[发明专利]一种用于空间运输的被动式回收锁紧装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种用于空间运输的被动式回收锁紧装置和使用方法，将回收锁紧装置主动端和被动端对齐后插入，主动端和被动端中的半圆柱销被迫旋转，迫使紧固弹簧蓄能，插入到位后，主动端和被动端中的半圆柱销啮合，同时在紧固弹簧的驱动下旋转归位，锁紧完成，另外，在返回地面后，维护人员可通过按压压杆，实现手动快速解锁。本发明解决了载荷从轨道返回地面过程中与飞行器的连接问题，降低了载荷与飞行器的连接难度，保证了载荷能够在飞行器返回过程中与飞行器可靠连接，同时飞行器能够在返回地面后快速卸载载荷。本发明回收锁紧装置可重复使用，主要应用于空天飞行器携带物品从轨道返回地面过程中，使物品便捷可靠安装于飞行器舱内。

技术领域

本发明属于机械设计领域，涉及一种空天飞行器用回收锁紧装置，特别涉及一种用于空间运输的被动式回收锁紧装置及使用方法。

背景技术

长期在轨航天器均由昂贵设备及高价值材料构成，一些零部件在长期在轨的过程中难免损坏，无法继续使用。若直接抛弃成为太空垃圾十分可惜，空天飞行器的出现使回收这些高价值的损坏产品成为可能。而空天飞行器携带这些载荷返回时，需要与这些载荷可靠连接，并在能够在返回后快捷方便地解锁。

目前的空天飞行器的回收锁紧装置仍沿用常规锁紧释放装置，通常为由曲柄-摇臂机构或曲柄滑块机构组成的锁钩型锁紧释放装置，其锁紧原理为通过电机及减速器驱动曲柄，使摇臂锁钩或滑块锁钩勾住被动端柱销或凸缘，并在曲柄死点处使电机加电保持并进行锁死。锁紧装置需要解锁时，电机及减速器驱动曲柄反转，锁钩释放预紧力并离开锁紧位置，锁紧装置实现解锁，此时可将载荷卸载。其不足在于：传动链为电机舵机减速后驱动曲柄，曲柄带动连杆锁钩动作，传动链较长的导致可靠性降低，同时装置动作需连接控制装置，通过控制装置实现锁紧及解锁的时间较长，带来运行成本及维护成本的增加。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种用于空间运输的被动式回收锁紧装置和使用方法，将回收锁紧装置主动端和被动端对齐后插入，主动端和被动端中的半圆柱销被迫旋转，迫使紧固弹簧蓄能，插入到位后，主动端和被动端中的半圆柱销啮合，同时在紧固弹簧的驱动下旋转归位，锁紧完成，另外，在返回地面后，维护人员可通过按压压杆，实现手动快速解锁。本发明解决了载荷从轨道返回地面过程中与飞行器的连接问题，降低了载荷与飞行器的连接难度，保证了载荷能够在飞行器返回过程中与飞行器可靠连接，同时飞行器能够在返回地面后快速卸载载荷。本发明回收锁紧装置可重复使用，主要应用于空天飞行器携带物品从轨道返回地面过程中，使物品便捷可靠安装于飞行器舱内。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于空间运输的被动式回收锁紧装置，包括主动端和被动端；

主动端包括主动锁紧支座，主动紧固弹簧和主动半圆柱销；主动锁紧支座上端与载荷固定连接，下端设有主动凸型方柱和主动限位凹腔；主动紧固弹簧位于主动锁紧支座内部，下端与主动半圆柱销连接，上端与主动锁紧支座连接；主动半圆柱销可绕主动半圆柱销的轴线转动；

被动端包括被动锁紧支座，被动紧固弹簧和被动半圆柱销；

被动锁紧支座下端安装在飞行器上，上端设有被动凸型方柱和被动限位凹腔，被动紧固弹簧位于被动锁紧支座内部，上端与被动半圆柱销连接，下端与被动锁紧支座连接；被动半圆柱销可绕被动半圆柱轴线转动；

主动端与被动端处于分离状态时，被动半圆柱销和主动半圆柱销的平面分别在被动紧固弹簧和主动紧固弹簧的作用下与竖直方向呈45°，主动半圆柱销一侧位于主动限位凹腔中，被动半圆柱销一侧位于被动限位凹腔中；

主动端插入被动端时，主动凸型方柱进入被动限位凹腔使被动半圆柱销被迫转动，被动凸型方柱进入主动限位凹腔使主动半圆柱销被迫转动，直至被动半圆柱销和主动半圆柱销的平面与竖直方向平行，被动半圆柱销和主动半圆柱销进行啮合，同时被动半圆柱销和主动半圆柱销所受压迫力消失，被动半圆柱销和主动半圆柱销分别在被动紧固弹簧和主动紧固弹簧的驱动下旋转至初始位置，实现锁紧。