[发明专利]一种内外夹紧式紧凑空间对接机构

说明书

一种内外夹紧式紧凑空间对接机构，外环传动电机工作，带动外环传动齿轮转动，外环传动齿轮转动带动外环转盘转动转动，外环转盘转动能够使手爪张开或闭合，闭合时能够夹持住待夹持目标物外壁；内环传动电机工作，内环传动丝杠的另一端通过丝母与氮气弹簧的一端连接，氮气弹簧的另一端连接内环，内环传动丝杠旋转能够带动内环升降；氮气弹簧初始状态处于最大伸出状态，氮气弹簧能够压缩提供柔性加持力支撑待夹持目标物；当外环闭合箍紧待夹持目标物的外壁后，内环传动丝杠旋转带动内环上升，当内环接触到待夹持目标物内壁时，氮气弹簧压缩，提供柔性加持力支撑待夹持目标物内壁，满足内外环同步夹紧的需要，可用于对接夹持航天器喷管。

技术领域

本发明涉及一种内外夹紧式紧凑空间对接机构，即一种紧凑型双向夹紧式夹持机构，属于空间对接技术领域。

背景技术

传统对接机构的抓取都是采用手爪直接抓取，这样虽然能抓住物体，但无法保证物体在手爪中的姿态和精确位置，对于非合作目标，要求能准确抓取并且有足够的夹持力，现有对接机构无法做到，无法既具有抓取定位功能，又具备一定的保持力和力矩，无法保证目标物的准确位置和姿态，无法实现准确抓取。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种内外夹紧式紧凑空间对接机构，应用于非合作目标，要求能准确抓取并且有足够的夹持力。对于非合作性目标，这种夹持力是靠摩擦力转化而来的。这就要求该结构既要具有抓取定位功能，又要具备一定的保持力和力矩，既可以实现紧凑型布局，又能满足内外环同步夹紧的需要。

本发明解决的技术方案为：一种内外夹紧式紧凑空间对接机构，包括：手爪、外环转盘、内环、基座、外环传动齿轮、内环传动齿轮、氮气弹簧、外壳、内环传动电机、外环传动电机、内环传动丝杠；

外环传动电机工作，带动外环传动齿轮转动，外环传动齿轮转动带动外环转盘转动转动，外环转盘转动与基座通过轴承连接，基座与外壳连接，外环转盘转动能够使手爪张开或闭合，闭合时能够夹持住待夹持目标物外壁；

内环传动电机工作，带动内环传动齿轮转动，内环传动齿轮与内环传动丝杠的一端啮合，内环传动丝杠的另一端通过丝母与氮气弹簧的一端连接，氮气弹簧的另一端连接内环，内环传动丝杠旋转能够带动内环升降；氮气弹簧初始状态处于最大伸出状态，氮气弹簧能够压缩提供柔性加持力支撑待夹持目标物。

还包括快插底座，快插底座安装在气浮台上，与外壳连接，实现快速更换功能

当外环闭合箍紧待夹持目标物的外壁后，内环传动丝杠旋转带动内环上升，在初始内环上升阶段，氮气弹簧不压缩，氮气弹簧初始状态处于最大伸出状态，当内环接触到待夹持目标物内壁时，氮气弹簧压缩，提供柔性加持力支撑待夹持目标物内壁。

手爪，包括：弧形夹持部、目标物位置检测传感器和夹持力传感器；

弧形夹持部内侧设有弹簧柱塞，能够在靠近待夹持目标物时，起导向作用，使弧形夹持部与待夹持目标物准确对接；目标物位置检测传感器能够实时检测待夹持目标物是否进入可夹持范围；夹持力传感器能够在弧形夹持部夹持住待夹持目标物后测量夹持力，实时调整弧形夹持部的夹持力达到任务要求。

外环转盘为圆盘形，一侧设有多个导向槽，每个导向槽由进给槽和同心槽连通而成，进给槽能够推动手爪张合，同心槽能够实现手爪自锁

手爪上还设有随动器，外环转盘转动带动手爪上的随动器相对待夹持目标物前后运动，从而带动手爪张开闭合；

还包括随动器，随动器安装在同心槽与进给槽内，能够沿同心槽与进给槽滑动，当滑入同心槽时锁定位置。

快插底座，包括：底座本体、旋转柱塞、六维力传感器、航插接头；