[发明专利]一种阻尼可控的对接机构传动缓冲系统

说明书

本发明公开了一种阻尼可控的对接机构传动缓冲系统，为异体同构周边式对接机构，包括多组丝杠联系组合、差动组合、主驱动组合，作为上支点部件的丝杠联系组合连接于对接框上，对接框设置于对接环上；丝杠安装座为下支点部件，多个丝杠安装座并入差动组合，差动组合与主驱动组合连接；还包括多个可控阻尼器，可控阻尼器设置于与丝杠安装座之间；可控阻尼器设置为在对接缓冲过程中，可以受控启动和关闭阻尼功能的电磁阻尼器。本发明在对接捕获过程保证系统软的特性，一旦对接机构捕获后，可控阻尼器接通，使整个传动缓冲系统的阻尼变硬，大幅提高缓冲耗能能力，以提高对接机构的大范围对接适应能力，同时可保证原系统参数改变较小或不变。

技术领域

本发明涉及空间对接装置，特别涉及一种阻尼可控的对接机构传动缓冲系统。

背景技术

空间对接机构(亦称对接系统)可以使两个航天器在空间轨道上结合并在结构上连接成一个整体，其广泛应用于空间站、空间实验室、空间平台等大型飞行器、舱段及设施的在轨装配、回收、补给、维修以及空间救援等领域，例如：神舟八号、神舟九号、神舟十号载人飞船与天宫一号目标飞行器通过对接系统实现两者之间的对接；神舟十一号载人飞船、天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室通过对接系统实现两者的对接；航天员通过对接通道进入到天宫一号、天宫二号实验舱内，开展空间探索及科学试验。

在天宫一号任务阶段的对接系统，其捕获传动缓冲系统，由于其内部传动链中布置的弹簧及阻尼元件均为固定参数的，因此其为一个固定阻尼刚度的机械式传动缓冲系统，其对接碰撞过程的捕获能力及缓冲耗能能力是固定的，对接适应范围为8吨～20吨的对接。当对接质量大幅提高至100吨～200吨的量级时，原有对接机构的缓冲系统的耗能能力将不能满足对接要求，如果对重新设计提高弹簧阻尼，则捕获性能变差，且受结构布局约束，导致结构布局需全新设计。

发明内容

本发明提供一种阻尼可控的对接机构传动缓冲系统，在对接碰撞捕获过程，保证系统软的特性，利于对接捕获，一旦对接机构捕获后，传动缓冲系统设置的可控阻尼器接通，使整个传动缓冲系统的阻尼变硬，大幅提高缓冲耗能能力，以提高对接机构的大范围对接适应能力，同时可保证原系统参数改变较小或不变。

本发明的技术方案如下：

一种阻尼可控的对接机构传动缓冲系统，所述传动缓冲系统为异体同构周边式对接机构，其机构部组件包括多组丝杠联系组合、差动组合、主驱动组合，其中，

每组所述丝杠联系组合中包括两个丝杠联系组合，每个所述丝杠联系组合设置为所述传动缓冲系统的上支点部件，并通过安装基体连接于对接框上，所述对接框设置于对接环上；所述传动缓冲系统的下支点部件设置为丝杠安装座，每个所述丝杠联系组合连接于一丝杠安装座，多个所述丝杠安装座并入所述差动组合，所述差动组合与所述主驱动组合连接；所述差动组合设置为使所述丝杠联系组合在受力不同的情况下可以产生差动并同时贮存能量，以使所述对接环恢复平衡姿态的机构；所述主驱动组合驱动主动对接机构的所述对接环推出和拉回运动，具有过载保护功能的驱动装置；

还包括多个可控阻尼器，每个所述可控阻尼器设置于与每组丝杠联系组合连接的所述丝杠安装座之间；所述可控阻尼器设置为在对接缓冲过程中，可以受控启动和关闭阻尼功能的阻尼器，在接触捕获之前及接触时刻，所述可控阻尼器处于断开状态，保证所述传动缓冲系统“软”的特性，有利于两飞行器捕获；待接触碰撞捕获之后，所述可控阻尼器接通，将传冲缓冲系统大幅变“硬”，保证缓冲各种情况各种吨位下的对接能量，大幅提高对接适应能力。

优选的，所述可控阻尼器包括依次连接的离合器、增速器和阻尼器。

优选的，所述可控阻尼器采用牙嵌离合式可控阻尼器技术方案，所述离合器为牙嵌式电磁离合器，所述增速器为齿轮增速器，所述阻尼器为电磁阻尼器，该部件为输入齿轮输入，牙嵌式电磁离合器前置，后端通过两级行星齿轮增速器增速至电磁阻尼器的结构形式。

优选的，多组所述丝杠联系组合为3组丝杠联系组合，每个所述丝杠联系组合包括一单轴弹簧机构和一电磁阻尼器。