本發(fā)明涉及航天機(jī)械結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種適用于空間機(jī)械臂操作的對接裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著航天技術(shù)的快速發(fā)展，空間站、太空望遠(yuǎn)鏡、可重構(gòu)航天器已經(jīng)成為各國爭搶的賽道，更是彰顯科技水平的硬實力，對國家空間安全具有重要意義。在這其中，空間對接技術(shù)尤為重要，空間對接技術(shù)的快速發(fā)展使得我國的空間站建設(shè)不斷突破，使我國在國際影響力不斷提升。同時空間對接技術(shù)發(fā)展可以使得可重構(gòu)飛行器、在軌維修、在軌組裝這些技術(shù)在未來逐漸實現(xiàn)。

2、空間對接技術(shù)是指兩空間飛行器在空間軌道上通過對接機(jī)構(gòu)實現(xiàn)機(jī)械、電氣、液路等連接。一般情況下，對接機(jī)構(gòu)分為主動端與被動端，主動端安裝于空間飛行器a，被動端安裝于空間飛行器b，通過主動端與被動端的對接，實現(xiàn)兩空間飛行器的連接?，F(xiàn)有的對接機(jī)構(gòu)對存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、克服位姿容差小的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題中的至少一部分問題，本發(fā)明提供了一種適用于空間機(jī)械臂操作的對接裝置，包括：

2、主動端，其包括：

3、主動端本體，其具有第一對接部，所述第一對接部包括多個沿圓周均勻分布的第一插入結(jié)構(gòu)和位于多個第

4、一插入結(jié)構(gòu)之間的多個第一承接結(jié)構(gòu)；

5、上升盤，其位于所述主動端本體內(nèi)，并與所述主動端本體滑動連接；

6、主動端連接器，其設(shè)置在所述上升盤上；

7、動力機(jī)構(gòu)，其被配置為驅(qū)動所述上升盤靠近或遠(yuǎn)離被動端，并能夠自鎖；

8、被動端，其包括：

9、被動端本體，其具有第二對接部，所述第二對接部包括多個沿圓周均勻分布的第二插入結(jié)構(gòu)和位于多個第二插入結(jié)構(gòu)之間的多個第二承接結(jié)構(gòu)，所述第二對接部與所述第一對接部形狀尺寸互補(bǔ)；以及

10、被動端連接器，其設(shè)置在所述被動端本體上。

11、進(jìn)一步地，所述第一對接部和所述第二對接部的形狀為三爪v槽異形；

12、所述第一插入結(jié)構(gòu)為錐形壁，所述第一插入結(jié)構(gòu)的端部為平面，兩側(cè)為傾斜面，且所述第一插入結(jié)構(gòu)的端部的厚度和寬度小于底部的厚度和寬度；

13、所述第一承接結(jié)構(gòu)相對于第一插入結(jié)構(gòu)凹陷；

14、所述第二插入結(jié)構(gòu)為錐形壁，所述第二插入結(jié)構(gòu)的端部為平面，兩側(cè)為傾斜面，且所述第二插入結(jié)構(gòu)的端部的厚度和寬度小于底部的厚度和寬度；

15、所述第二承接結(jié)構(gòu)相對于第二插入結(jié)構(gòu)凹陷；以及

16、所述第一插入結(jié)構(gòu)與所述第二承接結(jié)構(gòu)形狀尺寸互補(bǔ)，所述第二插入結(jié)構(gòu)與所述第一承接結(jié)構(gòu)形狀尺寸互補(bǔ)。

