面向空间大型机械臂和交会对接的大容差对接捕获装置。大容差对接捕获装置，具体涉及面向空间大型机械臂和交会对接的大容差对接捕获装置。本发明专利技术为了解决现有锥杆式捕获机构不能捕获空间自由漂浮的小惯量无动力目标，异体同构周边式对接机构容差范围小的问题。本发明专利技术包括捕获机构和接口机构，捕获机构安装在主动卫星或空间机械臂的腕关节上，接口机构安装在被捕获卫星或被捕获载荷上。本发明专利技术用于捕获空间自由漂浮的小惯量无动力目标或进行异体同构周边式对接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大容差对接捕获装置，具体涉及面向空间大型机械臂和交会对接的大容差对接捕获装置。
技术介绍
现有空间对接捕获机构大多采用刚性捕获原理，主要有异体同构周边式对接机构和锥杆式对接机构两大类，锥杆式对接机构是常用的一种空间对接机构，其容差范围较之于异体同构周边式对接机构要大很多，但锥杆式的捕获方式需要依赖两对接飞行器之间的动能碰撞才能实现对接，捕获过程中的碰撞和冲击较大，不适合用于对空间自由漂浮的小惯量无动力目标的捕获，然而虽然异体同构周边式对接机构能实现主动捕获，但在相同外形尺寸的情况下，其容差范围要小很多。
技术实现思路
本专利技术为解决现有锥杆式捕获机构不能捕获空间自由漂浮的小惯量无动力目标， 异体同构周边式对接机构容差范围小的问题，进而提出一种面向空间大型机械臂和交会对接的大容差对接捕获装置。本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是本专利技术包括捕获机构和接口机构，所述捕获机构包括三根手指、第一支撑壳体、第二支撑壳体、第三支撑壳体、手指安装平台、滚珠丝杠、滚珠螺母、第一安装平台、端盖、第二安装平台、第一换向齿轮、三个连接关节、三个转动限位关节、外层防护壳、驱动组件、三个捕获电气连接组件、定位锥槽、三个直线轴承滑块、三个直线轴承导柱支座和三个直线轴承导柱，所述第一支撑壳体、第二支撑壳体、第三支撑壳体由下至上依次插装在外层防护壳内，所述第一安装平台插装在第三支撑壳体内， 三个直线轴承导柱支座均布设置在第三支撑壳体、第二支撑壳体的内壁上，每个直线轴承导柱支座上对应固定安装一个直线轴承导柱，每个直线轴承滑块对应与一个直线轴承导柱滑动连接，所述手指安装平台固定安装在三个直线轴承滑块上，所述滚珠螺母插装在手指安装平台内，所述滚珠丝杠的上部插装在滚珠螺母内，且滚珠丝杠的上端通过轴承安装在第一安装平台上，所述滚珠丝杠的下部通过轴承安装在第二安装平台上，所述滚珠丝杠的下端安有第一换向齿轮，所述驱动组件固定安装在第二安装平台上，所述驱动组件用于驱动第一换向齿轮转动，每根手指的根部端通过一个连接关节安装在手指安装平台上，每个转动限位关节对应插装在一个手指上的轨迹槽中，且三个转动限位关节均安装在第三支撑壳体上，所述定位锥槽安装在外层防护壳的上端面上，所述端盖安装在外层防护壳的上端面上，每个捕获电气连接组件的下端安装在第一安装平台上，所每个捕获电气连接组件的上端穿过定位锥槽，所述接口机构包括接口主体、定位锥和三个接口电气连接组件，所述定位锥安装在接口主体的下端面上，三个接口电气连接组件安装接口主体的下端面上，所述接口主体的下端面上开有三个楔形槽，所述手指的指尖为楔形，捕获机构与接口机构对接后，三根手指的指尖可与接口主体下端面上的三个楔形槽对应闭合，所述定位锥可与定位锥槽对应闭合，三个捕获电气连接组件可与三个接口电气连接组件对应闭合。