一种满足电气连接的小型空中阵列对接和分离机构及方法技术

本发明专利技术属于空间对接技术领域，具体涉及一种满足电气连接的小型空中阵列对接和分离机构及方法，它包括被动对接机构和主动对接机构，被动对接机构和主动对接机构活动连接。它提供一种侧重于电气连接、空间占用小、具备可靠导引面、活动间隙小的一种满足电气连接的小型空中阵列对接和分离机构及方法。型空中阵列对接和分离机构及方法。型空中阵列对接和分离机构及方法。

【技术实现步骤摘要】
一种满足电气连接的小型空中阵列对接和分离机构及方法


[0001]本专利技术属于空间对接
，具体涉及一种满足电气连接的小型空中阵列对接和分离机构及方法。

技术介绍

[0002]无人机空中对接的发展和应用引起了各国的高度重视，人们对无人机的空中航时，无人机间信息传递以及无人机的载荷，作业单元的模块化设计提出了更高的要求。一种能够同时保证两架无人机对接时的电气连接以及结构连接的对接/分离机构，能够保证无人机之间信息传递的可靠性以及空中阵列组装飞行的结构稳定性；能够将无人机系统的功能对象设计模块化，使得无人机系统的造价降低，储存空间减小。极大的丰富了无人机系统的适装性以及应用可能性。
[0003]传统的空中对接机构大多应用于空中加油系统，主动对接系统（载油机）对接被动对接系统（受油机），通过导引型面引导主动对接头深入对接口，之后完成对接锁紧动作。这种机构要求对接机构具有较长的轴向距离，对接动作不连续，对接位置不够精确，通过导引面的导引进行对接位置的调整具有碰撞的干扰，且无法实现电气连接。
[0004]基于电磁的对接机构，主动对接系统与从动对接系统通过电磁力进行位置的精确对准，然后通过旋转驱动或者对接爪进行机构的抓取锁紧。这种机构要求对接机构具有足够的轴向距离供旋转驱动机构进行旋进锁紧，且由于螺纹螺杆的螺纹起点不确定性，系统的对接性能较差。
[0005]基于对接钩的对接机构，通过两个对接面贴合碰撞，然后对接钩锁紧对接面。同样，电气连接在对接面结构连接保证之后，进行电气连接动作的进行。这种机构由于不具有导引动作，很难满足空中对接的需要，而且电气连接动作与结构连接动作不连续，容易造成连接动作的相互干扰。
[0006]此外，基于上述的机构方案所设计的空中无人机对接系统大多占用空间较大，机构连接刚性较差，机构间间隙较大，导致无人机之间会由于相对速度产生松动碰撞。不具备小空间、高刚性、可靠电气连接的工作能力。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在于克服上述现有技术的不足，提供一种侧重于电气连接、空间占用小、具备可靠导引面、活动间隙小的一种满足电气连接的小型空中阵列对接和分离机构及方法。
[0008]为实现以上目的，本专利技术的目的是这样实现，一种满足电气连接的小型空中阵列对接和分离机构，包括被动对接机构1和主动对接机构2，被动对接机构1和主动对接机构2活动连接，其特征是：被动对接机构至少包括：电气母头101、母丝杠102、被动对接丝杠滑块103、被动对接缓冲垫104、被动对接滑块105、被动对接限位环106、限位条107、导引面108、被动舵机109、被动对接主动齿轮110、被动对接从动齿轮111、被动机构外壳112；电气母头
101内嵌于母丝杠102内部，母丝杠102与被动对接从动齿轮111固连，通过被动对接主动齿轮110传递主动对接被动舵机109的转动带动被动对接丝杠滑块103进行轴向移动，被动对接限位环106约束被动对接滑块105的轴向运动长度；被动对接丝杠滑块103的轴向移动带动被动对接滑块105的运动以及限位条107与导引面108产生向内的运动；被动机构外壳112作为机构结构基础，主动对接被动舵机109安装在外壳底部专用的舵机安装口；被动对接主动齿轮110与被动对接从动齿轮111除了分别与其主从零件相连接外，还通过外壳上特有的凸出特征进行锁定；母丝杠102与从动齿轮110固连；限位条107通过螺纹连接在对接滑块10上；导引面108安装在对接面上，引导主动对接机构钩爪207；电气母头101、母丝杠102、被动对接丝杠滑块103、被动对接缓冲垫104和被动对接滑块105按照大小采用嵌入连接。
