對(duì)接與轉(zhuǎn)移一體式空間捕獲機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種空間捕獲機(jī)構(gòu)，適用于輕小型飛行器的對(duì)接與轉(zhuǎn)移，其特征在于，所述空間捕獲機(jī)構(gòu)包括多個(gè)相互獨(dú)立的齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)，以對(duì)目標(biāo)飛行器繼續(xù)對(duì)接和轉(zhuǎn)移。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了空間軌道上兩飛行器的對(duì)接及對(duì)目標(biāo)飛行器上樣品容器的長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移。在空間站內(nèi)有限的載荷空間、重量范圍的條件下，在實(shí)現(xiàn)捕獲目標(biāo)飛行器的同時(shí)，將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有限的行程范圍放大若干倍后把樣品容器轉(zhuǎn)移至指定位置。取得了結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、行程長(zhǎng)、捕獲轉(zhuǎn)移高度集成等有益效果。
【專利說(shuō)明】對(duì)接與轉(zhuǎn)移一體式空間捕獲機(jī)構(gòu)
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及對(duì)目標(biāo)飛行器的捕獲(對(duì)接)及對(duì)目標(biāo)飛行器上樣品容器的轉(zhuǎn)移，尤其涉及適用于在月面軌道上完成對(duì)接和轉(zhuǎn)移功能的新型空間機(jī)構(gòu)。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]我國(guó)探月工程分為“繞、落、回”三個(gè)發(fā)展階段，探月三期工程“回”指的是月球自動(dòng)采樣返回，其目標(biāo)是研制并發(fā)射新的月球探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)月面軟著陸和自動(dòng)采樣返回。新的月球探測(cè)器采用月球軌道交會(huì)對(duì)接方案，包括軌道器、著陸器、上升器、返回器四個(gè)模塊。本對(duì)接與轉(zhuǎn)移一體式空間捕獲機(jī)構(gòu)的任務(wù)是:實(shí)現(xiàn)軌道器與上升器的連接，并將上升器的樣品容器轉(zhuǎn)移至軌道器中。由于探月三期對(duì)接飛行器的特殊性，對(duì)接與轉(zhuǎn)移一體式空間捕獲機(jī)構(gòu)需突破轉(zhuǎn)移行程長(zhǎng)、校正要求高、可用空間小、輕量化要求高的難點(diǎn)。對(duì)接與轉(zhuǎn)移一體式空間捕獲機(jī)構(gòu)作為月球探測(cè)器的重要組成部分，是保證樣品容器能夠進(jìn)入后續(xù)的任務(wù)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)。目前尚無(wú)空間樣品對(duì)接/轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)先例。
[0005]由此，業(yè)界需要一種新的空間捕獲機(jī)構(gòu)。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在通過(guò)提出一種新型空間機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)移行程長(zhǎng)、校正要求高、可用空間小、輕量化要求高等條件約束下，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)飛行器的捕獲(對(duì)接)，并執(zhí)行對(duì)目標(biāo)飛行器樣品容器的轉(zhuǎn)移工作。
[0008]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種空間捕獲機(jī)構(gòu)，適用于輕小型飛行器的對(duì)接與轉(zhuǎn)移。所述空間捕獲機(jī)構(gòu)包括多個(gè)相互獨(dú)立的齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)，以對(duì)目標(biāo)飛行器繼續(xù)對(duì)接和轉(zhuǎn)移。
[0009]一些實(shí)施例中，所述空間捕獲機(jī)構(gòu)的多個(gè)齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)沿所述捕獲機(jī)構(gòu)的軸向?qū)ΨQ布置。
[0010]一些實(shí)施例中，所述齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)包括:抱爪機(jī)構(gòu)，其實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)飛行器的捕獲；齒條機(jī)構(gòu)，其實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)飛行器的轉(zhuǎn)移；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其為所述齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力；殼體，其上安裝所有上述各機(jī)構(gòu)。
[0011]一些實(shí)施例中，所述抱爪機(jī)構(gòu)包括抱爪、超越離合器、齒輪1、齒條I，其中所述齒輪I在所述齒條I的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述抱爪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)飛行器的捕獲，并由所述超越離合器實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)飛行器的單向鎖緊。
[0012]一些實(shí)施例中，所述齒條機(jī)構(gòu)包括齒條II和鋼絲繩，其中通過(guò)所述鋼絲繩拉動(dòng)所述齒條I運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)所述齒條I驅(qū)動(dòng)抱爪轉(zhuǎn)動(dòng)，并且其中在抱爪抱住所述目標(biāo)飛行器后，所述齒輪II反轉(zhuǎn)，所述齒條II帶動(dòng)所述抱爪向后運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述目標(biāo)飛行器上的樣品容器的轉(zhuǎn)移。
[0013]一些實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、減速器、齒輪II，其中所述電機(jī)通過(guò)所述減速器減速后驅(qū)動(dòng)所述齒輪II轉(zhuǎn)動(dòng)，為所述齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。
