CN111092328B - 一种抗在轨冲击的三级容错的对接机构 - Google Patents

一种抗在轨冲击的三级容错的对接机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种抗在轨冲击的三级容错的对接机构，通过主动端上安装的手爪抓取端与被动端周向设计的与抓取端形状匹配的对接槽配合，实现主动端与被动端间的一级容错。通过主动端端面上安装的导向杆与被动端端面上设计的插槽间配合插接，实现主动端与被动端间的二级容错。通过主动端与被动端周向上安装的齿状对接块配合插接实现主动端与被动端间的三级容错级抗在轨冲击。本发明通过前两级荣错解决电连接器正确插合的导向问题；通过第三级容错使电连接器插合后不受力。

Description

一种抗在轨冲击的三级容错的对接机构
技术领域
本发明属于空间站货物运输领域，具体来说是一种抗在轨冲击的三级容错的对接机构。
背景技术
随着我国航天技术的发展，空间站的建立与发展是空间技术的重要集成与体现。未来我国空间站在轨飞行期间，需要空间货物资源的补给，需要将地面物资输送到空间站，实现空间货物在空间站的停靠。
空间货物将由货运飞船输送至空间预定区域，由空间站机械臂操作将货盘***拉出并转移至空间站，与空间站舱体实现对接停靠与解锁分离。
对接机构完成对接的主要功能是保障空间站与货盘间的电通路和信息通路，这两项功能通过电连接保障，通常电连接由两部分组成，分别安装在对接机构的主动端和被动端，当对接机构对接后，电连接两端插合。为保障对接与插合的同步性，通常将电连接器布置在对接面上，电连接器正确插合需要导向机构，导向机构的容错能力应优于电连接器的容错能力，这样才能保障电连接器可靠插合。当前技术中通常靠导向机构承受对接机构组合体承受的外载荷，当外载荷过大时会导致导向机构发生变形，严重时会发生破坏进而导致电连接受载破坏，即使电连接器不发生破坏，在分离过程中和下一次对接过程中都会导致电连接器不能可靠分离或再次插合。
发明内容
本发明针对如何实现空间货盘***在空间站舱体的长期可靠的对接停靠和解锁分离，提出一种空间货盘与空间站对接与分离的机构，三级容错中前两级解决的问题是电连接器正确插合的导向问题；第三级解决的是电连接器插合后不让电连接器受力，而采用圆弧齿条抗力，解决在轨冲击时对接机构的承载问题。
本发明抗在轨冲击的三级容错的对接机构，通过主动端上安装的手爪抓取端与被动端周向设计的与抓取端形状匹配的对接槽配合，实现主动端与被动端间的一级容错。
通过主动端端面上安装的导向杆与被动端端面上设计的插槽间配合插接，实现主动端与被动端间的二级容错。
通过主动端与被动端周向上安装的齿状对接块配合插接实现主动端与被动端间的三级容错级抗在轨冲击。
本发明的优点在于：
1、本发明抗在轨冲击的三级容错的对接机构，通过前两级容错方式，解决了电连接器正确插合的导向问题。
2、本发明抗在轨冲击的三级容错的对接机构，通过第三级容错方式，采用圆弧齿条抗力，对接精度高于前两级，保证了电连接器插合后不让电连接器受力，解决在轨冲击时对接机构的承载问题。
附图说明
图1为本发明抗在轨冲击的三级容错的对接机构结构示意图；
图2为本发明抗在轨冲击的三级容错的对接机构中被动端上对接槽结构示意图；
图3为本发明抗在轨冲击的三级容错的对接机构中对接块结构及对接方式示意图。
图中：
1-手爪 2-导向杆 3-对接块
4-对接槽 5-对接台 6-主动端
7-被动端 8-导向杆插槽 9-升降台
10-电连接器
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明抗在轨冲击的三级容错的对接机构，包括手爪1、导向杆2与对接块3，如图1所示；其中，手爪1与导向杆2安装在主动端6，所述主动端6安装于空间货盘上。对接块3安装于主动端6与被动端7上，所述被动端7安装空间货盘上，通过手爪1、导向杆2与对接块3实现主动端6与被动端7对接过程中的三级容错，实现主动端对接面与被动端对接面上的电连接器10间的精准插接，且实现插接后的抗冲击能力，具体方案如下：
所述手爪1周向均布三个，末端安装于主动端6内部安装的升降台9上；通过控制升降台9上升，实现三个手爪1伸出主动端6后并展开；通过控制升降台9下降，实现三个手爪1收拢后收回主动端6内。三个手爪1的前端向内弯着90度，呈梯形状，且底面为水平面。同时，如图2所示，在被动端7外壁周向等角度间隔设计有对接槽4，该对接槽4沿被动端7轴向设计，截面呈梯形状，尺寸与手爪1前端匹配；且对接槽4端部具有对接台5，该对接台5位于被动端对接面位置。通过上述设计，由三个手爪1与被动端7周向上的对接槽4间的配合，实现一级容错。在主动端6与被动端7进行对接时，控制升降台9上升，使三个手爪1伸出主动端6后并展开；当三个手爪1到达展开包络尺寸覆盖被动端7的范围时，控制升降台9下降，使三个手爪1收拢。收拢过程中三个手爪1的对接头分别深入被动端7周向上的对接槽4内，过程中通过对接槽4侧壁导向，直至对接头完全滑入对接槽4；随后三个手爪1的对接头沿对接槽4向对接台5移动，直至对接头底面与三个对接槽4外端的对接台5接触，完成一级容错。
所述导向杆2安装于主动端对接面上，与主动端对接面垂直设置，周向均设三个。同时被动端7周向上等角度间隔设计有三个对接口，三个导向杆插槽8，位置与导向杆2位置匹配。上述三个导向杆2端部以及三个对接口入口端端部均设计有等角度倒角，优选为110度。通过上述设计，在完成一级容错后，进一步通过手爪1拉动主动端6向被动端7靠近，该过程中，通过分别配合***三个导向杆插槽8内，实现导引定向作用，且设计导向杆2与导向杆插槽8间配合精度高于手爪1与对接槽4间的配合精度，由此完成二级容错。通过上述两级容错，实现主动端6与被动段上的电连接器10间正确插合。
如图3所示，所述对接块3安装于主动端对接面与被动段对接面外缘周向上设计的弧形槽内。对接块3形状与弧形槽匹配，固定安装于弧形槽内。对接块3上表面具有齿状结构，且齿状结构高出主动端6与被动端7的对接面。上述主动端对接面上对接块3的齿状结构中，具有三个齿，则在三个齿间形成两个凹进；被动端对接面上对接块3的齿状结构中，具有两个齿，则在两个齿两侧及之间形成三个凹进；同时设计对接块3上的齿均为梯形结构。通过上述设计，在导向杆2全部***导向杆插槽8内之前，主动端6对接块3上的齿状结构与被动端7上齿状结构啮合插接，如图3所示，且设计对接块3的精度高于前两级容错机构的配合精度，使得在外载荷作用下，电连接器10不受力。

