手600中部穿设在限位通孔511内，限位转轴520穿过滑槽610内且两端伸出滑槽610与限位架510转动连接。
对接可靠性高；限位架510对机械爪手600的移动进行限位和导向
具体的，本实施例中，限位架510的数量为三个。
优选的，限位架510的顶端朝向丝杠300方向弯折形成弯折部512，弯折部512上设有第二通孔513，第二通孔513与限位通孔511连通；
滑槽610呈弯折状，包括连通的开合段和平移段，开合段与平移段的夹角为钝角，开合段靠近移动盘400设置；
其中，移动盘400向下移动至第一极限位置时，限位转轴520沿开合段移动，带动各机械爪手600转动至与对应的第二通孔513的侧壁抵接，实现若干机械爪手600另一端的合拢；移动盘400从第一极限位置继续向下移动，限位转轴520沿平移段移动，机械爪手600沿第二通孔513的侧壁向下滑动。
当机械爪手600绕限位转轴520转动至与第二通孔513的侧壁抵接后，滑槽610的平移段沿限位转轴520滑动时，机械爪手600在移动盘400和第二通孔513的侧壁的两个作用力的力矩下平衡，机械爪手600结构稳定，可靠性高，在对接过程中，提高工作性能。
移动盘400向上移动时，机械爪手打开，并向上移动。
如图1-4所示，一种空间对接装置，还包括滑轨530和滑块410，滑轨530垂直固定在底盘100上，滑块410固定安装在移动盘400的周侧，滑块410与滑轨530滑动连接。
为冗余设计，对移动盘400的上下移动起到导向和限位作用，可避免移动盘400发生转动。
如图1-4所示，一种空间对接装置，滑轨530的数量为多个，且与限位架510交错间隔布置；滑块410与滑轨530一一对应。
结构简单，合理布局，受力均匀，提高寿命同时提高有限空间的利用率。
具体的，本实施例中，滑轨530的数量为三个。
如图1-4所示，一种空间对接装置，还包括多个安装支架540，相邻的限位架510和滑轨530通过安装支架540连接。
起到支撑作用，提高寿命和工作性能。
具体的，本实施例中，安装支架540的数量为6个，安装支架540、限位架510和滑轨530合围形成一筒状结构。
有限的，安装支架540为镂空结构。减轻重量，同时可供驱动机构200安装。
如图1-4所示，一种空间对接装置，还包括对接盘700，对接盘700固定安装在定位装置500的顶端。
对接盘700用于与外部载荷进行对接固定。
本实施例的工作过程为：电机驱动丝杠300转动，丝杠300转动带动移动盘400上下平移，移动盘400带动机械爪打开或合拢。
实施例2
一种载荷适配器，包括上述的一种空间对接装置。
本实施例的有益效果是：本实施例具有上述一种空间对接装置的全部有效效果，在此就不在赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“实施例二”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种空间对接装置，其特征在于，包括底盘、驱动机构、丝杠、移动盘、定位装置和若干机械爪手，所述驱动机构驱动所述丝杠转动；所述定位装置垂直固定在所述底盘上；所述丝杠与所述底盘垂直布置并转动连接；所述丝杠的中心线与所述定位装置的中心线重合；所述移动盘套设在所述丝杠上并与所述丝杠螺纹连接；若干所述机械爪手圆周阵列在所述移动盘上，其一端与所述移动盘转动连接；所述机械爪手上中部与所述定位装置滑动连接；
其中，所述驱动机构驱动所述丝杠转动，带动所述移动盘上下移动，实现若干所述机械爪手另一端的打开或合拢。
2.根据权利要求1所述一种空间对接装置，其特征在于，所述定位装置包括若干限位架，若干所述限位架圆周阵列在所述底座上，且其阵列中心线与所述丝杠的中心线重合；所述限位架与所述机械爪手一一对应。
3.根据权利要求2所述一种空间对接装置，其特征在于，所述限位架上开设有限位通孔，所述限位通孔内设有限位转轴；所述机械爪手中部设有滑槽；所述机械爪手中部穿设在所述限位通孔内，所述限位转轴穿过所述滑槽内且两端伸出所述滑槽与所述限位架转动连接。
4.根据权利要求2所述一种空间对接装置，其特征在于，所述限位架的顶端朝向所述丝杠方向弯折形成弯折部，所述弯折部上设有第二通孔，所述第二通孔与所述限位通孔连通；
所述滑槽呈弯折状，包括连通的开合段和平移段，所述开合段与所述平移段的夹角为钝角，所述开合段靠近所述移动盘设置；
其中，所述移动盘向下移动至第一极限位置时，所述限位转轴沿所述开合段移动，带动各所述机械爪手转动至与对应的所述第二通孔的侧壁抵接，实现若干所述机械爪手另一端的合拢；所述移动盘继续向下移动，所述限位转轴沿所述平移段移动，所述机械爪手沿所述第二通孔的侧壁向下滑动。
5.根据权利要求2所述一种空间对接装置，其特征在于，还包括滑轨和滑块，所述滑轨垂直固定在所述底盘上，所述滑块固定安装在所述移动盘的周侧，所述滑块与所述滑轨滑动连接。
6.根据权利要求5所述一种空间对接装置，其特征在于，所述滑轨的数量为多个，且与所述限位架交错间隔布置；所述滑块与所述滑轨一一对应。
7.根据权利要求6所述一种空间对接装置，其特征在于，还包括多个安装支架，相邻的所述限位架和所述滑轨通过所述安装支架固定连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述一种空间对接装置，其特征在于，还包括对接盘，所述对接盘固定安装在所述定位装置的顶端。
9.一种载荷适配器，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的一种空间对接装置。
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