[发明专利]一种用于货盘与空间站对接的停泊装置

说明书

本发明公开一种用于货盘与空间站对接的停泊装置，通过主动端上由驱动机构驱动丝杠传动的动平台升降控制手爪，配合被动端周向设计的凹槽实现主动端与被动端的对接。手爪上沿自身轴线设计有导向口，与主动端外壁周向上设计的凹槽顶部内安装的导向销配合实现手爪运动导向。动平台周向定位通过动平台周向凸台上的滚轮与主动端外壳上的凹槽配合。同时设计主动端与被动段端面上的弹簧导杆与导向定位孔配合，实现对接导向以及快速分离。还设计了手动驱动机构实现手爪的手动控制。本发明连接稳定可靠，结构简单，重量小。

技术领域

本发明属于空间站货物运输领域，具体来说是一种用于货盘与空间站对接的停泊装置。

背景技术

随着我国航天技术的发展，空间站的建立与发展是空间技术的重要集成与体现。未来我国空间站在轨飞行期间，需要空间货物资源的补给，需要将地面物资输送到空间站，实现空间货物在空间站的停靠。

空间货物将由货运飞船输送至空间预定区域，由空间站机械臂操作将货盘系统拉出并转移至空间站，与空间站舱体实现对接停靠与解锁分离。

停泊装置用于货盘或大型载荷在空间站的停泊，由于货盘或大型载荷通常尺度较大，而停泊装置受限于重量和尺寸约束，通常较小，故空间站、停泊装置、货盘(或大型载荷)构成了哑铃型布局，两端大脑袋、中间细脖子，而处于中间位置的停泊装置就是该哑铃的细脖子。哑铃型构型对停泊装置的潜在需求是脖子“短而粗”，若脖子“细而长”会恶化整个系统的受力状况。所以停泊装置设计时通常要求，结构紧凑，包络尺寸小、承载能力大。而这种苛刻要求会间接降低停泊装置的可靠性，导致故障概率增加，而在轨设施维修操作会航天员带来困难，故排故的方法和步骤越简单越好。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种稳定可靠，结构简单，重量小、包络紧凑的停泊装置，采用捕获与对接同源驱动设计、轮槽式捕获手爪，有效满足了停泊装置设计时结构紧凑，包络尺寸小、承载能力大的需求；采用自动控制与手动控制同轴的设计模式，当自动控制故障时，航天员通过简单转动手驱杆即可完成排故。

本发明用于货盘与空间站对接的停泊装置，包括安装在空间站舱体接口的被动端和安装在空间货盘上的主动端两部分；被动端为空间站舱体接口承力件，无主动运动机构；被动端整体为筒状结构，末端固定安装于空间站舱体接口处，前端面为被动端对接面。

所述被动端对接面上设计有被动端电连接器、导向定位孔。其中，被动端电连接器在靠近被动端中轴线位置的内圈周向等角度间隔设计三个，位于被动端对接面上的电连接器槽口内；被动端外壁周向等角度间隔设计有三个锁紧槽，用于与主动端上的手爪锁紧机构在对接时配合；锁紧槽沿被动端轴向设计，截面呈梯形状，外侧宽度大于内侧宽度，锁紧槽外端，位于被动端对接面位置具有对接台。

导向定位孔在被动端对接面外圈上周向等角度间隔设计有三个，用于在对接时与主动端上安装的三个导杆配合插接；且导杆采用弹簧杆，端部可伸缩，通过导杆与导向定位孔间配合，实现对接导向，且通过弹簧的弹力实现主动端与被动端间的快速分离。

所述主动端，底部设计有驱动舱，顶部为主动端对接面；主动端内部包括三个手爪、动平台、丝杠、驱动机构与导向销。

三个手爪为杆状结构，顶部具有对接头，中部为对接臂，底部为连接臂。手爪的对接头向内弯折，底面为平面；且对接头形状为梯形，与被动端1周向锁紧槽尺寸匹配，夹角位置圆滑过渡。同时连接臂向内弯折。三个手爪周向等角度间隔设置，对接头均朝向动平台轴线，三个连接臂端部分别铰接于动平台周向等间隔安装的三个铰接座上，且初始状态时，三个手爪的对接臂位于主动端外壁周向上设计的沿主动端轴向的凹槽内，同时三个手爪的对接头位置高于主动端的对接面。

上述三个手爪上沿自身轴线设计有导向口。同时在主动端外壁周向上设计的凹槽顶部内安装有导向销，该导向销穿过导向口后两端分别与其所在凹槽两侧壁间固定，用于手爪运动导向。