Claims (4)

1.一种抗在轨冲击的三级容错的对接机构，其特征在于：
通过主动端上安装的手爪抓取端与被动端周向设计的与抓取端形状匹配的对接槽配合，实现主动端与被动端间的一级容错；手爪的前端向内弯着90度，底面为水平面；用于与对接槽端部设计的对接台配合；
通过主动端端面上安装的导向杆与被动端端面上设计的插槽间配合插接，实现主动端与被动端间的二级容错；导向杆端部以及对接口入口端端部均设计有等角度倒角；
通过主动端与被动端周向上安装的齿状对接块配合插接实现主动端与被动端间的三级容错级抗在轨冲击；具体为：对接块上表面具有梯形齿状结构，且齿状结构高出主动端与被动端的对接面；
上述主动端与被动端上的对接块间的配合精度高于导向杆与插槽间对接精度；同时导向杆与插槽间对接精度高于对接头与对接槽间的配合精度。
2.如权利要求1所述一种抗在轨冲击的三级容错的对接机构，其特征在于：进行对接时，手爪的对接头深入对接槽，通过对接槽侧壁导向，直至对接头完全滑入对接槽；随后控制手爪的对接头沿对接槽向对接台移动，直至对接头底面与对接槽外端的对接台接触，完成一级容错。
3.如权利要求1所述一种抗在轨冲击的三级容错的对接机构，其特征在于：手爪通过主动端内部安装的升降台带动，实现手爪伸出主动端后并展开。
4.如权利要求1所述一种抗在轨冲击的三级容错的对接机构，其特征在于：对接块安装于主动端对接面与被动段对接面外缘周向上设计的弧形槽内。
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