[0009]所述的被动对接机构1由电气母头101、母丝杠102、被动对接丝杠滑块103、被动对接缓冲垫104、被动对接滑块105、被动对接限位环106、限位条107、导引面108、主动对接被动舵机109、被动对接主动齿轮110、被动对接从动齿轮111、被动机构外壳112所构成。电气母头101内嵌于母丝杠102内部，并与孔间隙配合保证连接的稳固性，母丝杠102与被动对接从动齿轮111固连，通过被动对接主动齿轮110传递的被动舵机109的转动而转动，进而带动被动对接丝杠滑块103进行轴向移动，同时，被动对接限位环106约束被动对接滑块105的轴向运动长度；被动对接丝杠滑块103的轴向移动一方面带动被动对接滑块105的收缩/扩展运动，产生电气母头101相对于被动对接滑块105向前/向后的运动，另一方面带动限位条107与导引面108产生向内的收缩/扩展；限位条107与导引面108之间的间隙缩小/增大，用来对主动对接机构的钩爪207产生锁定/解锁作用。
[0010]被动对接机构所有零件全部主动或被动的与被动机构外壳112相连接，其中被动舵机109安装在外壳底部专用的舵机安装口，采用的标准SG90型号舵机驱动；被动对接主动齿轮110与被动对接从动齿轮111除了分别与其主从零件相连接外，还通过外壳上特有的凸出特征进行进一步位置锁定；母丝杠102与从动齿轮110进行结构上的固连；限位条107通过螺纹连接在被动对接滑块105的四个对应位置；导引面108则安装在对接面上，起到引导主动对接机构钩爪207的作用；电气母头101、母丝杠102、被动对接丝杠滑块103、被动对接缓冲垫104和被动对接滑块105按照大小采用嵌入连接。
[0011]所述的主动对接机构2由电气公头201、公丝杠202、主动对接丝杠滑块203、主动对接缓冲垫204、主动对接滑块205、主动对接限位环206、钩爪207、钩爪连杆208、被动对接主动舵机209、主动对接主动齿轮210、主动对接从动齿轮211、主动机构外壳212所构成。电气公头201内嵌于公丝杠202内部，与孔间隙配合保证连接的稳固性，公丝杠202与主动对接从动齿轮211固连，通过主动对接主动齿轮210传递的被动对接主动舵机209的转动，进而带动主动对接丝杠滑块203进行轴向移动，同时，主动对接限位环206约束主动对接滑块205的轴向运动长度；主动对接丝杠滑块203的轴向移动一方面带动主动对接滑块205的收缩/扩展运动，产生电气公头201相对于主动对接滑块205向前/向后的运动，另一方面带动钩爪207与钩爪连杆208产生向内的收缩抓取/扩展释放动作；实现主动对接机构对被动对接机构的锁定/解锁作用。
[0012]主动对接机构所有零件全部主动或被动的与主动机构外壳212相连接，其中被动对接主动舵机209安装在外壳底部专用的舵机安装口，采用的标准SG90型号舵机驱动；主动对接主动齿轮210与主动对接从动齿轮211除了分别与其主从零件相连接外，还通过外壳上
特有的凸出特征进行进一步位置锁定；公丝杠202与从动齿轮210进行结构上的固连；钩爪207通过螺纹连接在主动对接滑块205的四个对应位置；钩爪连杆208则安装在主动机构外壳212对应螺纹口上，起到引导主动对接机构钩爪207的作用；电气公头201、公丝杠202、主动对接丝杠滑块203、主动对接缓冲垫204和主动对接滑块20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种满足电气连接的小型空中阵列对接和分离机构，包括被动对接机构（1）和主动对接机构（2），被动对接机构（1）和