本专利技术的有益效果是本专利技术利用三个开有轨迹槽的手指，通过丝杠螺母机构将转动转化为手指安装平台的直线运动，通过限位轴与手指上轨迹槽的配合实现手指的开合以及直线往复运动，并且使对捕获接口的楔形槽开口角度最大化，从而使该对接捕获装置的容差范围达到最大，本专利技术中的对接捕获装置的驱动和控制简单，仅仅采用一个驱动组件就完成了对接捕获以及拉近锁紧，本专利技术中对接捕获装置采用主动捕获方式，将完全主动捕获与大容差完全结合，增加了空间对接捕获的可靠性和成功率，本专利技术能捕获空间自由漂浮的小惯量无动力目标，且对接机构容差范围大。附图说明图1是捕获机构的主剖视图，图2是捕获机构的整体机构示意图，图3是接口机构的主剖视图，图4是图3中C-C向的剖视图，图5是接口机构的整体结构示意图，图6是手指的主视图，图7是本专利技术对接时的主剖视图，图8是本专利技术捕获时的主剖视图，图9是本专利技术捕获完毕后的主剖视图，图10是图9中A-A向的剖视图，图11是图9中B-B向的剖视图，图12是本专利技术安装在卫星上时的工作示意图。具体实施例方式具体实施方式一如图1所示，本实施方式所述面向空间大型机械臂和交会对接的大容差对接捕获装置包括捕获机构1和接口机构2，所述捕获机构1包括三根手指1-1、 第一支撑壳体1-2、第二支撑壳体1-3、第三支撑壳体1-4、手指安装平台1-5、滚珠丝杠1-6、 滚珠螺母1-7、第一安装平台1-8、端盖1-9、第二安装平台1-10、第一换向齿轮1-11、三个连接关节1-12、三个转动限位关节1-13、外层防护壳1-14、驱动组件1-15、三个捕获电气连接组件1-16、定位锥槽1-17、三个直线轴承滑块1-20、三个直线轴承导柱支座1-21和三个直线轴承导柱1-22，所述第一支撑壳体1-2、第二支撑壳体1-3、第三支撑壳体1-4由下至上依次插装在外层防护壳1-14内，所述第一安装平台1-8插装在第三支撑壳体1-4内，三个直线轴承导柱支座1-21均布设置在第三支撑壳体1-4、第二支撑壳体1-3的内壁上，每个直线轴承导柱支座1-21上对应固定安装一个直线轴承导柱1-22，每个直线轴承滑块1-20对应与一个直线轴承导柱1-22滑动连接，所述手指安装平台1-5固定安装在三个直线轴承滑块1-20上，所述滚珠螺母1-7插装在手指安装平台1-5内，所述滚珠丝杠1-6的上部插装在滚珠螺母1-7内，且滚珠丝杠1-6的上端通过轴承安装在第一安装平台1-8上，所述滚珠丝杠1-6的下部通过轴承安装在第二安装平台1-10上，所述滚珠丝杠1-6的下端安有第一换向齿轮1-11，所述驱动组件1-15固定安装在第二安装平台1-10上，所述驱动组件1-15 用于驱动第一换向齿轮1-11转动，每根手指1-1的根部端通过一个连接关节1-2安装在手指安装平台1-5上，每个转动限位关节1-13对应插装在一个手指1-1上的轨迹槽中，且三个转动限位关节1-13均安装在第三支撑壳体1-4上，所述定位锥槽1-17安装在外层防护壳1-14的上端面上，所述端盖1-9安装在外层防护壳1-14的上端面上，每个捕获电气连接组件1-16的下端安装在第一安装平台1-8上，每个捕获电气连接组件1-16的上端穿过定位锥槽1-17，所述接口机构2包括接口主体2-1、定位锥2-2和三个接口电气连接组件2-3， 所述定位锥2-2安装在接口主体2-1的下端面上，三个接口电气连接组件2-3安装均在接口主体2-1的下端面上，所述接口主体2-1的下端面上开有三个楔形槽2-4，所述手指1-1 的指尖为楔形，捕获机构1与接口机构2对接后，三根手指1-1的指尖可与接口主体2-1下端面上的三个楔形槽2-4对应闭合，所述定位锥2-2可与定位锥槽1-17对应闭合，三个捕获电气连接组件1-16可与三个接口电气连接组件2-3对应闭合。