[发明专利]一种具有大角度容差的高精度电磁对接机构

说明书

本发明一种具有大角度容差的高精度电磁对接机构，中心通电螺线管，产生的电磁力可适应俯仰角与偏航角的姿态偏差，控制两个航天器进行轴向靠近；小直径通电螺线管，产生沿周向的电磁力使电磁对接机构绕对接轴旋转，调整两个航天器滚转角，适应滚转角的姿态偏差；伸出轴(15)的自由端侧面安装有弹簧滚珠(14)，导向孔(17)对应弹簧滚珠(14)位置上具有周向排布的多道环形凹槽(23)，弹簧滚珠(14)在电磁力作用下可嵌入不同环形凹槽(23)，并轴向运动，同时可在小直径通电螺线管作用下，在凹槽内旋转嵌入任意凹槽；销(13)可以在驱动元件(7)作用下插入伸出轴(15)上的环形锥孔(16)，实现多种滚转角的对接锁紧。

技术领域

本发明涉及一种具有大角度容差的高精度电磁对接机构，属于空间在轨对接技术领域。

背景技术

传统的基于推力器作用的空间在轨对接技术，存在一些固有问题：推力器燃料储量限制了航天器在轨任务寿命与应用范围；推力器喷射工质会造成羽流污染，损害光学仪器、敏感器件等；对接过程依赖于航天器姿态轨道控制精度，产生较大的冲击力，影响航天器精密设备工作；对接阶段末期无控制动力，依靠惯性对接碰撞，缺乏有效应对突发情况的能力。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术的上述不足，提供一种具有大角度容差的高精度电磁对接机构设计方案，通过非接触、连续、可逆以及同步控制的电磁力/力矩，实现两个航天器的柔性对接与可控分离。

本发明解决的技术方案为：一种具有大角度容差的高精度电磁对接机构，包括：中心通电螺线管、小直径通电螺线管、机架(4)、导向支架端盖(6)、驱动元件(7)、导向支架(8)、弹簧(12)、销(13)、弹簧滚珠(14)；

机架(4)上具有弹簧滚珠安装孔(5)、伸出轴(15)、环形锥孔(16)、导向孔(17)和安装槽(18)；

所述电磁对接机构安装在一个航天器上；

中心通电螺线管，包括：左端电磁螺线管支架(1)、右端电磁螺线管支架(9)以及中心线圈(11)，中心线圈(11)分为左侧中心线圈和右侧中心线圈，两者结构相同；

小直径通电螺线管，包括：小电磁螺线管端盖(2)和小电磁螺线管(3)；

机架(4)为回转体；机架(4)的一端，作为机架对接端，机架对接端中心设有向外延伸的伸出轴(15)，伸出轴(15)上靠近机架(4)的一端沿周向设有多个环形锥孔(16)；伸出轴(15)上另一端即自由端上设有弹簧滚珠安装孔(5)；环形锥孔(16)内能够安装销(13)，弹簧滚珠安装孔(5)内能够安装弹簧滚珠(14)；

机架(4)的一端和另一端端面设有支架安装孔(19)，机架(4)的一端和另一端端面设有支架安装孔(19)的孔底之间通过导线孔(21)和支架孔(22)连通；

机架(4)的一端设有的支架安装孔(19)能够与右端电磁螺线管支架(9)配合安装；

左端电磁螺线管支架(1)面向机架(4)的一端设有凹槽(29)，能够与右端电磁螺线管支架(9)上的凸台(10)配合；

右端电磁螺线管支架(9)面向机架(4)的一端设有凸台(10)，右端电磁螺线管支架(9)的凸台(10)，通过插入支架孔(22)后与左端电磁螺线管支架(1)的凹槽(29)配合安装，机架(4)的另一端端面设有的支架安装孔(19)能够与左端电磁螺线管支架(1)配合安装；

左端电磁螺线管支架(1)的一端设有沿轴向凸起的环形凸台，作为左端电磁螺线管支架(1)的小电磁螺线管端盖安装座；

右端电磁螺线管支架(9)的一端设有沿轴向凸起的环形凸台，作为右端电磁螺线管支架(9)的小电磁螺线管端盖安装座；