[发明专利]一种空间交会对接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间交会对接装置，尤其是指一种用于卫星和平台之间的对接停靠装置，属于空间交会对接技术领域。

背景技术

随着空间技术的进步，全球每年发射的卫星和航天器的数量在不断增加，随之而来的是空间工作的多样性和复杂性也迅速增长，因此对舱外活动的需求也日益增加。例如对在轨航天器的抓捕、维修、燃料补充和模块更换等，另外还包括外空间环境的科学实验，对空间垃圾的清理等等舱外活动。

原来这些任务主要由宇航员完成，但这些舱外活动会受到诸多限制：首先，宇航员的力量与工作范围有限，对于大尺寸的航天设备（如空间站）的安装无能为力；其次，由于氧气供应和外太空辐射等含有危险的原因，宇航员的舱外连续工作时间有限；另外，由于太空微重力、高真空、强辐射和微小行星体的存在，在太空环境下从事各种作业，对宇航员来说是十分困难和危险的；同时为支持宇航员的舱外活动，需要庞大而复杂的环境控制系统和生命保障系统，不可避免的带来巨大的费用支出。

因此，世界各国都在积极地研究无人在轨服务技术，目前服务航天器除已有的航天飞机外，还出现了空间机器人、微小服务卫星等新概念服务航天器。为了实现航天器的自主在轨服务，首先必须完成服务航天器和被服务航天器之间安全可靠的对接，因此空间交会对接装置起到了至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种空间交会对接装置，其能够实现服务航天器与被服务航天器之间安全可靠的交会对接，从而完成不同的在轨服务任务。

为实现上述目的，本发明提供一种空间交会对接装置，其包含阳极组件和阴极组件；所述的阳极组件安装在被服务航天器上；所述的阴极组件安装在服务航天器上；将阳极组件插入到阴极组件内部并由阴极组件对阳极组件锁定，实现被服务航天器和服务航天器之间的交会对接。

所述的阳极组件包含：阳极对接件；阳极对接轴，其与所述阳极对接件的底部连接，该阳极对接轴具有一T形接头；衔铁，其安装在所述阳极对接件的底面。

所述的阴极组件包含：阴极对接件；旋转开槽对接轴，其上开设有T形槽，所述的旋转开槽对接轴安装在所述的阴极对接件的内部并且通过轴承与其连接；线圈，其缠绕设置在所述的旋转开槽对接轴的中心，形成提供吸合力的电磁铁芯；接触开关，其安装在所述的旋转开槽对接轴的T形槽的底部；步进机构，其分别与所述的阴极对接件和旋转开槽对接轴连接。

所述的阳极组件还包含若干导向块，其间隔均匀的安装在所述阳极对接件的外圆周上。

所述的阴极对接件的外圆周上间隔均匀的开设有若干导向槽，该若干导向槽的开设数目与所述的导向块相同并且设置位置一一对应，每个导向块对应插入到各个导向槽中。

所述的轴承的外圈与所述阴极对接件连接，该轴承的内圈与旋转开槽对接轴连接。

所述的步进机构包含：步进电机，其与所述的阴极对接件连接；小齿轮，其与所述的步进电机的轴连接；大齿轮，其与所述的小齿轮相互啮合，且该大齿轮与所述的旋转开槽对接轴的底部连接。

所述的大齿轮的上表面上开设有若干凹槽。

所述的阴极对接件的底部对应设置有若干凸台，当所述的大齿轮与所述的旋转开槽对接轴的底部连接后，阴极对接件上的若干凸台分别对应插入大齿轮上表面上的若干凹槽中，限制旋转开槽对接轴的转动角度。

本发明所提供的空间交会对接装置，采用阳极组件和阴极组件对接连接的方式，其优点和有益效果是：对接发射简单，锁定可靠；并且适合不同被服务航天器和不同服务航天器之间的有效对接，实现被服务航天器的有效停靠，完成被服务航天器与服务航天器之间的通信、充电、燃料加注、在轨维修和模块更换等不同的在轨服务任务。

附图说明

图1为本发明中的空间交会对接装置的结构示意图；

图2为本发明中的空间交会对接装置在卫星和平台之间的对接安装结构示意图；

图3为本发明中的空间交会对接装置的阳极组件的仰视图；

图4为本发明中的空间交会对接装置的阴极组件的俯视图；

图5为本发明中的空间交会对接装置的阴极组件的仰视图；

图6为本发明中的空间交会对接装置的阳极组件向阴极组件运动并对准时的结构示意图；

图7为本发明中的空间交会对接装置的阳极组件插入阴极组件时的结构示意图；

图8为本发明中的空间交会对接装置的阴极组件锁定阳极组件时的结构示意图。

具体实施方式

以下结合图1～图8，详细说明本发明的一个优选实施例。