发明名称 一种空间电磁对接机构
摘要 本发明提供了一种空间电磁对接机构,包括电机、电机支架、联轴器、卷扬机组件、基座、外壳、锁紧机构组件、电磁铁组件、发射弹簧、柔性索及电线、吸附块、顶杆、顶杆外筒、弹簧和底座,通过姿态校正准备阶段、抛射电磁铁吸附阶段和收回阶段,可实现远距离、大容差对接工作,从而保证顺利完成空间飞行对接,进而提高我国的空间对接技术水平。
申请公布号 CN104590592B 申请公布日期 2017.01.04
申请号 CN201510015668.8 申请日期 2015.01.13
申请人 中北大学 发明人 原永亮;杨臻
分类号 B64G1/64(2006.01)I 主分类号 B64G1/64(2006.01)I
代理机构 代理人
主权项 一种空间电磁对接机构,其特征在于:包括电机(1)、电机支架(2)、联轴器(3)、卷扬机组件(4)、基座(5)、外壳(6)、锁紧机构组件(7)、电磁铁组件(8)、发射弹簧(9)、柔性索及电线(10)、 吸附块(11)、顶杆(12)、顶杆外筒(13)、弹簧(14)、底座(15);其中,卷扬机组件(4)主要用来对柔性索及电线(10)在发射过程和收回过程时进行卷扬;锁紧机构组件(7)主要用来对电磁铁组件(8)进行定位和作为抛射的开关;电磁铁组件(8)和吸附块(11)联合工作,用来完成电磁铁组件(8)与目标飞行器的对接;发射弹簧(9)用来对电磁铁组件(8)进行发射的核心部件,作为动力装置将电磁铁组件(8)进行发射;顶杆(12),顶杆外筒(13),弹簧(14),底座(15)相配合,安装在目标飞行器上,主要用于碰撞之后的缓冲;服务飞行器上,基座(5)是整个机构中的基础零件,电机支架(2)、卷扬机组件(4)和外壳(6)均零件螺钉固定在基座(5)上;电机(1)固定在电机支架(2)上,联轴器(3)将电机(1)的轴和卷扬机组件(4)中的滚筒轴(17)连接起来,保证动力能顺利传递;锁紧机构组件(7)通过螺钉固定在外壳(6)上,锁紧机构组件(7)在扭簧(23)的作用下,将电磁铁组件(8)进行限位;发射弹簧(9)安装在外壳(6)中,为发射电磁铁组件提供动力;目标飞行器上,底座(15)是基础零件,其表面通过螺钉安装由顶杆外筒(13),吸附块(11)通过螺钉固定在顶杆(12)上,顶杆(12)在顶杆外筒(13)里面的弹簧(14)作用力下外伸并保持伸出状态;所述的卷扬机组件(4)由滚筒(16)、滚筒轴(17)、轴承端盖(18)和轴承(19)以及相应的键组成,滚筒(16)利用断面定位安装在滚筒轴(17)上,轴承(19)安装在轴承座内,轴承(19)外端由轴承端盖(18)给予定位,从而保证机构运动的平稳;在电机(1)的旋转下,通过联轴器(3)将运动电机的旋转运动传递至卷扬机组件(4)的滚筒轴(17),进而带动柔性索及电线(10)的卷扬;所述的锁紧机构组件(7)主要由锁紧块支架(20)、锁紧块(21)、旋转销(22)和扭簧(23)组成,锁紧支架(20)外形为U型,其利用螺钉固定在外壳(6)上,锁紧块(21)通过旋转销(22)将其连接,旋转销(22)和扭簧(23)均安装在锁紧支架(20)上端的孔中;当需要发射电磁铁组件(8)时,驱动扭簧(23)工作,锁紧块(21)在锁紧块支架(20)和旋转销(22)的联合作用下,锁紧机构组件(7)解锁,电磁铁组件(8)在发射弹簧(9)的作用下,瞬间高速弹射出去,完成电磁铁组件(8)的抛射;所述的电磁铁组件(8)由柔性索及电线(10)、U型铁(24)、线圈(25)和U型铁座(26)组成,U型铁(24)和U型铁座(26)安装在外壳(6)中,U型铁座(26)通过外壳(6)的斜面进行限位;在电磁铁组件(8)距离一定距离时,对电磁铁组件(8)通入电流,U型铁(24)在通电线圈(25)的作用下,U型铁(24)带有磁性,通过与合作目标飞行器上的吸附块(11)相配合,最终可实现电磁铁组件(8)末端速度可控、强磁力和定向吸附技术;当目标飞行器在对接范围以内时,在检测系统的检测下,由控制装置发出指令,锁紧机构组件(7)开锁,电磁铁组件(8)在发射弹簧(9)的作用下,瞬间高速的将U型铁(24)和柔性索及电线(10)一起弹射出,当电磁铁组件(8)距离被动组件中吸附块(11)距离一定时,通过电流使U型铁(24)带有磁性,从而使实现电磁铁组件(8)对吸附块(11)进行定向吸附,最终完成电磁铁吸附过程;在完成定向吸附之后,在电机(1)、联轴器(3)和卷扬机组件(4)的联动下,卷扬机组件(4)中的滚筒(16)将弹性柔性索及电线(10)收回,由于前阶段电磁铁组件(8)已与吸附块(11)相吸合,因此在柔性索及电线(10)被收回的过程中,目标航天器与电磁体组件(8)一块向服务航天器方向收拢,最终电磁铁组件(8)收回至外壳(6)中,完成对接整个工作。
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