[发明专利]一种用于多自由度机构锁紧的工具箱装置

说明书

本发明涉及一种用于多自由度机构锁紧的工具箱装置。其中：安装面板用于与航天器固定连接，第一可展开支架和第二可展开支架的一端分别通过转动铰链与安装面板两侧相对位置进行连接，且连接部位设有扭簧，扭簧的一端固定连接在第一可展开支架和第二可展开支架的连接端，另一端连接在安装面板上；发射状态下，第一可展开支架的配合端和第二可展开支架的配合端采用一个火工品压紧在一起，两个可展开支架和安装面板抱紧多自由度机构，扭簧处于初始压缩状态；在轨展开时，火工品解锁，两个可展开支架在各自扭簧作用下旋转一定角度，实现分离释放，此时，第一弹簧卡座和第二弹簧卡座相对安装，用于将被锁紧多自由度机构的主板固定在安装面板上。

技术领域

本发明涉及一种用于多自由度机构锁紧的工具箱装置，属于航天器在轨服务技术领域。

背景技术

空间机构在发射过程中经历恶劣的正弦、随机振动载荷，需要采用锁紧机构对其进行压紧，在轨执行任务前进行解锁。在轨服务用机构如机械臂、补加接口等结构复杂，具有多个自由度。一般需要采用多个锁紧装置进行压紧。

锁紧装置一般成本高，可靠性低。且一般为单点故障，即任何一个火工品失效会导致产品无法解锁。因此采用多个锁紧装置时，会成为结构的较大风险。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种用于多自由度机构锁紧的工具箱装置，通过结构优化，对卫星用多自由度机构的发射压紧，以及在轨的复位、存储具有一定通用性。

本发明解决技术的方案是：一种用于多自由度机构锁紧的工具箱装置，所述多自由度至少包括多自由度机构本体坐标系三轴平动和转动六自由度，该工具箱装置包括安装面板、第一可展开支架、第二可展开支架、第一弹簧卡座和第二弹簧卡座；其中：

安装面板用于与航天器固定连接，第一可展开支架和第二可展开支架的一端记为连接端，另一端记为配合端，第一可展开支架和第二可展开支架的连接端分别通过转动铰链与安装面板两侧相对位置进行连接，且连接部位设有扭簧，扭簧的一端固定连接在第一可展开支架和第二可展开支架的连接端，另一端连接在安装面板上；发射状态下，第一可展开支架的配合端和第二可展开支架的配合端采用一个火工品压紧在一起，第一可展开支架的配合端和第二可展开支架的配合端高度与被锁紧多自由度机构的上表面紧密贴合，第一可展开支架、第二可展开支架和安装面板抱紧多自由度机构，实现多自由度压紧约束，扭簧处于初始压缩状态；在轨展开时，火工品解锁，两个可展开支架在各自扭簧作用下旋转一定角度，实现分离释放，此时，第一弹簧卡座和第二弹簧卡座相对安装，用于将被锁紧多自由度机构的主板弹性压紧在安装面板上，防止空间环境下被锁紧多自由度机构“飘走”。

所述被锁紧多自由度机构还包括被动柔顺装置，所述被动柔顺装置相对于被锁紧多自由度机构主体存在各向平动和转动自由度，所述工具箱装置还包括阀体座，所述阀体座包括导向孔和配合孔，其中导向孔的一端固定连接在安装面板上，导向孔的另一端连接配合孔，导向孔用于将被锁紧多自由度机构的被动柔顺装置的端部导入配合孔，配合孔的结构形状与将被锁紧多自由度机构的被动柔顺装置的端部结构形状相同；发射状态下，被锁紧多自由度机构的被动柔顺装置与阀体座的配合孔紧密配合，实现被动柔顺装置的各向平动和转动自由度约束；在轨工作完成后，被锁紧多自由度机构的被动柔顺装置可通过阀体座导向孔顺利进入阀体座，实现工具复位、存储。

所述第一弹簧卡座与第二弹簧卡座结构相同，均包括弹簧基座、弹簧、T 型压块；

弹簧基座固定连接在安装面板上，弹簧基座为一端封闭另一端开口的管壳结构，开口端朝向管壳中心弯折，在开口端形成带有通孔的侧挡圈；弹簧位于弹簧基座管壳内部，弹簧的一端固定连接在弹簧基座封闭端端部，另一端连接 T型压块的大端端部，T形压块大端位于弹簧基座管壳内部，抵住弹簧基座侧挡圈，使得弹簧处于压缩状态，T形压块的小端通过弹簧基座的侧挡圈中心通孔伸出管壳外侧，被锁紧多自由度机构的主板及T形压块的小端设有互相配合的斜面特征，在工作和复位时，通过挤压、克服弹簧基座内的弹簧力实现被锁紧多自由度机构拔出和插入第一弹簧卡座与第二弹簧卡座。