本發(fā)明涉及一種空間對接機構(gòu)，屬于航天器空間在軌服務(wù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

諸如航天飛機、空間站、宇宙飛船、衛(wèi)星等航天器空間操作中常常涉及到交會對接過程，這一過程依賴有效可靠的空間對接機構(gòu)。目前國際上對接裝置大致分為四種：環(huán)錐式、桿錐式、異體同構(gòu)周邊式、抓手碰撞鎖式?，F(xiàn)有的對接機構(gòu)主要針對體積和質(zhì)量較大的大型航天器交會對接設(shè)計，例如飛船與空間站的交會，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，而面向小型航天器設(shè)計的對接機構(gòu)較少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種為小型航天器提供一種基于凸輪-鉤爪的空間對接機構(gòu)，能夠降低小型航天器的對接難度，縮短對接時間，提高對接成功率，具有實際意義。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種凸輪-鉤爪式空間對接機構(gòu)，包括鉤爪機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)。

所述的鉤爪機構(gòu)包括兩個圓形對接盤和至少一個鉤爪，兩個對接盤分別固連跟蹤航天器和目標航天器，分別稱為主動對接盤和目標對接盤，鉤爪鉸接在主動對接盤上，有且只有一個轉(zhuǎn)動自由度；所述的驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機和空間凸輪；所述空間凸輪垂直于軸線的端面為曲面；所述的驅(qū)動電機帶動空間凸輪繞軸線旋轉(zhuǎn)，空間凸輪的曲面推動鉤爪繞鉸接軸轉(zhuǎn)動，直至鉤住目標對接盤，或由鉤住目標對接盤的狀態(tài)轉(zhuǎn)動至松開目標對接盤。

所述的鉤爪有三個，三個鉤爪沿周向均勻鉸接在圓形對接盤上。

所述的主動對接盤上沿周向均勻設(shè)有三個吊耳，所述的三個目標對接盤上沿周向均勻設(shè)有對接口；三個鉤爪分別通過銷釘與吊耳鉸接，鉤爪一端位于空間凸輪的曲面上，鉤爪與對接口過隙配合。

本發(fā)明的有益效果是：結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，可靠性高，可多次重復(fù)使用。

附圖說明

圖1是凸輪-鉤爪式新型空間對接機構(gòu)示意圖；

圖2是凸輪-鉤爪式新型空間對接機構(gòu)對接前示意圖；

圖3是凸輪-鉤爪式新型空間對接機構(gòu)對接鎖緊保持示意圖；

圖中，1-吊耳，2-對接口，3-對接盤，4-鉤爪，5-空間凸輪，6-驅(qū)動電機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實施例。

本發(fā)明的基本技術(shù)方案是：凸輪-鉤爪式新型空間對接機構(gòu)主要包括鉤爪機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)。鉤爪機構(gòu)由兩個圓形對接盤和三個鉤爪組成，兩個圓形對接盤分別安裝于跟蹤航天器與目標航天器，三個鉤爪呈120度均勻鉸接在對接盤上，并且只有一個轉(zhuǎn)動自由度。對接時，驅(qū)動機構(gòu)由驅(qū)動電機和空間凸輪組成。驅(qū)動電機帶動固定在其上空間凸輪旋轉(zhuǎn)，鉤爪在凸輪曲面的作用下轉(zhuǎn)動直至鉤住目標對接盤上的對接口。此時電機停止轉(zhuǎn)動，達到鎖緊保持狀態(tài)。當對接機構(gòu)需要分離時，電機再次轉(zhuǎn)動，凸輪旋轉(zhuǎn)帶動鉤爪旋轉(zhuǎn)與目標對接盤脫離，進而實現(xiàn)兩個航天器的分離。這一過程可重復(fù)進行，因而可以根據(jù)任務(wù)需要進行多次對接和分離。

如圖1所示，本發(fā)明的一種凸輪-鉤爪式新型空間對接機構(gòu)，主要包括鉤爪機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)。鉤爪機構(gòu)由兩個圓形對接盤3和若干鉤爪4組成，根據(jù)任務(wù)需要可以把兩個對接盤分別稱為主動對接盤和目標對接盤，位于追蹤航天器上的對接盤稱為主動對接盤，固連在目標航天器上的對接盤稱為目標對接盤。兩個對接盤結(jié)構(gòu)完全相同，每個對接盤上均勻設(shè)有三個吊耳1和三個對接口2。三個鉤爪4通過銷釘與吊耳鉸接，并且安裝時鉤爪下緣位于空間凸輪的曲面上。驅(qū)動機構(gòu)由空間凸輪5和驅(qū)動電機6組成，空間凸輪固定在驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸上。

本發(fā)明所設(shè)計的空間對接機構(gòu)的工作過程具體如下：

凸輪-鉤爪式新型空間對接機構(gòu)對接前如圖2所示，此時驅(qū)動電機保持靜止，三個鉤爪下緣分別位于凸輪曲面的底端，鉤爪處于直立狀態(tài)，在外部信號的導(dǎo)引下，追蹤航天器上的主動對接盤逐漸向目標航天器上的目標對接圓盤運動，鉤爪逐漸伸入目標對接盤，此時鉤爪與目標對接圓盤的對接口仍舊沒有相互作用處于松開狀態(tài)。

實現(xiàn)了上一步后，驅(qū)動電機逐漸旋轉(zhuǎn)，帶動凸輪轉(zhuǎn)動。鉤爪下緣逐漸隨凸輪曲面的運動被抬高，即鉤爪繞鉸接銷釘轉(zhuǎn)動，當鉤爪下緣到達凸輪傾斜面頂端時，鉤爪便鉤住對接口實現(xiàn)對接。此時電機停止轉(zhuǎn)動，達到鎖緊保持狀態(tài)，如圖3所示。此時，兩個對接盤在鉤爪的作用下不能相對運動，從而實現(xiàn)兩個航天器的對接。

當兩個航天器有分離的任務(wù)需要時，可以下達指令讓驅(qū)動電機再次轉(zhuǎn)動，凸輪隨之轉(zhuǎn)動，鉤爪下緣從凸輪曲面的頂端滑落到底端，鉤爪轉(zhuǎn)動，鉤爪上緣與目標對接盤脫離，從而實現(xiàn)兩個航天器的分離。