[发明专利]一种可用于飞行器及模块化机器人的被动对接结构

说明书

本发明公开了一种可用于飞行器及模块化机器人的被动对接结构，属于机械技术领域，包括公头和母头进行连接；母头表面间隔布置减重槽和卡扣滑槽，卡扣滑槽内设有拆卸滑块，压簧挡板和卡扣；压簧挡板和卡扣之间安装压簧，卡扣来回滑动；在压簧挡板中心开有通孔，安放限位螺钉，限位螺钉外套压簧，与卡扣紧固连接；公头为具有球面和圆锥面接合的头部，进行拼接时公头的头部将卡扣沿卡扣滑槽被向外推，同时压簧被压缩；当公头完全进入母头后，压簧和三个卡扣弹回，卡扣卡住公头，摩擦自锁实现对接机构锁紧；拆卸时，向外拉拔三个限位螺钉，带动三个卡扣向外滑动，拆卸滑块卡住限位螺钉，使卡扣与公头分离并解锁。本发明容差大、安装便捷、通用性好。

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种可用于飞行器及模块化机器人的被动对接结构。

背景技术

空间交会对接技术是建立永久性载人空间站、从事长期空间飞行活动、开展利用空间资源以及实行空间工业化和商业化须解决的一项关键技术。空间对接技术的作用主要体现在三个方面：一是为长期运行的空间设施提供服务，包括物资补给、设备回收、燃料加注和人员轮换；二是空间建筑的在轨建造和运行服务，如组装空间、天线等；三是航天器在轨重构，实现系统优化以降低对运载能力的要求。

空间对接机构是用来实现航天器之间多次对接、保持连接与可靠分离的复杂机构，现有的空间对接机构多为主动式对接机构，涉及的技术较为复杂。

未来的空间在轨服务与维护中，可通过空间机器人对航天器进行拼接组装，这样可以利用被动式对接机构进行空间飞行器的拼接。采用被动式对接机构，可以使对接装置的质量更轻，使对接的过程更为简单，简化对接中碰撞与机构运动的分析，从而提高对接的可靠性。

发明内容

为了简化空间对接结构，提高对接可靠性，本发明提出了一种可用于飞行器及模块化机器人的被动对接结构，用于航天器的对接或模块化机器人的拼接，使其具有可重构性，并可保证拼接过程的可靠与便捷。

所述的被动对接结构，包括公头、母头、压簧、压簧挡板、卡扣、限位螺钉、拆卸滑块、公头底座、母头底座。

母头通过固定连接的母头头底座，公头通过固定连接的公头头底座，两者分别与待拼接的航天器或机器人模块连接。

母头表面沿圆周均匀布置六个凹槽，其中三个为减重槽，另外三个为卡扣滑槽，减重槽和卡扣滑槽间隔布置。

所述的每个卡扣滑槽都包括卡扣，压簧挡板，压簧，限位螺钉和拆卸滑块；

具体为：在卡扣滑槽内最前方的外侧设有拆卸滑块，拆卸滑块通过过渡配合安装在母头表面所开的燕尾槽中，并可在外力作用下在燕尾槽内滑动；

拆卸滑块后方为压簧挡板，压簧挡板固定连接在母头上；压簧挡板内侧压有压簧的一端，压簧的另一端压在卡扣外侧，卡扣位于卡扣滑槽内侧最后方，能来回滑动；在压簧挡板中心开有通孔，用于安放限位螺钉，限位螺钉穿过压簧挡板中心的通孔和压簧，与卡扣外侧的螺纹孔紧固连接；

所述的公头为具有球面和圆锥面接合的头部，进行拼接时公头逐渐接近母头，触碰到母头开口边缘滑入或直接进入母头内部，公头进入母头内部后，公头的头部先与三个在母头内部环形分布的卡扣上表面相接触，公头继续向下移动，卡扣沿卡扣滑槽被向外推，同时压簧被压缩；当公头完全进入母头后，被压缩的压簧弹回中立位并将三个卡扣弹回，卡扣下表面卡住公头凹槽的下表面，通过公头和卡扣的摩擦自锁实现对接机构锁紧；

拆卸时，向外拉拔三个限位螺钉，从而带动三个卡扣沿卡扣滑槽向母头外滑动，利用三个拆卸滑块同时卡住限位螺钉的头部，使卡扣与公头的凹槽表面分离并解锁。

进一步，在母头底座通过螺钉固连强力磁铁，可在对接时吸附公头并能自对准；

进一步，限位螺钉在母头外侧的头部直径大于弹簧挡板的通孔直径，无法穿过弹簧挡板，从而限制卡扣的位置，避免卡扣从母头的滑槽中脱落；