一种自定位载荷适配器制造技术

本发明专利技术提出了一种自定位载荷适配器，用于航空器，包括：被动框架，固设于航空器的舱壁外，被动框架上设有第一导向部；主动框架，与载荷机构固定连接，主动框架上设有与第一导向部配合的第二导向部以及主动锁紧机构，其中，第一导向部与第二导向部配合实现主动框架与被动框架的粗定位后，主动框架到达预设位置，主动锁紧机构工作并使其与被动框架卡紧，以实现主动框架在被动框架上的安装。本发明专利技术提供的自定位载荷适配器，通过第一导向部和第二导向部的定位作用，以及主动锁紧机构的锁紧，能够实现主动框架与被动框架的固定，进而实现载荷机构在舱壁外侧的固定，载荷机构的固定所需操作较少，操作方便，可靠性较好。

A self positioning load adapter

【技术实现步骤摘要】
一种自定位载荷适配器
本专利技术涉及航天设备
，具体而言，涉及一种自定位载荷适配器。
技术介绍
随着载人航天技术的发展，在外太空建立长期有人居住和工作的环境成为人类航天事业的重心。伴随着天宫二号空间实验室正式开始进行科学实验，未来需要货运飞船频繁在地面与空间站之间输运科学实验有效载荷。科学实验有效载荷需要从货运飞船移至空间站内或者舱外，并实现与暴露实验平台的刚性连接以及供电和通讯连接。航天器在轨服务技术自20世纪60年代开始兴起，按服务体类型可分为有人在轨服务和自主在轨服务两部分，有人在轨服务通过宇航员对科学实验有效载荷进行维护，科学实验有效载荷的锁紧主要靠螺钉和楔形锁紧机构，通过宇航员拧出螺钉和拧松楔形锁紧机构解锁。由于有人在轨服务存在着如成本高，风险大等种种弊端，自主在轨服务凭借其成本小，风险低，反应快等诸多优势已成为空间在轨服务的重要发展方向。自主在轨服务主要通过空间机械臂对科学实验有效载荷进行在轨维修和更换。同时，采用自定位载荷适配器进行科学实验有效载荷与暴露实验平台的连接与分离。目前，由于现有的空间机械臂不够灵活和精巧，需要自定位载荷适配器能够克服空间机械臂的定位误差实现粗定位以及自定位功能。而现有的自定位载荷适配器尚不能满足上述要求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种自定位载荷适配器。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种自定位载荷适配器，用于航空器，包括：被动框架，固设于航空器的舱壁外，被动框架上设有第一导向部；主动框架，与载荷机构固定连接，主动框架上设有与第一导向部配合的第二导向部以及主动锁紧机构，其中，第一导向部与第二导向部配合实现主动框架与被动框架的粗定位后，主动框架到达预设位置，主动锁紧机构工作并使其与被动框架卡紧，以实现主动框架在被动框架上的安装。本方案中，通过第一导向部和第二导向部的定位作用，以及主动锁紧机构的锁紧，能够实现主动框架与被动框架的固定，进而实现载荷机构在舱壁外侧的固定，载荷机构的固定所需操作较少，操作方便，可靠性较好。在上述技术方案中，优选地，第一导向部为固设于被动框架上的柱体，第二导向部为设于主动框架上的凹槽，第二导向部包括由外向内依次设置的导向段和定位段，其中，由外向内，导向段的直径逐渐减小。在上述任一技术方案中，优选地，第一导向部包括：固设于被动框架上的导向柱；以及导向锥，固设于导向柱远离被动框架的一端，由导向锥与导向柱连接的一端，至导向锥远离导向柱的一端，导向锥的半径逐渐减小。在上述任一技术方案中，优选地，还包括：锁紧销，固设于被动框架上，主动框架上设有锁紧孔，锁紧销的高度低于第一导向部的高度，其中，主动框架与被动框架粗定位后，主动锁紧机构工作，主动框架相对被动框架运动，锁紧销嵌入锁紧孔内并与锁紧孔过盈配合，以实现主动框架与被动框架的精定位。在上述任一技术方案中，优选地，主动锁紧机构包括驱动装置以及与驱动装置通过传动结构连接的多个限位凸起，被动框架上设有多个限位槽，驱动装置能驱动限位凸起水平嵌入限位槽内，以将主动框架固定在被动框架上，其中，沿限位凸起插入限位槽的方向，限位槽的开口逐渐减小；和/或沿限位凸起插入限位槽的方向，限位凸起的横截面积逐渐减小。在上述任一技术方案中，优选地，还包括：第一行程开关，固设于主动框架上且与驱动装置的控制器电连接，主动框架到达预设位置时，第一行程开关与被动框架抵靠并触发，随后驱动装置驱动限位凸起嵌入限位槽内；第二行程开关，固设于主动框架上且与驱动装置的控制器电连接，限位凸起插入限位槽并运动至极限位置时，第二行程开关与限位凸起抵靠并触发，以使驱动装置停止工作。在上述任一技术方案中，优选地，传动结构包括丝杠、推块以及导杆；丝杠与驱动装置连接且与主动框架转动连接；导杆固定在主动框架上；推块与丝杠螺纹配合且套设于导杆外，限位凸起固设于推块上，其中，驱动装置带动丝杠沿第一旋向转动时，推块在丝杠的作用下运动并带动限位凸起嵌入限位槽内；驱动装置带动丝杠沿与第一旋向相反的第二旋向转动时，推块在丝杠的作用下运动并带动限位凸起从限位槽内抽出；丝杠包括左旋段和右旋段，推块为两个且两个推块分别设于左旋段和右旋段。在上述任一技术方案中，优选地，推块垂直于丝杠的水平两侧分别设有限位凸起。在上述任一技术方案中，优选地，驱动装置包括：固设于主动框架上的电机以及减速器，电机的输出轴与减速器的输入端连接，减速器的输出端与丝杠连接。在上述任一技术方案中，优选地，被动框架上设有第一电连接器，推块上设有第二电连接器，推块推动限位凸起嵌入限位槽内时，第二电连接器在推块的推动下与第一电连接器连接。在上述任一技术方案中，优选地，框架主体以及与框架主体固定连接的锥销孔座，锥销孔座固设于舱壁外，第一导向部、限位槽以及锁紧销中的至少一个固设于锥销孔座靠近框架主体的一侧。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的自定位载荷适配器被动框架的俯视图；图2是图1中A-A截面的剖视图；图3是根据本专利技术的一个实施例的自定位载荷适配器被动框架的侧视图；图4是根据本专利技术的一个实施例的自定位载荷适配器主动框架的仰视图；图5是图4中B-B截面的剖视图；图6是根据本专利技术的一个实施例的自定位载荷适配器主动框架的侧视图；图7是根据本专利技术的一个实施例的自定位载荷适配器的侧视图；图8是根据本专利技术的一个实施例的自定位载荷适配器的分解视图；图9是根据本专利技术的一个实施例的自定位载荷适配器部分结构的俯视图；图10是图9中C-C截面的剖视图；图11是根据本专利技术的一个实施例的自定位载荷适配器部分结构的侧视图；图12是根据本专利技术的一个实施例的自定位载荷适配器部分结构的侧视图；图13是图12中D部分的局部放大图；图14是图12中E部分的局部放大图。其中，图1至图14中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：10被动框架，11框架主体，12锥销孔座，13限位槽，20主动框架，21锁紧孔，30第一导向部，31导向柱，32导向锥，40第二导向部，41导向段，42定位段，51驱动装置，511电机，512减速器，52传动结构，521丝杠，522推块，5221第二导向面，523导杆，53限位凸起，60第一行程开关，70第一电连接器，80第二电连接器，90导向凸块，91第一导向面，100锁紧销，110第二行程开关。具体实施方式为了可以更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自定位载荷适配器，用于航空器，其特征在于，包括：/n被动框架(10)，固设于所述航空器的舱壁外，所述被动框架(10)上设有第一导向部(30)；/n主动框架(20)，与载荷机构固定连接，所述主动框架(20)上设有与所述第一导向部(30)配合的第二导向部(40)以及主动锁紧机构，/n其中，所述第一导向部(30)与所述第二导向部(40)配合实现所述主动框架(20)与所述被动框架(10)的粗定位后，所述主动框架(20)到达预设位置，所述主动锁紧机构工作并使其与所述被动框架(10)卡紧，以实现所述主动框架(20)在所述被动框架(10)上的安装。/n

