一種適用于衛(wèi)星對接環(huán)對接的壓緊式鎖定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航天器在軌服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于對目標衛(wèi)星對接環(huán)對接的壓緊鎖定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地球靜止軌道(GE0)衛(wèi)星在軌發(fā)生故障或失效后將造成空間資源的巨大浪費，對其抓捕、剛性連接后可實施維修或離軌等操作，使故障衛(wèi)星載荷任務(wù)能力得以延續(xù)，或釋放重要軌道資源，可取得十分重要的經(jīng)濟效益和社會效益。因此衛(wèi)星對接機構(gòu)的設(shè)計，是衛(wèi)星捕獲的核心部件，是影響對其能否進行正常修復的重要因素之一。
[0003]由于目前在軌和在研的GE0衛(wèi)星并未針對接受在軌服務(wù)設(shè)計，不具備合作的對接接口。因此，結(jié)合對該類衛(wèi)星的救援服務(wù)與離軌操作需求，需要采用機械臂、錐桿等方式的抓捕機構(gòu)，建立兩飛行器的軟抓捕狀態(tài)，同時設(shè)計鎖緊與釋放分離機構(gòu)，在受到衛(wèi)星翻滾和抓捕機構(gòu)收回動作的動態(tài)環(huán)境下，完成兩飛行器的進一步精確捕獲和剛性連接，使兩飛行器固連在一起，進而接管目標衛(wèi)星的控制與推進，為故障衛(wèi)星軌道救援、廢棄衛(wèi)星主動清除等任務(wù)做好準備。
[0004]目前，國外針對于高軌非合作衛(wèi)星對接技術(shù)的典型研究項目包括美國FREND機械臂+可更換末端執(zhí)行器方案、德國DE0S和歐洲SMART-0LEV錐桿式抓捕機構(gòu)方案。其中，F(xiàn)REND機械臂+可更換末端執(zhí)行器方案主要抓捕點僅限于承載結(jié)構(gòu)，如太陽翼鎖定點等，錐桿式抓捕機構(gòu)主要針對GE0衛(wèi)星通用的遠地點發(fā)動機進行抓捕。但此類項目并沒有描述完成抓捕動作后的剛性連接過程，而為了承受惡劣的力學環(huán)境，抓捕后的剛性連接又是實施維修或離軌等操作的必要條件。因此有必要設(shè)計一種對非合作目標衛(wèi)星剛性連接的鎖定裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于對目標衛(wèi)星對接環(huán)對接的壓緊式鎖定裝置。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種用于對目標衛(wèi)星對接環(huán)對接的壓緊鎖定裝置，包括圓環(huán)支架和兩組及以上壓緊裝置；圓環(huán)支架與捕獲衛(wèi)星固定連接；壓緊裝置包括壓板、壓板座、頂桿、頂桿導軌和轉(zhuǎn)動座；壓板座和頂桿導軌固定連接在圓環(huán)支架上，轉(zhuǎn)動座繞圓環(huán)支架周向運動；頂桿與頂桿導軌配合，并沿頂桿導軌上下運動；轉(zhuǎn)動座上有沿圓環(huán)支架周向延伸的曲線槽，頂桿上固定連接有沿曲線槽運動的連接部件，曲線槽包括斜向上的槽或斜向下的槽，分別使連接部件帶動頂桿沿頂桿導軌向上或向下滑動；壓板與壓板座轉(zhuǎn)動連接；頂桿與壓板的一端通過四級副連接，將頂桿的上下運動轉(zhuǎn)為壓板相對壓板座的轉(zhuǎn)動；壓板的另一端用于壓緊目標衛(wèi)星的對接環(huán)。
[0008]所述四級副包括頂桿上端固連的第一頂桿銷和壓板上的第一長條孔，所述第一頂桿銷與第一長條孔配合，并在第一長條孔中轉(zhuǎn)動和來回移動。
[0009]所述四級副包括壓板末端固連的第二頂桿銷和頂桿上水平方向的第二長條孔，第二頂桿銷與第二長條孔配合，并在第二長條孔中轉(zhuǎn)動和來回移動。
[0010]所述頂桿上的連接部件為滾輪。
[0011]所述壓緊裝置為3組，以120°等角距分布固定在圓環(huán)支架上。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0013]1)本發(fā)明中的壓緊式鎖定裝置為基于杠桿式的壓緊機構(gòu)，鎖緊機理簡單，結(jié)構(gòu)上易于實現(xiàn)，操作方便。
[0014]2)該壓緊對接裝置，對目標衛(wèi)星實現(xiàn)剛性壓緊，可提供較大的鎖緊力，具有很高的鎖緊可靠性。