[0014]一些實(shí)施例中，所述齒條機(jī)構(gòu)還包括觸發(fā)塊，其中在所述齒輪II的驅(qū)動(dòng)下，所述齒條II向上運(yùn)動(dòng)，所述觸發(fā)塊被殼體觸發(fā)從而所述觸發(fā)塊拉動(dòng)所述鋼絲繩，并且通過(guò)所述鋼絲繩拉動(dòng)所述齒條I運(yùn)動(dòng)，以通過(guò)所述齒條I驅(qū)動(dòng)所述抱爪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]一些實(shí)施例中，所述觸發(fā)包括所述齒條II向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)一定位置后，所述觸發(fā)塊被殼體觸發(fā)，并且此時(shí)所述觸發(fā)塊不再隨所述齒條II繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，從而使得捕獲被觸發(fā)。
[0016]一些實(shí)施例中，所述電機(jī)為互為備份的雙套電機(jī)。
[0017]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了空間軌道上兩飛行器的對(duì)接及對(duì)目標(biāo)飛行器上樣品容器的長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移。在空間站內(nèi)有限的載荷空間、重量范圍的條件下，在實(shí)現(xiàn)捕獲目標(biāo)飛行器的同時(shí)，將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有限的行程范圍放大若干倍后把樣品容器轉(zhuǎn)移至指定位置。取得了結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、行程長(zhǎng)、捕獲轉(zhuǎn)移高度集成等有益效果。
[0018]結(jié)合附圖，根據(jù)下文的通過(guò)示例說(shuō)明本發(fā)明主旨的描述可清楚本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)。
[0019]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
圖1為對(duì)接轉(zhuǎn)移一體式空間捕獲機(jī)構(gòu)安裝示意圖；
圖2為齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為抱爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為齒條機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]

【具體實(shí)施方式】
[0022]參見(jiàn)示出本發(fā)明實(shí)施例的附圖，下文將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實(shí)施例的限制。
[0023]應(yīng)理解，本發(fā)明的描述/圖示為單個(gè)單元的部分可存在于兩個(gè)或兩個(gè)以上的物理上獨(dú)立但合作實(shí)現(xiàn)所描述/圖示之功能的實(shí)體。此外，描述/圖示為兩個(gè)或兩個(gè)以上物理上獨(dú)立的部分可集成入一個(gè)單獨(dú)的物理上實(shí)體以進(jìn)行所描述/圖示的功能。
[0024]現(xiàn)參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空間捕獲機(jī)構(gòu)。
[0025]以下結(jié)合附圖1?4，通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0026]圖1是對(duì)接轉(zhuǎn)移一體式機(jī)構(gòu)安裝示意圖，圖2為齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為抱爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為齒條機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]如附圖所示，三套齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)通過(guò)殼體4安裝在對(duì)接環(huán)上，成120°圓周對(duì)稱分布。對(duì)接轉(zhuǎn)移一體式機(jī)構(gòu)工作時(shí)，通過(guò)三套齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)抱住目標(biāo)飛行器的三套鎖柄，并執(zhí)行拉回操作，直至安裝在目標(biāo)飛行器上的樣品容器到達(dá)目標(biāo)位置，樣品容器到達(dá)目標(biāo)位置后與從目標(biāo)飛行器脫離，并進(jìn)入主飛行器艙體內(nèi)，對(duì)接與轉(zhuǎn)移工作完成。
[0028]應(yīng)理解，本發(fā)明不限于此，而是可由合適數(shù)量的齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)組成。
[0029]齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)的詳細(xì)工作過(guò)程如下:
初始齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)處于安裝狀態(tài)，接受到對(duì)接準(zhǔn)備指令后，電機(jī)301經(jīng)減速器302驅(qū)動(dòng)齒條II201向+X方向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)齒條II 201與觸發(fā)塊203處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，齒條I 104與齒輪I 103也處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)；
當(dāng)目標(biāo)飛行器到達(dá)預(yù)定位置后，齒條抱爪機(jī)構(gòu)執(zhí)行對(duì)接工作，電機(jī)301驅(qū)動(dòng)齒條II201繼續(xù)向+X方向運(yùn)動(dòng)，由于殼體4的限位作用，觸發(fā)塊203不能再向前運(yùn)動(dòng)，齒條II 201與觸發(fā)塊203發(fā)生相對(duì)位移，由于鋼絲繩202與觸發(fā)塊203連接，鋼絲繩202帶動(dòng)齒條I 104與齒條II 201發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，齒條I 104帶動(dòng)齒輪1103轉(zhuǎn)動(dòng)，抱爪101將目標(biāo)飛行器的手柄抱緊，由于超越離合器的作用，抱爪處于單向鎖緊狀態(tài)，齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)與目標(biāo)飛行器形成剛性連接，對(duì)接任務(wù)完成；
