一种轻小型对接装置及方法与流程

本发明涉及空间应用设备，更为具体来说，本发明涉及一种轻小型对接装置及方法。

背景技术：

1、大型空间飞行器由于平台能力强大，具备对接小型飞行器的能力，需要设置支持小型飞行器对接任务的轻小型对接装置。

2、但是针对小型飞行器对接任务，现有技术中的轻小型对接装置自动化程度不高、对机械臂的操作能力要求高、机构复杂、可维修性差、可靠性较低。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种轻小型对接装置及方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种轻小型对接装置，该装置包括：主动端、被动端，其中：

3、所述主动端包括：框体、定位组件、双向直线驱动装置、曲柄连杆组件、锁勾组件、机构位置状态检测装置、插头组件；

4、所述定位组件包括：第一空心定位杯、第二空心定位杯，所述第一空心定位杯与所述第二空心定位杯柱对称地位于所述框体中间靠外侧位置，且均与所述框体垂直；

5、所述双向直线驱动装置包括：导轴、丝杠、旋变轴、旋变、机架a主体、机架a分体、第一曲柄推杆、第二曲柄推杆、螺母a、滑套、机架b主体、螺母b、机架b分体、电机减速器组件、驱动齿轮、从动齿轮；所述滑套包括多个滑套，一部分安装固定于所述机架a主体两侧的孔中，另一部分安装固定于所述机架b主体两侧的孔中；所述导轴安装在所述框体内侧壁的导轴支撑孔内且分别穿过所述机架a主体和所述机架b主体两侧的滑套；所述丝杠安装在所述框体内部中间两侧位置的丝杠安装支架上，所述丝杠的一端固定有所述从动齿轮，另一端固定有所述旋变轴；所述驱动齿轮固定在所述电机减速器组件的前端输出轴上且与所述从动齿轮啮合；所述旋变轴与所述旋变的内圈固定；所述螺母a固定在所述机架a主体的中间位置，所述螺母b固定在所述机架b主体的中间位置；所述第一曲柄推杆位于所述机架a分体的轴孔中，所述第二曲柄推杆位于所述机架b分体的轴孔中；

6、所述曲柄连杆组件包括：连杆、连杆后部转轴、曲柄、连杆前部转轴、从动曲柄、曲柄转轴，所述连杆后部转轴一端位于所述连杆后部的轴孔中，另一端位于所述曲柄上部的轴孔中；所述连杆前部转轴一端位于所述连杆前部的轴孔中，另一端位于所述从动曲柄上部的轴孔中；所述第一曲柄转轴与所述第二曲柄转轴分别穿过所述从动曲柄和所述曲柄下部的轴孔；

7、所述锁钩组件包括：第一主锁勾、第二主锁勾、第三主锁勾、辅锁勾，所述第一主锁勾与所述第二主锁勾分别安装固定在所述机架b主体的两侧，所述第三主锁勾安装固定在所述机架a主体的一侧，所述辅锁勾固定在另一侧；

8、所述机构位置状态检测装置包括：第一微动开关、第二微动开关、第一触发簧片、第二触发簧片、锁紧检测开关安装座、解锁检测开关安装座、第一贴合检测微动开关、第二贴合检测微动开关，所述第一微动开关、所述第一触发簧片整体安装在所述锁紧检测开关安装座上，所述第二微动开关、所述第二触发簧片整体安装在所述解锁检测开关安装座上；所述第一贴合检测微动开关与所述第二贴合检测微动开关位于所述框体的上表面；

9、所述插头组件包括：浮动连接器插头、后部电缆，所述浮动连接器插头固定安装在所述机架a主体的安装法兰上，后部带有电缆；

10、所述被动端包括：底座、定位销组件、被捕获组件、被锁紧组件、插座组件；

11、所述定位销组件包括：第一定位销、第二定位销，所述底座上表面设有所述第一定位销与所述第二定位销的安装孔，所述第一定位销、所述第二定位销与所述底座通过螺钉连接固定；

