一種柔性捕獲連接裝置及其捕獲連接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航天領(lǐng)域，特別涉及一種柔性捕獲連接裝置及其捕獲連接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天機(jī)構(gòu)的快速發(fā)展，兩個(gè)飛行器之間能否實(shí)現(xiàn)可靠捕獲和連接直接影響到空間站的組建。然而，由于受到空間環(huán)境和機(jī)構(gòu)控制精度的影響，兩個(gè)飛行器必須在位置偏差和震動(dòng)沖擊大的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)捕獲和連接，這就要求完成該功能的機(jī)構(gòu)能滿足大偏差捕獲、大連接力、高精度以及及時(shí)復(fù)位的要求。
[0003]現(xiàn)有的用于捕獲連接的機(jī)構(gòu)中，普遍存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜(如對(duì)接機(jī)構(gòu))、質(zhì)量和體積大、捕獲范圍小、連接和保持能力低等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種柔性捕獲連接裝置及其捕獲連接方法，解決了現(xiàn)有捕獲連接機(jī)構(gòu)中質(zhì)量和體積大、捕獲范圍小、連接和保持能力低等問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提供一種柔性捕獲連接裝置，其包括:主動(dòng)捕獲連接單元及被動(dòng)捕獲連接單元;
所述主動(dòng)捕獲連接單元包括:上連桿、法蘭盤、球頭軸、片簧、捕獲桿導(dǎo)向頭及鎖舌，其中:所述法蘭盤的一端與所述上連桿相連，另一端與所述球頭軸的球頭端相連；所述片簧的一端連接在所述球頭軸上，另一端連接在所述法蘭盤的邊緣，所述片簧處于預(yù)緊狀態(tài)；所述球頭軸的另一端與所述捕獲桿的一端相連；所述捕獲桿的另一端為中空結(jié)構(gòu)，與所述導(dǎo)向頭相連；所述鎖舌設(shè)置于所述捕獲桿的靠近所述導(dǎo)向頭的一端的外側(cè)；
所述被動(dòng)捕獲連接單元包括:錐形口、鎖鉤，其中:所述鎖鉤設(shè)置于所述錐形口的錐形端；當(dāng)完成捕獲時(shí)，所述導(dǎo)向頭進(jìn)入所述錐形口，所述鎖鉤與所述鎖舌接觸壓緊。
[0006]本發(fā)明的柔性捕獲連接裝置，采用桿件和彈簧實(shí)現(xiàn)捕獲連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量和體積小，且上連桿通過法蘭盤連接在球頭軸的球頭端，球頭軸可繞上連桿萬(wàn)向擺動(dòng)，捕獲完成后，在片簧的作用下復(fù)位，從而可實(shí)現(xiàn)較大范圍的偏差捕獲。
[0007]較佳地，所述片簧包括至少兩個(gè)，所述至少兩個(gè)片簧相對(duì)設(shè)置，不管上連桿朝哪個(gè)擺動(dòng)，都能快速、準(zhǔn)確地回位。
[0008]較佳地，所述片簧與所述法蘭盤之間以及所述導(dǎo)向頭與所述捕獲桿之間通過螺釘連接，不僅連接穩(wěn)定，而且方便拆裝。
[0009]較佳地，所述主動(dòng)捕獲單元還包括:碟簧組件，設(shè)置于所述球頭軸的下半段的外偵牝降低各部件之間的剛度，防止外部因素引起連接力的突變，從而起到連接力的保持作用。
[0010]較佳地，所述碟簧組件包括:碟簧、碟簧套、連接套、第一螺母以及壓盤；其中:所述碟簧為環(huán)形碟簧，安裝于所述碟簧套內(nèi)，環(huán)設(shè)于所述球頭軸的下半段的外側(cè)；所述連接套安裝在所述碟簧套上；所述第一螺母與所述連接套通過螺紋連接，且與所述壓盤接觸壓緊；所述壓盤的位置可通過所述螺母的上下運(yùn)動(dòng)來調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)所述碟簧的預(yù)緊力。完成捕獲后，碟簧在壓緊力的作用下變形，可以防止外部因素引起連接力的突變，降低了各連接部件之間的剛度，加強(qiáng)了捕獲連接裝置的連接力保持能力。
[0011]較佳地，所述碟簧組件通過第二螺母及第三螺母固定在所述球頭軸上；所述第二螺母與所述第一螺母接觸壓緊，所述第三螺母與所述第二螺母接觸壓緊。第二螺母與第一螺母接觸壓緊，可防止第一螺母產(chǎn)生松動(dòng)，第三螺母與第二螺母接觸壓緊，可防止第二螺母產(chǎn)生松動(dòng)，通過雙螺母預(yù)緊將碟簧組件固定在球頭軸上，連接更穩(wěn)定，不容易產(chǎn)生松動(dòng)。
[0012]較佳地，所述碟簧套與所述連接套的連接處設(shè)置有卡槽，通過卡槽能夠限制碟簧套和連接套之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。
[0013]較佳地，所述碟簧套與所述捕獲桿通過螺釘連接，使整個(gè)裝置一體化，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。
