本發(fā)明涉及一種在軌浮動(dòng)插拔對(duì)接鎖緊機(jī)構(gòu)，屬于在軌加注。

背景技術(shù)：

1、目前在軌柔性管路加注相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)暫時(shí)未被應(yīng)用于衛(wèi)星和其它類型的高精度航天器，目前國內(nèi)外的技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)和研發(fā)階段，隨著航天科技的飛速發(fā)展，用戶對(duì)衛(wèi)星的壽命和變軌要求越來越高，這對(duì)推進(jìn)燃料的需求也隨之增加。因此提出了在軌加注的型號(hào)任務(wù)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提出一種在軌浮動(dòng)插拔對(duì)接鎖緊機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)采用四套獨(dú)立支撐的閥體，同時(shí)建立多個(gè)密封通道，適用于不同的燃料流體傳輸方案，主要技術(shù)內(nèi)容包括：該裝置由電機(jī)、鎖緊驅(qū)動(dòng)組件、閥體、閥體柔順容差模塊、電連接器容差組件、浮動(dòng)組件、被動(dòng)端組件、導(dǎo)軌等組成，主動(dòng)端中的管路與服務(wù)航天器內(nèi)部相連，工作時(shí)，卡爪抓捕鎖緊目標(biāo)航天器的被動(dòng)端，電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠組件將主動(dòng)端閥體壓入被動(dòng)端對(duì)接閥體，完成徑向密封，隨后加注工質(zhì)?？闪己玫臐M足工作任務(wù)的需求。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種在軌浮動(dòng)插拔對(duì)接鎖緊機(jī)構(gòu)，包括：被動(dòng)端組件、鎖緊驅(qū)動(dòng)組件和浮動(dòng)組件；

4、被動(dòng)端組件被安裝于目標(biāo)航天器上；

5、浮動(dòng)組件被安裝于服務(wù)航天器上，鎖緊驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在浮動(dòng)組件上，鎖緊驅(qū)動(dòng)組件受浮動(dòng)組件輸出的驅(qū)動(dòng)力控制鎖緊或松開被動(dòng)端組件；

6、浮動(dòng)組件上設(shè)置有密封通道和電連接通道，用于向目標(biāo)航天器進(jìn)行加注并實(shí)現(xiàn)電連接。

7、優(yōu)選地，被動(dòng)端組件包括：電連接器、閥體和安裝底板；

8、電連接器、閥體固定安裝在安裝底板上，安裝底板固定在目標(biāo)航天器上；

9、電連接器與目標(biāo)航天器中的線路相連；多個(gè)閥體均勻分布安裝在底板上，并與目標(biāo)航天器中的貯箱管路相連接。

10、優(yōu)選地，浮動(dòng)組件包括：蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)、浮動(dòng)底座、導(dǎo)軌組件、絲杠組件、超聲電機(jī)、外殼體和蝸桿；

11、浮動(dòng)底座上設(shè)置有多個(gè)密封通道和電連接通道；密封通道與服務(wù)航天器的貯箱管路連通；電連接通道與服務(wù)航天器中的供電線路連通；

12、導(dǎo)軌組件的滑軌與浮動(dòng)底座固連，導(dǎo)軌組件中的滑塊安裝至外殼體；

13、絲杠組件的滑塊與浮動(dòng)底座固連，絲杠組件的底座安裝至外殼體；

14、超聲電機(jī)固定連接絲杠組件，超聲電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)絲杠組件，使得浮動(dòng)底座與外殼體之間形成相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

15、蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定連接外殼體，蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿運(yùn)動(dòng)，控制鎖緊驅(qū)動(dòng)組件鎖緊或松開被動(dòng)端組件。

16、優(yōu)選地，還包括：閥體柔順容差模塊；

17、閥體柔順容差模塊安裝至浮動(dòng)底座；

18、閥體柔順容差模塊用于閥體與服務(wù)航天器的貯箱管路對(duì)接過程中自適應(yīng)柔順插拔。

19、優(yōu)選地，還包括：電連接器容差組件；

20、電連接器容差組件安裝至浮動(dòng)底座；

21、電連接器容差組件用于電連接器與服務(wù)航天器的供電線路對(duì)接過程中自適應(yīng)柔順插拔。

22、優(yōu)選地，鎖緊驅(qū)動(dòng)組件包括：錐齒輪、定制絲杠、卡爪、螺母、鎖緊機(jī)構(gòu)底板、銷釘、渦輪和絲杠座；

23、鎖緊機(jī)構(gòu)底板固定連接外殼體；

24、多個(gè)絲杠座固定安裝在鎖緊機(jī)構(gòu)底板內(nèi)側(cè)；

25、多個(gè)定制絲杠分別通過絲杠座安裝在鎖緊機(jī)構(gòu)底板內(nèi)側(cè)，兩相鄰定制絲杠之間通過錐齒輪實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)；錐齒輪安裝在鎖緊機(jī)構(gòu)底板內(nèi)側(cè)；

