CN107310754B

CN107310754B - 一种空间对接机构定位锁

Info

Publication number: CN107310754B
Application number: CN201710581200.4A
Authority: CN
Inventors: 陈传志; 张童欣; 陈金宝; 聂宏
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2037-07-17
Also published as: CN107310754A

Abstract

本发明公开了一种空间对接机构定位锁，涉及航空航天技术领域，本发明包括：壳体、电机、锁合臂、齿轮机构、锁合臂、丝杠滑块、锯齿形橡胶块、距离传感器和耳片，丝杆螺母与滑块相连，通过滚珠丝杆的驱动，滑块沿丝杆滑动，从而使得锁钩锁合或解锁。本发明公开的锁定装置能够有效地锁紧底环和对接环，抵抗机械振动，从而保证航天器结构的稳定性、可靠性、安全性。

Description

一种空间对接机构定位锁

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，尤其涉及一种空间对接机构定位锁。

背景技术

航天器对接完成时，底环和对接环收拢靠近，在没有锁定装置的情况下，底环和对接环之间的收拢状态不稳定，一定的机械力有可能使底环和对接环之间发生移位，或使执行推杆反向运动，脱离对接状态。

现有技术中，缺乏能够固定底环和对接环，抵抗机械振动的装置。

发明内容

本发明提供的一种空间对接机构定位锁，能够锁紧收拢的底环和对接环，抵抗机械振动，从而保证空间对接机构结构的稳定性、可靠性、安全性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种空间对接机构定位锁，包括：壳体1、锁合臂2、电机3、齿轮机构4、丝杠滑块5、橡胶块6，距离传感器7、耳片8，壳体1外表面安装电机2,丝杠滑块包括滚珠丝杆55和滑块58，滑块58套在滚珠丝杆55外围，电机2通过齿轮机构4驱动滑块58沿着滚珠丝杆55的轴向运动,锁合臂2和滑块58连接，锁合臂2安装在滚珠丝杆55的两侧, 锁合臂2的末端安装有锁钩22，锁钩22展开时通过螺丝螺母21和外壳1连接，滚珠丝杆55顶端安装橡胶块6，距离传感器7安装在壳体1上靠近钩锁22的位置，当锁钩22锁紧耳片8时，橡胶块6发生形变，同时碟簧26产生预紧力，此时距离传感器7检测到锁紧位置，电机2停止工作。

进一步的，锁合臂2包括螺栓螺母21、锁钩22、螺母23、套筒24、螺栓25、碟簧26、转动块27、转动块28，转动块27和转动块28分别连接螺栓25，螺栓25外围套有套筒24，套筒24底部安装碟簧26，螺母23另一端安装螺栓25并且和锁钩22连接，锁钩上安装有螺栓螺母21，可以通过螺栓螺母21和壳体1连接，其中，碟簧26用来提供预警力并使锁合臂2上的载荷均匀分布，转动块27和转动块28一端套在碟簧26和螺栓25之间，另一端与滑块58由螺栓25连接形成转动副。

进一步的，为增加本发明的可靠性，电机3有两个，一个用于正常工作，一个用作备机，对称分布在外壳1上。

进一步的，齿轮机构4包括：齿轮41、齿轮箱42、底座43、齿轮44，齿轮箱42，底座43上安装齿轮箱42，齿轮箱42中安装齿轮41，齿轮41再和齿轮44啮合，电机3通过驱动齿轮43带动整个齿轮机构4转动，底座43上设置有螺纹孔。

进一步的，丝杠滑块5包括：螺母51、金属盖板52、滚动轴承53、滚动轴承54、滚珠丝杆55、滚动轴承56、丝杆螺母57、滑块58、滚动轴承59，滚珠丝杆55穿过齿轮箱42和齿轮41，通过螺母51和齿轮41锁紧在一起，滚动丝杆55和齿轮箱42连接位置下方安装滚动轴承53和滚动轴承54，通过金属盖板52固定，滚动丝杆55和齿轮箱42连接位置上方安装滚动轴承56，滚动轴承53、滚动轴承54、滚动轴承56用于减小弯矩的传递，滚珠丝杆55外围套有丝杆螺母57，滚珠丝杆55和丝杆螺母57通过螺纹连接，丝杆螺母57连接滑块58，电机3驱动齿轮43转动，齿轮43再通过啮合齿轮41带动滚珠丝杆55转动，齿轮41是二级传动。

