[发明专利]一种航天器模块柔性对接机构

摘要

本发明提出了一种航天器模块柔性对接机构，属于空间飞行器对接技术领域，特别是涉及一种航天器模块柔性对接机构。解决了现有的刚性锥杆式对接机构结构复杂，需要设置专门的吸能机构，对星体的扰动大的问题以及现有的柔性锥杆式对接机构连接刚度较低、抖动大的问题。它包括主动端对接模块和被动端对接模块，主动端对接模块包括导向头、柔性杆、分离组件、连接与解锁组件和驱动组件，所述被动端对接模块包括导向锥、承力段和被动端法兰盘。它主要用于适用于具有对冲击敏感、需要精密操作等要求的航天器在自主动力或机械臂辅助下的空间对接任务。

主权项

1.一种航天器模块柔性对接机构，其特征在于：它包括主动端对接模块(4)和被动端对接模块(5)，所述主动端对接模块(4)数量为多个，所述多个主动端对接模块(4)安装在主动飞行器(1)的同一圆周上，所述被动端对接模块(5)数量与主动端对接模块(4)相同，安装在被动飞行器(2)上，所述被动端对接模块(5)的安装位置和安装半径均与主动端对接模块(4)对应，所述主动端对接模块(4)包括导向头(34)、柔性杆(36)、分离组件(37)、连接与解锁组件(38)和驱动组件(39)，所述导向头(34)内设置有捕获锁，所述捕获锁在驱动组件(39)的驱动下沿导向头(34)轴向滑动，实现锁定与解锁，所述柔性杆(36)包括弯曲段(13)、压缩段(14)和弹簧座(15)，所述弯曲段(13)和压缩段(14)均为压缩弹簧，所述弹簧座(15)两端分别连接弯曲段(13)和压缩段(14)，所述弯曲段(13)前端与导向头(34)相连，所述弯曲段(13)的压缩刚度大于压缩段(14)，所述柔性杆(36)在驱动组件(39)的驱动下实现压缩，所述分离组件(37)包括浮头(16)、导向杆(17)、分离弹簧(18)和主动端法兰盘(20)，所述主动端法兰盘(20)安装在主动飞行器(1)上，所述浮头(16)中心开设有通孔，所述导向杆(17)数量为多个，沿分离组件(37)圆周方向均布，所述导向杆(17)一端与浮头(16)固连，另一端与主动端法兰盘(20)滑动连接，所述分离弹簧(18)套接在导向杆(17)外，两端分别与浮头(16)和主动端法兰盘(20)接触，所述浮头(16)沿导向杆(17)滑动，所述连接与解锁组件(38)包括套筒(21)、保持架(22)、钢珠(23)和碟簧(24)，所述保持架(22)与主动端法兰盘(20)固连，所述保持架(22)外表面与浮头(16)通孔内表面接触，所述保持架(22)沿圆周方向均布有多个圆孔，所述钢珠(23)安装在圆孔内并沿圆孔进行滚动，所述套筒(21)与保持架(22)内表面接触，所述套筒(21)外表面在保持架(22)圆孔对应位置设置有球窝，所述碟簧(24)安装在浮头(16)末端，所述套筒(21)在驱动组件(39)的驱动下沿自身轴向滑动，所述柔性杆(36)安装在套筒(21)内，所述压缩段(14)与套筒(21)内底面接触，所述被动端对接模块(5)包括导向锥(30)、承力段(31)和被动端法兰盘(35)，所述被动端法兰盘(35)安装在被动飞行器(2)上，所述承力段(31)与被动端法兰盘(35)固连，所述承力段(31)内壁设置有环形球窝，所述导向锥(30)与承力段(31)固连，所述导向锥(30)与浮头(16)对接型面相同。