專利名稱：用于空間在軌可更換部件的機(jī)電連接快換接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及--種機(jī)電連接快換接頭。
背景技術(shù)：
根據(jù)我國(guó)空間技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀,建設(shè)自己的空間站已經(jīng)成為趨勢(shì)。而空間站許多功能部件需要長(zhǎng)期或者永久在軌服務(wù),在空間環(huán)境下，在設(shè)計(jì)上對(duì)部件的壽命要求顯得格 外苛刻。當(dāng)空間站中多功能部件出現(xiàn)故障后，拆卸困難導(dǎo)致維護(hù)成本增加使功能部件壽命 降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前空間環(huán)境F的航天器和空間設(shè)備的多功能部件連 接拆卸困難、出現(xiàn)故障將導(dǎo)致安裝維護(hù)的成本大大增加使功能部件壽命降低的問題，提出 了一種用于空間在軌可更換部件的機(jī)電連接快換接頭。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是所述接頭由快換上接頭和快換下 接頭構(gòu)成，所述快換上接頭由快換—丨二接頭電氣接口連接板組件、快換上接頭連接法蘭盤、六 個(gè)快換接頭連接銷組件和六個(gè)連接銷座構(gòu)成；每個(gè)連接銷組件包括預(yù)緊螺栓、一組楔塊組 件、銷軸、銷脹套、銷定位板和銷蓋板,連接銷座上設(shè)有第一凹槽,銷軸的一端設(shè)有與連接銷 座上的第一凹槽相匹配的凸臺(tái)，銷蓋板的端面上設(shè)有凸起座，銷蓋板的凸起座裝在銷定位 板的內(nèi)孔中，銷脹套的一端裝在銷定位板的內(nèi)孔中且套在銷蓋板的凸起座上，銷脹套的另 一端與銷軸的凸臺(tái)的上端面接觸,銷軸的軸端裝在銷脹套內(nèi)，且二者之間設(shè)有一組楔塊組 件,每個(gè)楔塊組件由端楔塊、凸楔塊和凹楔塊構(gòu)成，凸楔塊設(shè)置在端楔塊和凹楔塊之間，預(yù) 緊螺栓穿過銷蓋板的中心孔與銷軸旋接；每個(gè)電氣接口連接板組件由第一安裝板、彈性鎖 緊件、兩個(gè)上接頭電氣插頭安裝座和兩個(gè)電氣公接頭構(gòu)成，每個(gè)上接頭電氣插頭安裝座固 定在安裝板上，每個(gè)電氣公接頭通過彈性鎖緊件固裝在上接頭電氣插頭安裝座內(nèi)；
每個(gè)快換下接頭由快換下接頭電氣接口連接板組件、快換下接頭連接法蘭盤和三個(gè)連 接導(dǎo)引塊構(gòu)成,所述電氣接口連接板組件由第二安裝板、兩個(gè)下接頭電氣插頭安裝座和兩 個(gè)電氣母接頭構(gòu)成，每個(gè)下接頭電氣插頭安裝座固定在安裝板上，每個(gè)電氣母接頭固裝在 下接頭電氣插頭安裝座內(nèi)；
每個(gè)連接銷組件固定在快換上接頭連接法蘭盤的側(cè)壁上,每個(gè)連接銷座固定在快換 上接頭連接法蘭盤上,銷軸的凸起裝在連接銷座的第一凹槽內(nèi)，第一安裝板固定在連接法 蘭盤上；第二安裝板固定在連接法蘭盤上，每個(gè)連接導(dǎo)引塊固定在快換下接頭連接法蘭盤 上；
快換上接頭連接法蘭盤上設(shè)有與連接導(dǎo)引塊形狀相匹配的第二凹槽,快換下接頭連接 法蘭盤與快換上接頭連接法蘭盤連接，每個(gè)連接導(dǎo)引塊裝在快換上接頭連接法蘭盤的第二 凹槽中，每個(gè)電氣接口連接板組件與電氣接口連接板組件相匹配連接在一起。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明用于給空間在軌可更換部件提供機(jī)械及電氣聯(lián)接。所有需要在軌更換的部件只要安裝有本發(fā)明就可以輕易的在軌拆卸,在保證機(jī)械聯(lián)接強(qiáng)度的同時(shí)提供電源及數(shù)據(jù)信號(hào)；同時(shí)由于可預(yù)見機(jī)器人將成為空間裝配維護(hù)的主體，而 且為了最大程度減少宇航員出艙時(shí)間，此接頭必須最大程度上方便在軌拆卸；本發(fā)明采用 模塊化設(shè)計(jì)思想,將在軌設(shè)備的連接部件設(shè)計(jì)為套件,便于安裝與對(duì)接、集成度高、功能全 面；本發(fā)明的三個(gè)連接導(dǎo)引塊不僅方便安裝,而且提高了連接部件的可靠性；連接銷組件 能快速的實(shí)現(xiàn)兩個(gè)接頭之間的緊固，且連接銷組件安裝拆卸容易，在軌使用方便，無需擔(dān)心 其飄離接頭本體。本發(fā)明具有在軌可更換功能，便于在軌安裝維護(hù)，提高機(jī)器人在軌服務(wù)壽 命。


圖1是快換上接頭的立體圖， 圖2是快換下接頭的立體圖， 圖3是快換上接頭的主視圖， 圖4是圖3的A-A剖視圖， 圖5是快換下接頭的主視圖， 圖6是圖5的B-B剖視圖，