12、所述被捕获组件包括：x型拉杆，所述底座中间设有所述x型拉杆的安装孔，所述x型拉杆与所述底座通过螺钉连接固定；

13、所述被锁紧组件包括：锁紧座、锁紧孔，所述锁紧座安装在所述底座上；

14、所述插座组件包括：浮动连接器插座，所述浮动连接器插座固定安装在所述底座的安装法兰上。

15、根据一种优选实施方式，所述双向直线驱动装置还包括角接触轴承、轴承盖、轴承挡片、轴套、深沟球轴承、轴用挡圈，所述丝杠通过所述角接触轴承、所述轴承盖、所述轴承挡片、所述轴套和所述深沟球轴承、所述轴用挡圈安装在所述丝杠安装支架上。

16、根据一种优选实施方式，所述丝杠上有两段旋向相反的螺纹，两段螺纹分别与所述螺母a和所述螺母b的螺纹孔形成丝杠螺母副。

17、根据一种优选实施方式，所述曲柄的中部为一凸轮槽，所述凸轮槽分为两段，下段凸轮槽与所述曲柄上两个轴孔连线平行，上段凸轮槽与所述曲柄上两个轴孔连线存在夹角，当所述曲柄旋转至极限位置时上段凸轮槽与所述丝杠的轴线平行。

18、根据一种优选实施方式，所述第一主锁勾、所述第二主锁勾、所述第三主锁勾的上前部均为斜面，下部均为斜三角形。

19、根据一种优选实施方式，所述锁紧座、所述锁紧孔设置有与所述第一主锁勾、所述第二主锁勾、所述第三主锁勾、所述辅锁勾的斜面对应的斜面，当所述第一主锁勾、所述第二主锁勾、所述第三主锁勾、所述辅锁勾的斜面插入所述锁紧座、所述锁紧孔的斜面时，能够实现所述主动端与所述被动端的刚性锁紧。

20、根据一种优选实施方式，所述定位销由中心细销和底部粗销两部分组成，所述中心细销和所述主动端的定位孔配合，约束所述被动端仅可相对于所述主动端在有限范围内扭转，所述定位销底部粗销最终插入所述主动端的定位孔中，实现所述被动端与所述主动端的高精度定位。

21、根据一种优选实施方式，所述x型拉杆两侧为v型开口，在所述主动端的捕获范围内，所述连杆的头部能够插入所述x型拉杆中，并在收拢的过程中校正所述被动端的位置偏差。

22、根据一种优选实施方式，所述底座两侧设置有贴合检测触头，当所述被动端被拉紧时所述贴合检测触头触发所述第一贴合检测微动开关、所述第二贴合检测微动开关。

23、根据一种优选实施方式的另一方面，本技术实施例提供了一种轻小型对接装置的对接方法，该方法包括：

24、步骤1，利用所述电机减速器组件驱动内部机构到达解锁位；

25、步骤2，机械臂操作小型空间飞行器到待对接位置；

26、步骤3，利用所述电机减速器组件驱动内部机构完成所述主动端与所述被动端收紧贴合、盲插电连接器插入、刚性锁紧；

27、步骤4，所述机械臂松开所述小型空间飞行器并撤离。

28、本技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

29、在本技术实施例中，所述一种轻小型对接装置，包括：主动端、被动端，其中：所述主动端包括：框体、定位组件、双向直线驱动装置、曲柄连杆组件、锁勾组件、机构位置状态检测装置、插头组件；所述被动端包括：底座、定位销组件、被捕获组件、被锁紧组件、插座组件。所述一种轻小型对接装置的对接方法，包括：步骤1，利用所述电机减速器组件驱动内部机构到达解锁位；步骤2，机械臂操作小型空间飞行器到待对接位置；步骤3，利用所述电机减速器组件驱动内部机构完成所述主动端与所述被动端收紧贴合、盲插电连接器插入、刚性锁紧；步骤4，所述机械臂松开所述小型空间飞行器并撤离。本技术所述的一种轻小型对接装置及方法，能够辅助机械臂实现小型空间飞行器和大型飞行器的主动捕获、引导定位对接、主动收紧、盲插电连接器插拔、刚性锁紧，从而为将小型空间飞行器对接至大型飞行器提供技术支撑；机械臂操作小型空间飞行器到待对接位置后，专门设计了主动捕获装置实现对小型空间飞行器的捕获；通过电动的方式由直线驱动收紧装置实现对小型空间飞行器的收紧；收紧的过程中引导定位对接装置实现高精度定位；通过电动的方式实现对小型空间飞行器的电连接器插拔；通过电动的方式由刚性锁紧装置实现对小型空间飞行器的刚性锁紧。

30、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。