【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天器对接，涉及一种可重复卡爪式锁释机构。
技术介绍
1、航天器或者航天器部件间的锁紧与释放技术作为在轨维护、服务与支持的一个关键技术，广泛用于太空。目前应用较多的锁紧释放装置大多基于火工爆炸的工作原理，其具有承载能力强、结构简单、分离动作迅速等优点，在航天领域运用较多且相对而言是较成熟的单机产品。但火工锁紧分离装置存在不可克服的缺点，比如解锁分离时振动冲击强烈，对附加的产品诸如电子元器件有可能造成损伤，解锁后产生的附加污染物较多，其结构不可重复使用等一系列的缺点，无法满足在轨维护与服务的需求。
2、记忆合金类锁紧分离装置凭借其无污染、可重置等优点，已能替代部分火工类锁紧机构的应用，但是其驱动力小，可靠性低，响应时间长等缺点使使用场合依然受到一定的限制。电磁类锁紧分离装置由于其工作原理的特点，较适用于柔性对接场合下，但是由于其工作原理的限制，所以会出现锁紧或者解锁失效的情况，另外电驱动控制磁力转换导致结构较复杂。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种可重复卡爪式锁释机构，具有可重复、结构简单、低冲击、连接固定可靠性高的特点；在极端振动、高温、真空等恶劣条件下也能进行工作。
2、本专利技术解决技术的方案是：
3、一种可重复卡爪式锁释机构，包括主动端和被动端；
4、其中，主动端为轴向竖直放置的柱体结构；被动端与主动端的顶端对接；通过主动端实现对被动端的锁紧和释放。
5、在上述
6、其中，机架为轴向竖直放置的中空长方体结构；电机安装在机架的侧壁处；丝母同轴设置在机架的内腔中；减速齿轮轴向竖直设置在机架的底部；减速齿轮实现电机输出轴与丝母的转动传递；丝杠从顶部向下伸入丝母；丝杠的顶部为凹槽结构；碟簧板放置在丝杠顶部的凹槽底部；碟簧轴向竖直设置在碟簧板的上表面；碟簧顶板水平放置在碟簧的顶部；u型件放置在碟簧顶板的顶部；拉杆头与丝杠同轴，且拉杆头从上至下依次穿过u型件、碟簧顶板、碟簧与碟簧板上表面接触；拉杆头与碟簧板之间通过沉头螺钉连接；2个轴对称设置在拉杆头的两侧，且位于u型件的上方；每个轴上对应安装1个斜块；每个斜块内置1个扭簧；实现斜块在扭簧的作用下绕轴旋转；分离弹簧设置在机架顶端的开口处；u型件中部的镂空处穿过拉杆头和斜块放置在分离弹簧上；丝杠与碟簧顶板通过螺栓连接。
7、在上述的一种可重复卡爪式锁释机构，所述减速齿轮包括2个相互啮合的齿轮；2个齿轮均轴向竖直设置；其中1个齿轮与电机的输出轴拟合；另1个齿轮套装在丝母的轴向底部，实现将电机的转动传输至丝母。
8、在上述的一种可重复卡爪式锁释机构，所述丝杠与丝母螺纹配合，实现随着丝母的转动，丝杠相对于丝母沿竖直方向做平移运动。
9、在上述的一种可重复卡爪式锁释机构，所述丝杠的顶部为倒置三角形结构；2个斜块的斜面与丝杠顶部两侧的斜边对应。
10、在上述的一种可重复卡爪式锁释机构，所述被动端为轴向竖直放置的锥体结构；被动端的内部设置有通孔，且通孔的底端为锥形结构。
11、在上述的一种可重复卡爪式锁释机构，主动端对被动端锁紧的过程为：
12、电机通过减速齿轮驱动丝杠沿着丝母向下运动；拉杆头通过沉头螺钉与丝杠、碟簧顶板、碟簧和碟簧板连接，使拉杆头也向下运动；拉杆头顶端挤压两边的斜块；斜块在扭簧复位力下保持竖直；在拉杆头继续挤压下，2个斜块绕轴分别向两边旋转，斜块与被动端底端的锥形通孔内壁实现贴合卡紧；随着丝杠和拉杆头继续向下运动，被动端压紧u型件；u型件压缩分离弹簧；当被动端到达机架顶端槽内时，丝杠继续向下运动，碟簧板压缩碟簧，完成锁紧过程。
13、在上述的一种可重复卡爪式锁释机构，主动端对被动端解锁的过程与锁紧的过程相反；当拉杆头向上运动后，扭簧复位力推动2个斜块绕轴旋转恢复竖直状态，被动端与主动端分离。
14、在上述的一种可重复卡爪式锁释机构，所述丝杠与丝母的配合螺纹采用单头梯形螺纹，具有自锁性；丝杆材料为40cr；螺纹中径为14-15mm；外螺纹大径为18-22mm，外螺纹中径为17-19mm，螺距为3.5-4.5mm。
15、在上述的一种可重复卡爪式锁释机构，所述碟簧为倒置盘状结构；碟簧的外径d为38-42mm；内孔径d为20-21mm；整体厚度h为3-4mm；侧壁厚度t为2-2.5mm。
16、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
17、(1)本专利技术通过电机驱动丝杠使卡爪打开或闭合，实现可重复锁紧与释放，采用机械类的丝杠卡爪设计，在释放时，卡爪缓慢闭合，被动端一直紧贴卡爪，分离时振动冲击较小；
18、(2)本专利技术经过精密设计和优化，能够提供可靠的连接和固定功能。能够承受较大的载荷，并且在振动、冲击等恶劣环境下保持稳定的连接，从而提高整个系统的可靠性和安全性；
19、(3)本专利技术实现简便的拆卸和装配。这对于设备的维护、更换零部件以及系统的升级和改造都非常重要。锁紧机构的可重复使用性和调节性能够提高维护效率；
20、(4)本专利技术采用高强度材料制造，具有较高的强度和刚性，同时尽可能减少了自身的重量，通过降低锁紧机构的重量，可以提高整个系统的载荷能力和燃料效率。具有结构简单、布置容易、适应性强、效果好的特点。