17、進(jìn)一步地，所述第一插入結(jié)構(gòu)的底部的兩端點分別與主動端本體的中心軸連線的夾角α為85.5°；

18、所述第一承接結(jié)構(gòu)的底部的兩端點分別與主動端本體的中心軸連線的夾角β為34.5°；

19、第二插入結(jié)構(gòu)的底部的兩端點分別與被動端本體的中心軸連線的夾角為85.5°；

20、第二承接結(jié)構(gòu)的底部的兩端點分別與被動端本體的中心軸連線的夾角為34.5°。

21、進(jìn)一步地，所述動力機(jī)構(gòu)包括：

22、電機(jī)，其通過聯(lián)軸器與蝸輪蝸桿減速器的蝸桿相連；

23、蝸輪蝸桿減速器，其蝸輪與滾珠絲杠軸相連；

24、滾珠絲杠軸；

25、滾珠絲杠螺母，其套設(shè)在所述滾珠絲杠軸上，并與所述上升盤固定連接。

26、進(jìn)一步地，所述主動端本體具有相互連通的第一通孔和第二通孔，且二者同軸，第一通孔位于第二通孔的外側(cè)，第二通孔的孔徑大于第一通孔的孔徑；

27、所述被動端本體上設(shè)置有定位圓孔。

28、進(jìn)一步地，所述主動端還包括：

29、鎖緊機(jī)構(gòu)，其包括：

30、鎖緊機(jī)構(gòu)安裝塊，其固定在所述主動端的內(nèi)壁，且所述鎖緊機(jī)構(gòu)安裝塊具有孔；

31、定位軸，其包括第一部和第二部，所述第一部位于所述第一通孔和第二通孔中，所述第二部從鎖緊機(jī)構(gòu)安裝塊的孔中伸出；

32、擋片，其設(shè)置在所述定位軸上將所述定位軸分為所述第一部和所述第二部，所述擋片位于所述鎖緊機(jī)構(gòu)安裝塊的外側(cè)；以及

33、壓縮彈簧，其套設(shè)在所述定位軸的第一部上，且位于所述第二通孔中；

34、滑動組件，其連接所述上升盤和所述主動端本體；

35、楔形斜塊，其設(shè)置在所述上升盤的側(cè)面，用于推動所述定位軸，所述楔形斜塊具有由斜面和垂直方向的平面組成的外側(cè)面。

36、進(jìn)一步地，所述主動端連接器包括第一類電路連接器、第一液路連接器和第一氣路連接器；

37、所述被動端連接器包括第二類電路連接器、第二液路連接器和第二氣路連接器；

38、所述上升盤上設(shè)置有相對于上升盤的第一面凸出不同高度的連接器安裝結(jié)構(gòu)。

39、進(jìn)一步地，所述第一對接部還包括環(huán)形的第一對接端部，所述第一插入結(jié)構(gòu)位于所述第一對接端部的外側(cè)，所述第一對接端部上設(shè)置有定位凸塊；

40、所述第二對接部還包括環(huán)形的第二對接端部，所述第二插入結(jié)構(gòu)位于所述第二對接端部的外側(cè)，所述第一對接端部上設(shè)置有定位凹槽。

41、進(jìn)一步地，所述主動端還包括：

42、第一限位開關(guān)傳感器，其安裝在所述上升盤的側(cè)面；

43、第二限位開關(guān)傳感器，其安裝在所述主動端本體的內(nèi)側(cè)面；

44、第三限位開關(guān)傳感器，其安裝在所述主動端本體的內(nèi)側(cè)面；

45、所述被動端還包括：

46、第一限位開關(guān)擋塊，其安裝在被動端本體的頂蓋的內(nèi)壁上，并凸出于第二對接端部；

47、第二限位開關(guān)擋塊，所述安裝在被動端本體的頂蓋的內(nèi)壁上。

48、進(jìn)一步地，還包括底座，其設(shè)置在主動端本體的底部，其中：

49、所述蝸輪蝸桿減速器安裝在所述底座上；

50、所述滾珠絲杠軸通過絲杠支撐座安裝于所述底座上；以及所述底座上還設(shè)置有電機(jī)安裝座，所述電機(jī)固定在電機(jī)安裝座上。

51、本發(fā)明至少具有下列有益效果：

52、(1)本發(fā)明的對接裝置通過主動端本體與被動端本體的三爪v槽異形設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)大角度位姿誤差及周向偏差捕獲，并完成校正；

53、(2)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)鎖緊與電路、氣路、液路連接為完全分開的兩套機(jī)構(gòu)，具有極高的可靠性，通過小的電機(jī)扭矩即可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的可靠鎖緊；

54、(3)本發(fā)明的上升盤上固定有用于推動鎖緊機(jī)構(gòu)的定位軸的三組楔形斜塊，通過上升盤的上下移動即可實現(xiàn)鎖緊機(jī)構(gòu)的定位軸的推出與收攏，實現(xiàn)主動端本體與被動端本體的結(jié)構(gòu)鎖緊和解鎖；

55、(4)本發(fā)明利用蝸輪蝸桿減速器傳動的自鎖特性，保證斷電后的可靠自鎖，用以保證對接裝置的機(jī)械可靠鎖緊、電氣液的可靠傳輸；

56、(5)本發(fā)明采用滾珠絲杠軸和滾珠絲杠螺母配合，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動，使得上升盤可以沿直線運(yùn)動，用以實現(xiàn)定位軸的推出與收攏和各連接器的對插與分離，即一個電機(jī)完成兩個方向動作，也即沿主動端本體軸線的上下移動和主動端本體軸線垂面內(nèi)的移動；

57、(6)本發(fā)明的對接裝置采用多組限位開關(guān)傳感器，提高了對接狀態(tài)的檢測水平；

58、(7)本發(fā)明所采用的電路連接器、液路、氣路連接器均為浮動連接器，有一定的浮動量，即使在有一定偏差情況下也能實現(xiàn)對接；

59、(8)本發(fā)明的對接裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、大容差捕獲、結(jié)構(gòu)連接可靠、重復(fù)對接解鎖等優(yōu)點，而且可以適應(yīng)不同種類，不同對接深度的連接器對接，具有很大的拓展性。