主动对接机构（2）活动连接，其特征是：被动对接机构（1）至少包括：电气母头（101）、母丝杠（102）、被动对接丝杠滑块（103）、被动对接缓冲垫（104）、被动对接滑块（105）、被动对接限位环（106）、限位条（107）、导引面（108）、主动对接被动舵机（109）、被动对接主动齿轮（110）、被动对接从动齿轮（111）、被动机构外壳（112）；主动对接机构（2）至少包括：电气公头（201）、公丝杠（202）、主动对接丝杠滑块（203）、主动对接缓冲垫（204）、主动对接滑块（205）、主动对接限位环（206）、钩爪（207）、钩爪连杆（208）、被动对接主动舵机（209）、主动对接主动齿轮（210）、主动对接从动齿轮（211）、主动机构外壳（212）；所述的主动对接机构实现两个模块之间的对接导引以及电气、结构上的锁定连接，通过钩爪（207）以及钩爪连杆（208）实现结构的可靠连接，通过限位条（107）以及导引面（108）实现主被动对接面的对准引导；被动对接机构实现两个模块之间的电气、结构上的释放卸载，通过公丝杠（202）带动主动对接丝杠滑块（203）轴向伸出实现电气连接的断开，然后通过主动对接机构的释放钩爪（207）动作实现结构上的释放；主动对接被动舵机（109）和被动对接主动舵机（209）分别提供被动对接机构与主动对接机构的作动动力；电气母头（101）与电气公头（201）实现电气连接；机构通过丝杠机构实现轴向作动。2.根据权利要求1所述的一种满足电气连接的小型空中阵列对接和分离机构，其特征是：所述的被动对接机构（1）的电气母头（101）嵌于母丝杠（102）内部，母丝杠（102）与被动对接从动齿轮（111）固连，被动对接主动齿轮（110）传递主动对接被动舵机（109）的转动，被动对接丝杠滑块（103）轴向移动，被动对接限位环（106）约束被动对接滑块（105）的轴向运动，被动对接丝杠滑块（103）的带动被动对接滑块（105）、限位条（107）和导引面（108）的运动；被动对接缓冲垫（104）用于吸收主被动对接机构碰撞产生的碰撞应力；被动机构外壳（112）作为被动对接机构结构基础，主动对接被动舵机（109）安装在外壳上；被动对接主动齿轮（110）与被动对接从动齿轮（111）啮合；母丝杠（102）与被动对接主动齿轮（110）固连；限位条（107）连接在被动对接滑块（105）上；导引面（108）安装在对接面上；被动机构外壳（112）机构与模块对接面的连接结构。3.根据权利要求1所述的一种满足电气连接的小型空中阵列对接和分离机构，其特征是：所述主动对接机构（2）的电气公头（201）嵌于公丝杠（202）内部，公丝杠（202）与主动对接从动齿轮（211）固连，主动对接主动齿轮（210）传递的被动对接主动舵机（209）的转动，主动对接丝杠滑块（203）的轴向移动，主动对接限位环（206）约束主动对接滑块（205）的轴向运动；主动对接丝杠滑块（203）带动主动对接滑块（205）的运动，钩爪（207）与钩爪连杆（208）向内动作；主动对接缓冲垫（204）用于吸收主被动对接机构碰撞产生的碰撞应力；主动机构外壳（212）作为机构结构基础，被动对接主动舵机（209）安装其上；主动对接主动齿轮（210）与主动对接从动齿轮（211）啮合，公丝杠（202）与主动对接主动齿轮（210）固连；钩爪（207）连接在主动对接滑块（205）的对应位置；钩爪连杆（208）安装在主动机构外壳（212）上；主动机构外壳（212）机构与模块对接面的连接结构。4.根据权利要求1所述的一种满足电气连接的小型空中阵列对接和分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树新，姜伟涛，王耀华，段宝岩，张硕，代季鹏，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：