【技术特征摘要】
1.一种自定位载荷适配器，用于航空器，其特征在于，包括：
被动框架(10)，固设于所述航空器的舱壁外，所述被动框架(10)上设有第一导向部(30)；
主动框架(20)，与载荷机构固定连接，所述主动框架(20)上设有与所述第一导向部(30)配合的第二导向部(40)以及主动锁紧机构，
其中，所述第一导向部(30)与所述第二导向部(40)配合实现所述主动框架(20)与所述被动框架(10)的粗定位后，所述主动框架(20)到达预设位置，所述主动锁紧机构工作并使其与所述被动框架(10)卡紧，以实现所述主动框架(20)在所述被动框架(10)上的安装。


2.根据权利要求1所述的自定位载荷适配器，其特征在于，
所述第一导向部(30)为固设于所述被动框架(10)上的柱体，所述第二导向部(40)为设于所述主动框架(20)上的凹槽，所述第二导向部(40)包括由外向内依次设置的导向段(41)和定位段(42)，
其中，由外向内，所述导向段(41)的直径逐渐减小。


3.根据权利要求2所述的自定位载荷适配器，其特征在于，所述第一导向部(30)包括：
固设于所述被动框架(10)上的导向柱(31)；以及
导向锥(32)，固设于所述导向柱(31)远离所述被动框架(10)的一端，由所述导向锥(32)与所述导向柱(31)连接的一端，至所述导向锥(32)远离所述导向柱(31)的一端，所述导向锥(32)的半径逐渐减小。


4.根据权利要求2所述的自定位载荷适配器，其特征在于，还包括：
锁紧销(100)，固设于所述被动框架(10)上，所述主动框架(20)上设有锁紧孔(21)，所述锁紧销(100)的高度低于所述第一导向部(30)的高度，
其中，所述主动框架(20)与所述被动框架(10)粗定位后，所述主动锁紧机构工作，所述主动框架(20)相对所述被动框架(10)运动，所述锁紧销(100)嵌入所述锁紧孔(21)内并与所述锁紧孔(21)过盈配合，以实现所述主动框架(20)与所述被动框架(10)的精定位。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的自定位载荷适配器，其特征在于，
所述主动锁紧机构包括驱动装置(51)以及与所述驱动装置(51)通过传动结构(52)连接的多个限位凸起(53)，所述被动框架(10)上设有多个限位槽(13)，所述驱动装置(51)能驱动所述限位凸起(53)水平嵌入所述限位槽(13)内，以将所述主动框架(20)锁定在所述被动框架(10)上，
其中，沿所述限位凸起(53)插入所述限位槽(13)的方向，所述限位槽(13)的开口逐渐减小；和/或
沿所述限位凸起(53)插入所述限位槽(13)的方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辅辅，王珂，周妍林，乔志宏，张璐，张聚乐，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：北京;11