[发明专利]一种小型飞行器捕获连接及分离装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种捕获连接及分离装置，尤其是可用于小型飞行器之间的对接装置。

背景技术

目前，公知的航天器小型对接装置中，捕获连接装置多采用手爪式，捕获目标通常为合作目标，目标形状设计为圆杆。在轨服务领域的目标则多为非合作目标，非合作目标的形状也是多样的，有圆形、方形、三角形等。上述方案在捕获非圆形状的非合作目标时比较困难，捕获连接过程中飞行器和目标之间的相对姿态变化较大。

发明内容

为了解决现有技术实现捕获非圆形状的非合作目标难度大，以及捕获连接过程中飞行器和目标之间的相对姿态变化大的问题，本发明一实施例提供一种捕获连接及分离装置。

装置包括：左圆柱齿轮铰接于壳体上，左齿轮爪下端与左圆柱齿轮固定连接。右圆柱齿轮铰接于壳体上，右齿轮爪下端与右圆柱齿轮固定连接。右圆柱齿轮与左圆柱齿轮啮合，因此右齿轮爪转动时通过右圆柱齿轮和左圆柱齿轮使得左齿轮爪会同步反向转动。电机固定于壳体上，电机的输出轴上安装有蜗杆，蜗杆另一端支承于壳体上。蜗轮齿轮组合为蜗轮结构与齿轮结构的装配组合，其铰接于壳体上，蜗轮齿轮组合的蜗轮结构与蜗杆啮合，蜗轮齿轮组合的齿轮结构与右圆柱齿轮啮合。滚轮安装于V型板上，滚轮同时安装在壳体的滑槽结构中，可以相对于滑槽结构滚动。左弹簧杆分别与左齿轮爪和V型板铰接。右弹簧杆分别与右齿轮爪和V型板铰接。左弹簧杆和右弹簧杆在外力的作用下可以逐渐压缩，产生弹力，在外力撤销后可恢复原长。

采用上述技术方案后，本发明一实施例可以实现对非合作目标的捕获连接及分离。本发明一实施例具有捕获形状类型多，捕获连接过程中飞行器姿态相对姿态变化小的优点，同时具有结构巧妙、质量轻有益效果。

附图说明

图1是本发明一实施例捕获圆形目标前及分离后的结构示意图；

图2是本发明一实施例捕获连接圆形目标后的结构示意图；

图3是本发明一实施例捕获连接方形目标后的结构示意图；

图4是本发明一实施例捕获连接三角形目标后的结构示意图。

图中：1为左齿轮爪、2为左弹簧杆、3为V型板、4为电机、5为滚轮、6为蜗杆、7为蜗轮齿轮组合、8为壳体、9为右弹簧杆、10为右齿轮爪、11为右圆柱齿轮、12为左圆柱齿轮、13为滑槽、14为圆形目标、15为方形目标、16为三角形目标。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

图中：左齿轮爪1铰接于壳体8上，左齿轮爪1下端为左圆柱齿轮11。右齿轮爪10铰接于壳体8上，右齿轮爪10下端为右圆柱齿轮11。右圆柱齿轮11与左圆柱齿轮12啮合，因此右齿轮爪10转动时通过右圆柱齿轮11和左圆柱齿轮12使得左齿轮爪1同步反向转动。电机4固定于壳体8上，电机4的输出轴上安装有蜗杆6，蜗杆6另一端支承于壳体8上。蜗轮齿轮组合7为蜗轮结构与齿轮结构的装配组合，其铰接于壳体8上，蜗轮齿轮组合7的蜗轮结构与蜗杆6啮合，蜗轮齿轮组合7的齿轮结构与右圆柱齿轮11啮合。滚轮5安装于V型板3下端，滚轮5同时安装在壳体8的滑槽结构中，可以相对于滑槽结构滚动。左弹簧杆2分别与左齿轮爪1和V型板3铰接。右弹簧杆9分别与右齿轮爪10和V型板3铰接。左弹簧杆2和右弹簧杆9在外力的作用下可以逐渐压缩，产生弹力，在外力撤销后可恢复原长。

下面对本发明的工作过程进行描述。

图1是本发明捕获圆形目标14前的结构示意图。如图1的实施例所示，目标体进入该装置捕获范围后，电机8正向启动，驱动蜗杆6正向转动，蜗杆6带动蜗轮齿轮组合7正向转动，蜗轮齿轮组合7的正向转动带动右圆柱齿轮11向内转动，右圆柱齿轮11带动右齿轮爪10向内转动。右圆柱齿轮11向内转动时带动左圆柱齿轮1向内转动，左圆柱齿轮12带动左齿轮爪1同步向内转动。左齿轮爪1和右齿轮爪10向内转动的同时，分别驱动左弹簧杆2和右弹簧杆9运动，进而推动V型板3沿着壳体8上的滑槽12竖直向上运动。左齿轮爪1和右齿轮爪10向内转动以及V型板3的竖直向上运动，实现捕获连接动作，由于三者的运动是从三个方向逐渐收拢，所以目标体在捕获连接过程中的运动范围小，姿态变化小。在左齿轮爪1、右齿轮爪10和V型板3均与目标体接触后，电机4继续驱动，使得左弹簧杆2和右弹簧杆9逐渐压缩，产生夹持力，从而实现对目标体的连接。达到一定连接力后电机4停止转动，通过蜗杆6和蜗轮齿轮组合7的自锁作用来保持连接状态。