[0015]3)本發(fā)明中的壓緊對接裝置用于對目標衛(wèi)星對接環(huán)的壓緊鎖定，該裝置采用周邊式結(jié)構(gòu)，從目標衛(wèi)星的四周進行抱緊操作，避開目標衛(wèi)星的關(guān)鍵部件，如遠地點發(fā)動機，利用壓板壓緊和釋放目標，衛(wèi)星充分利用非合作目標衛(wèi)星對接環(huán)的外部特征。
[0016]4)該抱緊對接裝置適用于非合作目標衛(wèi)星對接環(huán)，如1194mm直徑的對接環(huán)，經(jīng)適應(yīng)性設(shè)計還可適用于其它直徑的衛(wèi)星對接環(huán)，設(shè)計上具有很強的靈活性，而且目標衛(wèi)星發(fā)動機噴管不影響對接效果。
[0017]5)本發(fā)明的壓緊裝置以120°等角距分布固定在圓環(huán)支架上，受力更均勻，使壓緊式鎖定的可靠性更高。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明中壓緊鎖定裝置安裝位置示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明中壓緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明中壓板運動示意圖；
[0021]圖4是本發(fā)明中轉(zhuǎn)動座曲線槽的示意圖；
[0022]圖5是本發(fā)明中壓板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是本發(fā)明中壓板座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7是本發(fā)明中頂桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8是本發(fā)明中頂桿導軌的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1、圖2所示，本發(fā)明為一種用于對目標衛(wèi)星對接環(huán)對接的壓緊鎖定裝置，包括圓環(huán)支架11和兩組以上壓緊裝置；壓緊裝置包括壓板1、壓板座2、頂桿3、頂桿導軌4、轉(zhuǎn)動座5，安裝在圓環(huán)支架11的上面和側(cè)面，用于鎖緊目標衛(wèi)星的對接環(huán)。所述的壓緊裝置為杠桿式壓緊機構(gòu)，以120°等角距分布固定在圓環(huán)支架11上，共三組。
[0027]壓板1如圖5所示，壓板座2如圖6所示，頂桿3如圖7所示，頂桿導軌4如圖8所示。壓板座2通過螺釘固定在圓環(huán)支架11的上表面，通過銷軸與壓板1連接，壓板1可繞壓板座2轉(zhuǎn)動；壓板1末端與頂桿3上端通過旋轉(zhuǎn)副和移動副組成四級副連接，將頂桿3的上下運動轉(zhuǎn)為壓板1相對壓板座2的轉(zhuǎn)動。如圖3所示，為一種實施例，壓板1上設(shè)有第一長條孔，頂桿3上端固定連接的第一頂桿銷穿過壓板1上的第一長條孔，在第一長條孔中從壓板1末端向壓板1與壓板座2連接處來回運動，同時能夠相對壓板1轉(zhuǎn)動。也可以在頂桿3上開有與頂桿3運動方向垂直的水平方向第二長條孔，壓板1的末端固定連接第二頂桿銷，第二頂桿銷能夠在第二長條孔的中來回運動，且能夠相對頂桿3轉(zhuǎn)動。頂桿導軌4通過上圓環(huán)支架11上下表面的定位孔固定，頂桿3安裝在頂桿導軌4中，頂桿3僅作沿著頂桿導軌4的上下移動。頂桿3下端一直處于轉(zhuǎn)動座5的曲線槽內(nèi)，通過滾輪與曲線槽接觸，減小運動過程中的摩擦。轉(zhuǎn)動座5固定于圓環(huán)支架11側(cè)面，為頂桿3上下運動提供曲線導軌。
[0028]轉(zhuǎn)動座5曲線槽的縱向尺寸決定壓緊機構(gòu)的移動距離以及壓緊力，轉(zhuǎn)動座曲線槽的斜邊斜率決定壓緊機構(gòu)壓緊與釋放時的運動速度。
[0029]轉(zhuǎn)動座4通過銷螺釘固定于圓環(huán)支架11側(cè)面的旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)上。當服務(wù)飛行器判斷目標星對接環(huán)進入壓緊鎖定裝置的工作范圍內(nèi)時，電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)動座4和十字銷軸5周向運動，使頂桿3沿著頂桿導軌4上下移動，從而帶動壓板1繞壓板座2轉(zhuǎn)動。當頂桿導軌4向上運動時，壓緊對接環(huán)邊沿。最終，壓板1鎖緊目標衛(wèi)星對接環(huán)，完成對目標星的鎖緊過程。