[0014]較佳地，所述主動(dòng)捕獲單元還包括:傳感器以及撥桿；所述傳感器安裝于所述捕獲桿內(nèi)，靠近所述導(dǎo)向頭；所述撥桿安裝于所述傳感器附件，一端伸出所述捕獲桿外，當(dāng)所述導(dǎo)向頭進(jìn)入所述錐形口的錐形端時(shí)，所述撥桿在所述錐形口的作用下旋轉(zhuǎn)，按壓所述傳感器的觸發(fā)器，根據(jù)傳感器發(fā)出的信號(hào)可判斷是否完成捕獲，對(duì)捕獲狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
[0015]較佳地，所述被動(dòng)捕獲連接單元還包括殼體，所述鎖鉤固定在所述殼體上。將鎖鉤固定在殼體上，殼體可固定在其他結(jié)構(gòu)上，方便了被動(dòng)捕獲連接單元的固定。
[0016]本發(fā)明還提供一種柔性捕獲連接方法，其包括以下步驟:
Sm:主動(dòng)捕獲連接單元的導(dǎo)向頭進(jìn)入被動(dòng)捕獲連接單元的錐形口 ；
SI 12:主動(dòng)捕獲連接單元的鎖舌與被動(dòng)捕獲連接單元的鎖鉤產(chǎn)生撞鎖捕獲；
SI 13:撥桿旋轉(zhuǎn)按壓傳感器的觸發(fā)器，觸發(fā)所述傳感器；
SI 14:主動(dòng)捕獲連接單元向上運(yùn)動(dòng)，所述鎖舌與所述鎖鉤接觸壓緊。
[0017]較佳地，步驟SI 14之后還包括步驟:
S121:主動(dòng)捕獲連接單元的碟簧在壓緊力作用下變形。
[0018]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明提供的柔性捕獲連接裝置采用桿件和彈簧的組合完成捕獲連接及復(fù)位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量和體積??；
(2)上連桿通過法蘭盤連接在球頭軸的球頭端，能夠?qū)崿F(xiàn)萬(wàn)向擺動(dòng)，捕獲完成后，在片簧的作用下復(fù)位，捕獲范圍大，能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的柔性偏差捕獲；
(3)本發(fā)明的柔性捕獲連接裝置還包括碟簧，碟簧在壓緊力的作用下變形，能夠防止外部因素引起連接力的變化，起到連接力的保持作用，連接力保持能力強(qiáng)。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明:
圖1為本發(fā)明的柔性捕獲連接裝置的偏差捕獲狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖2為本發(fā)明的柔性捕獲連接裝置在傳感器觸發(fā)時(shí)的結(jié)構(gòu)剖視圖；
圖3為本發(fā)明的柔性捕獲連接裝置的連接狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖4為本發(fā)明的柔性捕獲連接方法的流程圖。
[0020]標(biāo)號(hào)說明:101-上連桿，102-法蘭盤，103-球頭軸，104-片簧，105-螺釘，106-碟簧，107-碟簧套，108-連接套，109-第一螺母，110-壓盤，111-第二螺母，112-第三螺母，113-捕獲桿，114-撥桿，115-鎖舌，116-導(dǎo)向頭；
201-錐形口，202-鎖鉤，203-殼體。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0022]實(shí)施例1:
結(jié)合圖1-圖3，本實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的柔性捕獲連接裝置，該裝置由主動(dòng)捕獲連接單元和被動(dòng)捕獲連接單元兩部分組成，兩部分共同作用實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的大范圍偏差捕獲、連接力保持及捕獲狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
[0023]主動(dòng)捕獲連接單元包括上連桿101、法蘭盤102、球頭軸103、片簧104、捕獲桿113、鎖舌116以及導(dǎo)向頭117，上連桿101通過法蘭盤102連接到球頭軸103的球頭端，片簧104處于預(yù)緊狀態(tài)，一端連接在球頭軸103上，另一端連接在法蘭盤102的邊緣，球頭軸103可繞上連桿101萬(wàn)向擺動(dòng)，上連桿101可在片簧104的作用下復(fù)位，本實(shí)施例中包括四個(gè)片簧104，四個(gè)片簧104兩兩相對(duì)，均勻的設(shè)置在球頭軸103的周圍，不管球頭軸103朝哪個(gè)方向擺動(dòng)，都能在片簧104的作用下迅速、準(zhǔn)確地復(fù)位。球頭軸103的另一端連接捕獲桿113，捕獲桿113的另一端為中空結(jié)構(gòu)，連接導(dǎo)向頭116，鎖舌115設(shè)置在捕獲桿113的外側(cè)，位于靠近導(dǎo)向頭116的一端。片簧104與法蘭盤102以及導(dǎo)向頭116與捕獲桿113之間通過螺釘105連接，連接穩(wěn)定，拆裝方便。<