26、渦輪連接多個(gè)定制絲杠中的任意一個(gè)；渦輪接收蝸桿輸出的傳動(dòng)力，從而帶動(dòng)多個(gè)定制絲杠同步繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

27、多個(gè)卡爪分別通過銷釘與絲杠座鉸接；卡爪由鎖緊機(jī)構(gòu)底板內(nèi)側(cè)向上伸出；

28、多個(gè)螺母被安裝于定制絲杠上，螺母的位置和數(shù)量與卡爪對(duì)應(yīng)；

29、螺母的外壁接觸卡爪；在定制絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺母隨定制絲杠軸向運(yùn)動(dòng)，螺母在移動(dòng)的過程中，螺母的外壁對(duì)卡爪進(jìn)行擠壓，使得多個(gè)卡爪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鎖緊或松開安裝底板。

30、優(yōu)選地，還包括：微動(dòng)開關(guān)；

31、微動(dòng)開關(guān)與鎖緊機(jī)構(gòu)底板連接；

32、微動(dòng)開關(guān)觸碰到安裝底板后，蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作。

33、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

34、(1)本發(fā)明可同時(shí)實(shí)現(xiàn)閥體和電連接器自適應(yīng)校正，以及大容差被動(dòng)柔順。

35、(2)本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)閥體大推力、快速插入，彌補(bǔ)機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)插拔力不足，降低在軌操作難度，以簡單的結(jié)構(gòu)件和組件解決兩種形式的卡死問題。

36、(3)本發(fā)明能同時(shí)建立密封通道和電連接通道，具有較高的通用性和可靠性。

37、(4)本發(fā)明能在同一機(jī)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)抓捕、矯正、鎖緊和閥體插拔的多項(xiàng)功能。

38、(5)本發(fā)明能準(zhǔn)確矯正被動(dòng)端的位置，保證后續(xù)的對(duì)接插拔工作，實(shí)現(xiàn)在軌插入到位檢測(cè)和硬限位保護(hù)。對(duì)服務(wù)衛(wèi)星和目標(biāo)衛(wèi)星均無對(duì)接精度的要求，具有較高的可靠性。

39、(6)本發(fā)明產(chǎn)品工藝性好，可降低加工和采購成本。

技術(shù)特征：

1.一種在軌浮動(dòng)插拔對(duì)接鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括：被動(dòng)端組件(1)、鎖緊驅(qū)動(dòng)組件(2)和浮動(dòng)組件(5)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在軌浮動(dòng)插拔對(duì)接鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，被動(dòng)端組件(1)包括：電連接器(11)、閥體(12)和安裝底板(13)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種在軌浮動(dòng)插拔對(duì)接鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，浮動(dòng)組件(5)包括：蝸桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)(50)、浮動(dòng)底座(51)、導(dǎo)軌組件(52)、絲杠組件(53)、超聲電機(jī)(54)、外殼體(55)和蝸桿(56)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種在軌浮動(dòng)插拔對(duì)接鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括：閥體柔順容差模塊(3)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種在軌浮動(dòng)插拔對(duì)接鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括：電連接器容差組件(4)；

6.根據(jù)權(quán)利要求3～5任意之一所述的一種在軌浮動(dòng)插拔對(duì)接鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，鎖緊驅(qū)動(dòng)組件(2)包括：錐齒輪(20)、定制絲杠(21)、卡爪(22)、螺母(23)、鎖緊機(jī)構(gòu)底板(25)、銷釘(26)、渦輪(27)和絲杠座(28)；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種在軌浮動(dòng)插拔對(duì)接鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括：微動(dòng)開關(guān)(24)；

技術(shù)總結(jié)
一種在軌浮動(dòng)插拔對(duì)接鎖緊機(jī)構(gòu)，該裝置由鎖緊驅(qū)動(dòng)組件、閥體柔順容差模塊、電連接器容差組件、浮動(dòng)組件和被動(dòng)端組件組成。鎖緊驅(qū)動(dòng)組件實(shí)現(xiàn)抓捕鎖緊動(dòng)作；閥體柔順容差模塊和電連接器容差組件主要用于對(duì)接過程中自適應(yīng)柔順插拔；浮動(dòng)組件完成電連接器和閥體的插拔動(dòng)作；被動(dòng)端組件由閥體、電連接器、安裝底板等組成，被安裝于目標(biāo)航天器上，配合主動(dòng)端完成工作任務(wù)。本發(fā)明能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)密封通道中不同燃料流體的傳輸。

技術(shù)研發(fā)人員：王晗,高明星,張強(qiáng),王斌,張景林,鄧龍,劉紅星,肖杰,劉蘭英,劉碩,閆素娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京控制工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10