[0030]如圖4所示，當服務(wù)飛行器判斷目標星對接環(huán)進入壓緊鎖定裝置的工作范圍內(nèi)時(此時頂桿3末端位于曲線槽第一段6和第二段7的連接處)，壓緊裝置開始運動，帶動轉(zhuǎn)動座5轉(zhuǎn)動，頂桿3末端滾輪沿轉(zhuǎn)動座5的曲線槽第二段7沿軸向向上運動，帶動壓板1繞壓板座2轉(zhuǎn)動，從而使壓板1壓緊對接環(huán)的邊緣。最終，壓板1鎖緊目標衛(wèi)星對接環(huán)，完成對目標衛(wèi)星的鎖緊過程；轉(zhuǎn)動座5繼續(xù)轉(zhuǎn)動，頂桿3末端滾輪沿轉(zhuǎn)動座5的曲線槽第三段8內(nèi)運動，保持對對接環(huán)的壓緊狀態(tài)；轉(zhuǎn)動座5繼續(xù)轉(zhuǎn)動，頂桿3末端滾輪沿轉(zhuǎn)動座5的曲線槽第四段9內(nèi)運動，迅速沿軸向下移，使得壓板1快速與對接環(huán)邊緣分離。第一段6、第三段8、第五段10是為了配合其他部件動作時保持頂桿3位置不變設(shè)計的。
[0031]本發(fā)明未詳細說明部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種用于對目標衛(wèi)星對接環(huán)對接的壓緊鎖定裝置，其特征在于，包括圓環(huán)支架(11)和兩組及以上壓緊裝置；圓環(huán)支架(11)與捕獲衛(wèi)星固定連接；壓緊裝置包括壓板(1)、壓板座(2)、頂桿(3)、頂桿導軌(4)和轉(zhuǎn)動座(5);壓板座⑵和頂桿導軌(4)固定連接在圓環(huán)支架(11)上，轉(zhuǎn)動座(5)繞圓環(huán)支架(11)周向運動；頂桿(3)與頂桿導軌⑷配合，并沿頂桿導軌(4)上下運動；轉(zhuǎn)動座(5)上有沿圓環(huán)支架(11)周向延伸的曲線槽，頂桿(3)上固定連接有沿曲線槽運動的連接部件，曲線槽包括斜向上的槽或斜向下的槽，分別使連接部件帶動頂桿(3)沿頂桿導軌(4)向上或向下滑動；壓板(1)與壓板座(2)轉(zhuǎn)動連接；頂桿(3)與壓板(1)的一端通過四級副連接，將頂桿(3)的上下運動轉(zhuǎn)為壓板(1)相對壓板座(2)的轉(zhuǎn)動；壓板(1)的另一端用于壓緊目標衛(wèi)星的對接環(huán)。2.一種如權(quán)利要求1所述的用于對目標衛(wèi)星對接環(huán)對接的壓緊鎖定裝置，其特征在于:所述四級副包括頂桿⑶上端固連的第一頂桿銷和壓板⑴上的第一長條孔，所述第一頂桿銷與第一長條孔配合，并在第一長條孔中轉(zhuǎn)動和來回移動。3.一種如權(quán)利要求1所述的用于對目標衛(wèi)星對接環(huán)對接的壓緊鎖定裝置，其特征在于:所述四級副包括壓板(1)末端固連的第二頂桿銷和頂桿(3)上水平方向的第二長條孔，第二頂桿銷與第二長條孔配合，并在第二長條孔中轉(zhuǎn)動和來回移動。4.一種如權(quán)利要求1或2或3所述的用于對目標衛(wèi)星對接環(huán)對接的壓緊鎖定裝置，其特征在于:所述頂桿(3)上的連接部件為滾輪。5.一種如權(quán)利要求1或2或3所述的用于對目標衛(wèi)星對接環(huán)對接的壓緊鎖定裝置，其特征在于:所述壓緊裝置為3組，以120°等角距分布固定在圓環(huán)支架(11)上。
【專利摘要】一種用于對目標衛(wèi)星對接環(huán)對接的壓緊鎖定裝置，包括圓環(huán)支架(11)和兩組以上壓緊裝置；壓緊裝置包括壓板(1)、壓板座(2)、頂桿(3)、頂桿導軌(4)和轉(zhuǎn)動座(5)；壓板座(2)和頂桿導軌(4)固連在圓環(huán)支架(11)上，轉(zhuǎn)動座(5)可繞圓環(huán)支架(11)轉(zhuǎn)動；頂桿(3)下端沿轉(zhuǎn)動座(5)的曲線槽運動使頂桿(3)沿頂桿導軌(4)上下運動；壓板(1)與壓板座(2)轉(zhuǎn)動連接；頂桿(3)上端可沿壓板(1)的一端移動和轉(zhuǎn)動，將頂桿(3)的上下運動轉(zhuǎn)為壓板(1)相對壓板座(2)的轉(zhuǎn)動；壓板(1)的另一端用于壓緊和釋放目標衛(wèi)星。本發(fā)明中的壓緊對接裝置為杠桿式的壓緊機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，對目標衛(wèi)星實現(xiàn)剛性壓緊，鎖緊可靠性高。
【IPC分類】B64G4/00
【公開號】CN105366079
【申請?zhí)枴緾N201510849931
【發(fā)明人】黃劍斌, 李志 , 陳維春, 蒙波, 龐羽佳, 韓旭, 林親, 張曉瑩, 張志民
【申請人】中國空間技術(shù)研究院
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月27日