进一步的，壳体1两侧开有两个大方形孔，以保证锁钩22和套筒24在运动过程中不会碰撞到壳体1。

进一步的，橡胶块6是锯齿形的，橡胶块6在锁紧时发生形变，距离传感器7检测到锁定到位后，产生信号来停止电机3的工作，橡胶块6在形变的同时吸收对接过程中由于碰撞产生的能量。

本发明具有如下有益效果：

本发明通过一种简单小巧的装置，实现了底环和对接环的锁紧收拢，抵抗机械振动，从而保证空间对接机构结构的稳定性、可靠性、安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明在航天器对接机构上的安装位置图；

图2是本发明的剖面图正视图；

图3是本发明的剖面立体图；

图4是本发明的正视图；

图5是本发明的剖面侧视图；

图6是本发明隐藏齿轮箱时的仰视图；

图7是本发明的立体斜视图。

其中，1-壳体、11-外壳、12-金属板、13-金属板、2-锁合臂、21-螺栓螺母、22-锁钩、23-螺母、24-套筒、25-螺栓、26-碟簧、27-转动块、28-转动块、29-螺栓、3-电机、4-齿轮机构、41-齿轮、42-齿轮箱、43-底座、44-齿轮、5-丝杠滑块、51-螺母、52-金属盖板、53-滚动轴承、54-滚动轴承、55-滚珠丝杆、56-滚动轴承、57-丝杆螺母、58-滑块、59-滚动轴承、6-橡胶块、61-螺丝、62-锯齿形橡胶块、7-距离传感器、8-耳片。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例提供一种空间对接机构定位锁，如图2、图3、图5所示，包括：壳体1、锁合臂2、电机3、齿轮机构4、丝杠滑块5、橡胶块6、距离传感器7、耳片8。

其中，壳体1包括外壳11、金属板12、金属板13；

锁合臂2包括螺栓螺母21、锁钩22、螺母23、套筒24、螺栓25、碟簧26、转动块27、转动块28、螺栓29；

齿轮机构4包括齿轮41、齿轮箱42、底座43、齿轮44；

丝杠滑块5包括螺母51、金属盖板52、滚动轴承53、滚动轴承54、滚珠丝杆55、滚动轴承56、丝杆螺母57、滑块58、滚动轴承59；

橡胶块6包括螺丝61、锯齿形橡胶块62。

齿轮箱42固定在外壳11的侧面偏下的地方，如图5所示，电机3固定在齿轮箱42的上方，齿轮44和齿轮41构成减速齿轮系，齿轮44下方安装了底座43，滚珠丝杆55底部有一个小凹槽，用来安装插销，从而实现和齿轮41的相对固定，并用螺母51来锁紧。

滚珠丝杆55与外壳11上方连接的地方装有滚动轴承56，下方装有滚动轴承53、滚动轴承54。滚珠丝杆55下方有一凸台，刚好嵌进外壳11中，并用金属盖板52通过螺栓来固定，以防止滚珠丝杆55在转动的过程中从下方脱离。

滚珠丝杆55在壳体1中的一段上装配有一滑块58和丝杆螺母57，两者之间通过螺栓56固定，滑块58、丝杆螺母57和滚珠丝杆55之间采用传动螺纹连接。滑块58和转动块27、转动块28之间通过螺栓29连接。转动块27和转动块28的孔分别套在各自的螺栓25上，叠在螺栓25头部，螺栓25上套有碟簧26、套筒24，再用螺母23锁紧。套筒24上开有螺纹孔，与锁钩22通过螺栓连接形成转动副。锁钩22与壳体的连接通过螺栓螺母21来实现。

