[发明专利]一种周边式大容差空间对接机构及其工作方法

权利要求书

1.一种周边式大容差空间对接机构，其特征在于：包括分别安装于两个交会对接的航天器上的被动端(1)和主动端(2)，

所述的被动端(1)包括被动端筒体(1-1)和捕获装置(1-3)，所述的被动端筒体(1-1)为圆柱形，在被动端筒体(1-1)的底端为内凹的锥形结构(1-2)，在被动端筒体(1-1)的内侧壁安装捕获装置(1-3)，所述的捕获装置(1-3)由三个弧形刚性件及其回转铰沿主动端筒体(1-1)内壁周向均布而成，且三个弧形刚性件及其回转铰在被动端筒体(1-1)轴向方向上分层布置；

所述的主动端(2)包括主动端筒体(2-1)、缓冲气囊(2-2)、平移装置(2-3)和被捕获杆(2-4)，所述的缓冲气囊(2-2)嵌在主动端筒体(2-1)的上端处，所述的缓冲气囊(2-2)为环形结构；

所述的平移装置(2-3)布置在主动端筒体(2-1)的内部，所述的平移装置(2-3)包括第一弧形杆件(2-3-1)、第二弧形杆件(2-3-2)、环形安装架(2-3-3)和丝杠(2-3-4)，所述的第一弧形杆件(2-3-1)的一端和第二弧形杆件(2-3-2)的一端均通过一铰链安装在环形安装架(2-3-3)上，所述的第一弧形杆件(2-3-1)和第二弧形杆件(2-3-2)的另一端均为自由端，所述的被捕获杆(2-4)底端穿过第一弧形杆件(2-3-1)后滑动设置在第二弧形杆件(2-3-2)上开设的滑槽内，被捕获杆(2-4)固定在第一弧形杆件(2-3-1)上，被捕获杆(2-4)的顶端穿过缓冲气囊(2-2)的内环，在环形安装架(2-3-3)上安装驱动第一弧形杆件(2-3-1)摆动的电机二；

所述的环形安装架(2-3-3)滑动设置在主动端筒体(2-1)的内壁上，所述的环形安装架(2-3-3)通过螺纹副与丝杠(2-3-4)配合，所述丝杠(2-3-4)由固定在主动端筒体(2-1)内壁上的电机三带动；

电机二驱动第一弧形杆件(2-3-1)摆动，所述第一弧形杆件(2-3-1)使被捕获杆(2-4)从主动端筒体(2-1)边缘移动到主动端筒体(2-1)的中轴线位置；安装在回转铰上的电机一驱动弧形刚性件，使三个弧形刚性件向被动端筒体(1-1)的中心回转，三个弧形刚性件的重叠区域形成用于捕获主动端(2)的被捕获杆(2-4)捕获域；电机三驱动丝杠(2-3-4)旋转带动环形安装架(2-3-3)移动。

2.根据权利要求1所述的一种周边式大容差空间对接机构，其特征在于：电机一未带动弧形刚性件摆动时，三个弧形钢件均完全贴合被动端筒体(1-1)的内壁，三个弧形刚性件所对应弧形的中心角为大于90°且小于120°。

3.根据权利要求1所述的一种周边式大容差空间对接机构，其特征在于：所述第一弧形杆件(2-3-1)连接的铰链和第二弧形杆件(2-3-2)连接的铰链呈180°分布，且两个铰链的连线通过主动端筒体(2-1)的中轴线，电机二未带动第一弧形杆件(2-3-1)摆动时，第一弧形杆件(2-3-1)和第二弧形杆件(2-3-2)均完全贴合环形安装架(2-3-3)，第一弧形杆件(2-3-1)和第二弧形杆件(2-3-2)的弧形所对的圆心角为大于90°且小于180°。

4.根据权利要求1所述的一种周边式大容差空间对接机构，其特征在于：所述被捕获杆(2-4)包括竖直设置T型杆(2-4-1)、圆柱弹簧(2-4-2)、钢丝绳(2-4-3)和直杆(2-4-4)，T型杆(2-4-1)的小截面端与直杆(2-4-4)的顶端通过钢丝绳(2-4-3)连接，所述的圆柱弹簧(2-4-2)两端分别套设在T型杆(2-4-1)的下部和直杆(2-4-4)的上部。

5.根据权利要求1所述的一种周边式大容差空间对接机构，其特征在于：环形的所述缓冲气囊(2-2)设有缺口，电机二未带动第一弧形杆件(2-3-1)摆动时，被捕获杆(2-4)的顶端穿过缓冲气囊(2-2)的缺口设置。