[发明专利]用于空间桁架连接的自动吸附锁定连接机构

说明书

本发明一种用于空间桁架连接的自动吸附锁定连接机构，包括相互配合连接的接头件和凹槽件，所述的接头件端部的连接头上设置有呈花瓣状的凸起，所述的凹槽件为圆筒结构，凹槽件内部设置有连接槽，连接槽上的凹槽与所述的凸起相匹配；所述的连接头和连接槽相对的位置上均设有用于自动吸附的磁极，连接头和连接槽侧壁上均设置有用于吸附旋转进行机构锁定的磁极。该机构是一种可以在一定范围内实现自动吸附连接并自行锁定的连接装置，该结构本身可靠连接并牢固锁定，可以重复使用的连接机构。

技术领域

本发明涉及空间操作和空间桁架搭建技术领域，具体为一种用于空间桁架连接的自动吸附锁定连接机构。

背景技术

随着空间技术的飞速发展，空间系统在人类日常生活中的作用越来越突出，当前空间技术的研究态势已经从探索、利用空间逐步拓展到探索、利用和控制空间。随着人类对空间研究、开发与应用能力的不断提高，空间试验对试验条件也提出了越来越高的要求，很多工作需要宇航员出仓操作。但是宇宙空间环境复杂，无论是真空环境还是宇宙辐射，还是告诉运动的太空碎片，都具有很高的危险性。本发明可以配合空间操作机器人在宇宙空间搭建桁架机构，并在有高度的自适应性，在较大范围内实现可靠地自动连接和可靠自锁，在不消耗星上能源的情况下增加飞船现有结构的静稳定度和拓展飞船可用面积。

现有的连接机构都主要面对大型航天器主题结构的对接。

1966年3月16日，航天员Neil Armstrong和Dave Scott乘坐双子座八号飞船，手动操作交会过程，与无人“阿金纳”目标飞行器对接，成功执行了世界上第一次对接使命。“双子座”、“阿金纳”的对接机构称为“锥/杯”对接机构，或“锥体/锥套”机构。

在对接过程中，“双子座”上界面的凸部(椎体)进入“阿金纳”对接适配器上的凹部(锥套)，这一逼近过程将应用安装在“双子座”凸锥体上的“指引棒”对准。指引棒与“阿金纳”上的V型槽口互动，插入槽口中。在锥体进入锥套后，碰锁将紧闭，以防两个飞行器滑离。接着，锥套向后缩回，将“双子座”向内拉动，实现紧密的刚性连接。

“(原始)联盟”是联盟号系列载人飞船的鼻祖，其杆锥机构在对接后，也不能形成内部转移通道。“(原始)联盟”在苏联载人月球规划的作用与“双子座”在美国载人月球规划中的作用十分相似，就是通过在地球轨道上的交会对接试验，为月球飞行提供实质性的方法与技术。

要在太空环境中搭建桁架机构，需要可靠的连接以保证结构稳定。传统的机构有螺钉固定、焊接、铆接等。

螺钉固定是一种传统的固定连接方式，但是需要将螺丝与螺母配合，通过旋转的方式进行安装固定，在操作中存在的问题是，除了被连接件以外，还有额外的配件螺丝和螺母，即使将螺母提前紧固在连接件上，也需要配备螺丝才能完成固定。而且即便是人工操作，也存在螺丝孔孔位难以对准的问题，更别提通过机械臂进行操作，不仅如此，螺丝的紧固程度也难以评估。

焊接的连接方式较螺丝相比，连接强度更高，但是工艺十分复杂。在恶劣的太空环境中，焊接工艺难以进行，而且焊接过程会产生高温，对正在工作的零部件产生严重影响，对结构部件的加热也会使其强度发生改变。

铆接与螺钉连接类似，也需要添加额外部件，但是属于一次性连接，铆钉在被装备后若要拆除则将作废，不能重复使用。

综上考虑，需要设计一款结构本身可以达到可靠连接并牢固锁定，可以重复使用的连接机构。

发明内容

为解决现有技术存在是问题，本发明在于提供一种用于空间桁架连接的自动吸附锁定连接机构，该机构是一种可以在一定范围内实现自动吸附连接并自行锁定的连接装置，该结构本身可靠连接并牢固锁定，可以重复使用的连接机构。

本发明是通过以下技术方案来实现：