本实施方式中的捕获机构1安装在主动卫星或空间机械臂的腕关节上，接口机构2安装在被捕获卫星或被捕获载荷上，当驱动组件1-15通过滚珠丝杠1-6、滚珠螺母1-7带动手指安装平台1-5向上运动时，此过程是实现三根手指1-1展开形成捕获包络状态或实现对目标的释放，相反，当驱动组件1-15通过滚珠丝杠1-6、滚珠螺母1-7带动手指安装平台1-5向下运动时，则是实现捕获过程；每根手指1-1上的轨迹槽由下至上分为展开段、过渡段和直线运动段，这样可以通过一个驱动单元就能实现三个手指1-1同步伸出、展开或者闭合、拉本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．面向空间大型机械臂和交会对接的大容差对接捕获装置，其特征在于：所述对接捕获装置包括捕获机构（１）和接口机构（２），所述捕获机构（１）包括三根手指（１－１）、第一支撑壳体（１－２）、第二支撑壳体（１－３）、第三支撑壳体（１－４）、手指安装平台（１－５）、滚珠丝杠（１－６）、滚珠螺母（１－７）、第一安装平台（１－８）、端盖（１－９）、第二安装平台（１－１０）、第一换向齿轮（１－１１）、三个连接关节（１－１２）、三个转动限位关节（１－１３）、外层防护壳（１－１４）、驱动组件（１－１５）、三个捕获电气连接组件（１－１６）、定位锥槽（１－１７）、三个直线轴承滑块（１－２０）、三个直线轴承导柱支座（１－２１）和三个直线轴承导柱（１－２２），所述第一支撑壳体（１－２）、第二支撑壳体（１－３）、第三支撑壳体（１－４）由下至上依次插装在外层防护壳（１－１４）内，所述第一安装平台（１－８）插装在第三支撑壳体（１－４）内，三个直线轴承导柱支座（１－２１）均布设置在第三支撑壳体（１－４）、第二支撑壳体（１－３）的内壁上，每个直线轴承导柱支座（１－２１）上对应固定安装一个直线轴承导柱（１－２２），每个直线轴承滑块（１－２０）对应与一个直线轴承导柱（１－２２）滑动连接，所述手指安装平台（１－５）固定安装在三个直线轴承滑块（１－２０）上，所述滚珠螺母（１－７）插装在手指安装平台（１－５）内，所述滚珠丝杠（１－６）的上部插装在滚珠螺母（１－７）内，且滚珠丝杠（１－６）的上端通过轴承安装在第一安装平台（１－８）上，所述滚珠丝杠（１－６）的下部通过轴承安装在第二安装平台（１－１０）上，所述滚珠丝杠（１－６）的下端安有第一换向齿轮（１－１１），所述驱动组件（１－１５）固定安装在第二安装平台（１－１０）上，所述驱动组件（１－１５）用于驱动第一换向齿轮（１－１１）转动，每根手指（１－１）的根部端通过一个连接关节（１－２）安装在手指安装平台（１－５）上，每个转动限位关节（１－１３）对应插装在一个手指（１－１）上的轨迹槽中，且三个转动限位关节（１－１３）均安装在第三支撑壳体（１－４）上，所述定位锥槽（１－１７）安装在外层防护壳（１－１４）的上端面上，所述端盖（１－９）安装在外层防护壳（１－１４）的上端面上，每个捕获电气连接组件（１－１６）的下端安装在第一安装平台（１－８）上，每个捕获电气连接组件（１－１６）的上端穿过定位锥槽（１－１７），所述接口机构（２）包括接口主体（２－１）、定位锥（２－２）和三个接口电气连接组件（２－３），所述定位锥（２－２）安装在接口主体（２－１）的下端面上，每个接口电气连接组件（２－３）安装接口主体（２－１）的下端面上，所述接口主体（２－１）的下端面上开有三个楔形槽（２－４），所述手指（１－１）的指尖为楔形，捕获机构（１）与接口机构（２）对接后，三根手指（１－１）的指尖可与接口主体（２－１）下端面上的三个楔形槽（２－４）对应闭合，所述定位锥（２－２）可与定位锥槽（１－１７）对应闭合，三个捕获电气连接组件（１－１６）可与三个接口电气连接组件（２－３）对应闭合。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丰飞，刘伊威，刘宏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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