接收到轉(zhuǎn)移指令后，電機(jī)反轉(zhuǎn)，齒條II 201、齒條I 104向-X方向運(yùn)動(dòng)，將目標(biāo)飛行器拉到指定位置，待樣品容器進(jìn)入主飛行器艙體后，目標(biāo)飛行器釋放樣品容器，轉(zhuǎn)移任務(wù)完成。
[0030]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了空間軌道上兩飛行器的對(duì)接及對(duì)目標(biāo)飛行器上樣品容器的長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)移。在空間站內(nèi)有限的載荷空間、重量范圍的條件下，在實(shí)現(xiàn)捕獲目標(biāo)飛行器的同時(shí)，將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有限的行程范圍放大若干倍后把樣品容器轉(zhuǎn)移至指定位置。取得了結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、行程長(zhǎng)、捕獲轉(zhuǎn)移高度集成等有益效果。
【權(quán)利要求】
1.一種空間捕獲機(jī)構(gòu)，適用于輕小型飛行器的對(duì)接與轉(zhuǎn)移，其特征在于，所述空間捕獲機(jī)構(gòu)包括多個(gè)相互獨(dú)立的齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)，以對(duì)目標(biāo)飛行器繼續(xù)對(duì)接和轉(zhuǎn)移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述空間捕獲機(jī)構(gòu)的多個(gè)齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)沿所述捕獲機(jī)構(gòu)的軸向?qū)ΨQ布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空間捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)包括: 抱爪機(jī)構(gòu)，其實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)飛行器的捕獲； 齒條機(jī)構(gòu)，其實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)飛行器的轉(zhuǎn)移； 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其為所述齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力； 殼體(4 )，其上安裝有上述各機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空間捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述抱爪機(jī)構(gòu)包括抱爪(101)、超越離合器(102)、齒輪I (103)、齒條I (104)，其中所述齒輪I在所述齒條I的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述抱爪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)飛行器的捕獲，并由所述超越離合器實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)飛行器的單向鎖緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空間捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述齒條機(jī)構(gòu)(2)包括齒條II(201)和鋼絲繩(202)，其中通過(guò)所述鋼絲繩拉動(dòng)所述齒條I運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)所述齒條I驅(qū)動(dòng)抱爪轉(zhuǎn)動(dòng)，并且其中在抱爪抱住所述目標(biāo)飛行器后，所述齒輪II反轉(zhuǎn)，所述齒條II帶動(dòng)所述抱爪向后運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述目標(biāo)飛行器上的樣品容器的轉(zhuǎn)移。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空間捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(301)、減速器(302)、齒輪II (303)，其中所述電機(jī)通過(guò)所述減速器減速后驅(qū)動(dòng)所述齒輪II轉(zhuǎn)動(dòng)，為所述齒輪齒條抱爪機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空間捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述齒條機(jī)構(gòu)還包括觸發(fā)塊(203)，其中在所述齒輪II (303)的驅(qū)動(dòng)下，所述齒條II向上運(yùn)動(dòng)，所述觸發(fā)塊被殼體觸發(fā)從而所述觸發(fā)塊拉動(dòng)所述鋼絲繩，并且通過(guò)所述鋼絲繩拉動(dòng)所述齒條I運(yùn)動(dòng)，以通過(guò)所述齒條I驅(qū)動(dòng)所述抱爪轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空間捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述觸發(fā)包括所述齒條II向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)一定位置后，所述觸發(fā)塊被殼體觸發(fā)，并且此時(shí)所述觸發(fā)塊不再隨所述齒條II繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，從而使得捕獲被觸發(fā)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空間捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述電機(jī)為互為備份的雙套電機(jī)。
【文檔編號(hào)】B64G1/64GK104443444SQ201310420594
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】陳乃威, 鄭云青, 劉仲, 王衛(wèi)軍, 傅麗佳, 曹燕燕, 劉洲, 趙真, 吳源兵, 潘宇 申請(qǐng)人:上海宇航系統(tǒng)工程研究所