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1.一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：包括主动端(101)和被动端(102)；
2.根据权利要求1所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：所述主动端(101)包括分离弹簧(201)、电机(202)、拉杆头(301)、2个斜块(302)、2个扭簧(303)、2个轴(304)、U型件(305)、碟簧顶板(306)、碟簧(307)、沉头螺钉(308)、碟簧板(309)、丝杠(310)、丝母(311)、减速齿轮(314)和机架(315)；
3.根据权利要求2所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：所述减速齿轮(314)包括2个相互啮合的齿轮；2个齿轮均轴向竖直设置；其中1个齿轮与电机(202)的输出轴拟合；另1个齿轮套装在丝母(311)的轴向底部，实现将电机(202)的转动传输至丝母(311)。
4.根据权利要求2所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：所述丝杠(310)与丝母(311)螺纹配合，实现随着丝母(311)的转动，丝杠(310)相对于丝母(311)沿竖直方向做平移运动。
5.根据权利要求4所述的一种可重复卡爪式锁
6.根据权利要求5所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：所述被动端(102)为轴向竖直放置的锥体结构；被动端(102)的内部设置有通孔，且通孔的底端为锥形结构。
7.根据权利要求6所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：主动端(101)对被动端(102)锁紧的过程为：
8.根据权利要求7所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：主动端(101)对被动端(102)解锁的过程与锁紧的过程相反；当拉杆头(301)向上运动后，扭簧(303)复位力推动2个斜块(302)绕轴(304)旋转恢复竖直状态，被动端(102)与主动端(101)分离。
9.根据权利要求4所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：所述丝杠(310)与丝母(311)的配合螺纹采用单头梯形螺纹，具有自锁性；丝杆材料为40Cr；螺纹中径为14-15mm；外螺纹大径为18-22mm，外螺纹中径为17-19mm，螺距为3.5-4.5mm。
10.根据权利要求1所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：所述碟簧(307)为倒置盘状结构；碟簧(307)的外径D为38-42mm；内孔径d为20-21mm；整体厚度H为3-4mm；侧壁厚度t为2-2.5mm。
...【技术特征摘要】
1.一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：包括主动端(101)和被动端(102)；
2.根据权利要求1所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：所述主动端(101)包括分离弹簧(201)、电机(202)、拉杆头(301)、2个斜块(302)、2个扭簧(303)、2个轴(304)、u型件(305)、碟簧顶板(306)、碟簧(307)、沉头螺钉(308)、碟簧板(309)、丝杠(310)、丝母(311)、减速齿轮(314)和机架(315)；
3.根据权利要求2所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：所述减速齿轮(314)包括2个相互啮合的齿轮；2个齿轮均轴向竖直设置；其中1个齿轮与电机(202)的输出轴拟合；另1个齿轮套装在丝母(311)的轴向底部，实现将电机(202)的转动传输至丝母(311)。
4.根据权利要求2所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：所述丝杠(310)与丝母(311)螺纹配合，实现随着丝母(311)的转动，丝杠(310)相对于丝母(311)沿竖直方向做平移运动。
5.根据权利要求4所述的一种可重复卡爪式锁释机构，其特征在于：所述丝杠(310)的顶部为倒置三角形结构；2个斜块(302)的斜面与丝杠(310)顶部两侧的...
【专利技术属性】
技术研发人员：范立佳，修义，王腾，杨文涛，王跃，王成伦，张晓峰，殷延鹤，姜洋，余婧，王家炜，马健，阳焱，陈红燕，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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