距离传感器7安装在外壳11上，位于电机3上方的位置，靠近锁钩。

外壳顶部装有锯齿形橡胶块62，锯齿形橡胶块62和外壳11之间通过螺丝61连接,滚珠丝杆55末端通过滚动轴承29连接锯齿形橡胶块62。

金属板12、金属板13固定在外壳11上。

当对接到达指定位置时，电机3驱动齿轮系正向旋转，滑块58沿滚珠丝杆55上升，使得转动块27、转动块28向远离滚珠丝杆55的方向转动，带动螺栓25也向远离滚珠丝杆55的方向运动，螺栓25的运动带动锁钩22转动收拢，锁住耳片8，此时碟簧26提供一定的预紧力，同时外壳11顶部安装的锯齿形橡胶块62发生形变，距离传感器7检测到锁定位置，使电机3停止工作。解锁时，电机3驱动齿轮系反向旋转，滑块58沿滚珠丝杆55下降，使得转动块27、转动块28向靠近滚珠丝杆55的方向转动，带动螺栓25也向靠近滚珠丝杆55的方向运动，螺栓25的运动带动锁钩22转动展开，释放耳片8。锯齿形橡胶块62亦可在弱撞击瞬间吸收部分能量来保护定位锁和目标机构。

本发明的有益效果是：

锁紧收拢的底环和对接环，抵抗机械振动，从而保证空间对接机构结构的稳定性、可靠性、安全性；

结构简单，体积较小，可行性高，安装、拆卸方便；

备用电机和碟簧具有预警作用，提高了该装置的可靠性和实用性；

上述装置可维修性好，维修时只需拆卸下背部的金属板，即可对零部件进行修整、更换。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种空间对接机构定位锁，其特征在于，包括：壳体、锁合臂、电机（3）、齿轮机构、丝杠滑块、橡胶块，距离传感器（7）；

壳体外表面安装电机（3）,丝杠滑块包括滚珠丝杆（55）和滑块（58），滑块（58）套在滚珠丝杆（55）外围，电机（3）通过齿轮机构驱动滑块（58）沿着滚珠丝杆（55）的轴向运动,锁合臂和滑块（58）连接，锁合臂安装在滚珠丝杆(55)的两侧；

所述齿轮机构包括：第一齿轮（41）、齿轮箱（42）、底座（43）、第二齿轮（44），底座（43）上安装齿轮箱（42），齿轮箱（42）中安装第一齿轮（41）和第二齿轮（44），第二齿轮（44）和第一齿轮（41）啮合，电机（3）通过驱动第二齿轮（44）带动整个齿轮机构转动，底座（43）上设置有螺纹孔；

所述丝杠滑块还包括：第二螺母（51）、金属盖板（52）、第一滚动轴承（53）、第二滚动轴承（54）、第三滚动轴承（56）、丝杆螺母（57）、第四滚动轴承（59），滚珠丝杆（55）穿过齿轮箱（42）和第一齿轮（41），通过第二螺母（51）和第一齿轮（41）锁紧在一起，滚珠丝杆（55）和齿轮箱（42）连接位置下方安装第一滚动轴承（53）和第二滚动轴承（54），通过金属盖板（52）固定，滚珠丝杆（55）和齿轮箱（42）连接位置上方安装第三滚动轴承（56），滚珠丝杆（55）顶端通过第四滚动轴承（59）与橡胶块连接，滚珠丝杆（55）外围套有丝杆螺母（57），滚珠丝杆（55）和丝杆螺母（57）通过螺纹连接，丝杆螺母（57）连接滑块（58），电机（3）驱动第二齿轮（44）转动，第二齿轮（44）再通过啮合第一齿轮（41）带动滚珠丝杆（55）转动；

所述锁合臂包括螺栓螺母（21）、锁钩（22）、第一螺母（23）、套筒（24）、螺栓（25）、碟簧（26）、第一转动块（27）；

锁合臂通过第一转动块（27）与滑块（58）连接，螺栓（25）一端连接第一转动块（27），螺栓（25）外围套有套筒（24），套筒（24）底部安装碟簧（26），锁钩（22）安装在锁合臂的末端，螺栓（25）的另一端连接第一螺母（23）并且和锁钩（22）连接，锁钩（22）上安装螺栓螺母（21），锁钩（22）展开时通过螺栓螺母（21）和壳体（1）连接，距离传感器（7）安装在壳体（1）上靠近钩锁（22）的位置。

2.根据权利要求1所述的一种空间对接机构定位锁，其特征在于，电机（3）有两个，一个用于正常工作，一个用作备机。

3.根据权利要求1所述的一种空间对接机构定位锁，其特征在于，所述壳体两侧开有两个大方形孔，以保证锁钩（22）和套筒（24）在运动过程中不会碰撞到所述壳体。

4.根据权利要求1所述的一种空间对接机构定位锁，其特征在于，所述橡胶块是锯齿形的。