圖7是快換接頭連接銷組件的立體圖， 圖8是快換接頭連接銷組件的主剖視圖， 圖9是快換上接頭電氣接口連接板組件的主視圖、 圖1.0是圖9的C-C剖視圖， 圖11是快換下接頭電氣接口連接板組件的俯視圖， 圖12是圖11的D-D剖視圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
--結(jié)合圖1-圖12說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式的接頭由快換上 接頭1和快換下接頭2構(gòu)成，所述快換上接頭1由快換....Ll接頭電氣接口連接板組件1-5、快 換上接頭連接法蘭盤1-7、六個(gè)快換接頭連接銷組件和六個(gè)連接銷座1-2構(gòu)成；每個(gè) 連接銷組件1 1包括預(yù)緊螺栓1-1-1、一組楔塊組件、銷軸1-1-5、銷脹套1-1-6、銷定位板 1-1-7和銷蓋板1-1-8,連接銷座1-2上設(shè)有第一凹槽,銷軸1-1-5的一端設(shè)有與連接銷座 1-2上的第一凹槽相匹配的凸臺(tái)，銷蓋板1-1-8的端面上設(shè)有凸起座，銷蓋板1-1-8的凸起 座裝在銷定位板的內(nèi)孔中，銷脹套的一端裝在銷定位板的內(nèi)孔中且套 在銷蓋板的凸起座上,銷脹套的另一端與銷軸1-1-5的凸臺(tái)的上端面接觸,銷 軸1-1-5的軸端裝在銷脹套1-1-6內(nèi)，且二者之間設(shè)有一組楔塊組件,每個(gè)楔塊組件由端 楔塊1-1-2、凸楔塊1-1-3和凹楔塊1-1-4構(gòu)成，凸楔塊1-1-3設(shè)置在端楔塊1_1_2和凹楔 塊之間，預(yù)緊螺栓hhl穿過銷蓋板IH的中心孔與銷軸旋接；每個(gè)電氣 接口連接板組件1-5由第一安裝板1-5-1、彈性鎖緊件1H、兩個(gè)上接頭電氣插頭安裝座 1-5-2和兩個(gè)電氣公接頭1-5-4構(gòu)成,每個(gè)上接頭電氣插頭安裝座1-5-2 (通過第一緊固螺 釘1-5-3)固定在安裝板1-5-1上，每個(gè)電氣公接頭1-5-4通過彈性鎖緊件1_5_8固裝在上 接頭電氣插頭安裝座IH內(nèi)；每個(gè)快換下接頭2由快換下接頭電氣接口連接板組件2-1、快換下接頭連接法蘭盤2-5和三個(gè)連接導(dǎo)引塊2-2構(gòu)成，所述電氣接口連接板組件2-1由第二安裝板2-1-1、兩個(gè)F接 頭電氣插頭安裝座2-1-2和兩個(gè)電氣母接頭2-1-3構(gòu)成，每個(gè)下接頭電氣插頭安裝座2-1-2 (通過第二緊固螺釘2-1-5)固定在安裝板2-1-1上,每個(gè)電氣母接頭2-1-3 (通過第三緊固 螺釘2-1-4)固裝在下接頭電氣插頭安裝座2-1-2內(nèi)；
每個(gè)連接銷組件1-1 (通過第四緊固螺釘1-3和沉頭螺釘1-4)固定在快換上接頭連接 法蘭盤1-7的側(cè)壁上，每個(gè)連接銷座1-2固定在快換上接頭連接法蘭盤1-7上，銷軸1+5 的凸起裝在連接銷座1-2的第一凹槽內(nèi)，第一安裝板(通過第五緊固螺釘1-6)固定 在連接法蘭盤1-7上；第二安裝板2-1-1 (通過第六緊固螺釘2-4)固定在連接法蘭盤2-5 —丨二，每個(gè)連接導(dǎo)引塊2-2 (通過第七緊固螺釘2-3)固定在快換下接頭連接法蘭盤2-5 ....I::；
快換上接頭連接法蘭盤1-7上設(shè)有與連接導(dǎo)引塊2-2形狀相匹配的第二凹槽，快換下 接頭連接法蘭盤2-5與快換上接頭連接法蘭盤1-7連接,每個(gè)連接導(dǎo)引塊2-2裝在快換上 接頭連接法蘭盤1-7的第二凹槽中，每個(gè)電氣接口連接板組件1-5與電氣接口連接板組件 2-1相匹配連接在一起。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖10說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的彈性鎖緊件1-5-8由 導(dǎo)桿螺釘Ι 、螺母和彈簧IH構(gòu)成，導(dǎo)桿螺釘穿過上接頭電氣插頭安 裝座1-5-2的上端面和電氣公接頭1-5-4通過螺母1-5-6鎖緊,彈簧!-5-7套在導(dǎo)桿螺釘 1-5-5上，彈簧1-5-7位于電氣公接頭1-5-4和....Ll接頭電氣插頭安裝座1_5_2的下端面之 間，此結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了位置誤差補(bǔ)償功能還能起到壓緊電氣公接頭的作用。其它組成及 連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖5說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式的三個(gè)連接導(dǎo)引塊2-2沿 圓周均布設(shè)置或三個(gè)連接導(dǎo)引塊2-2中的兩個(gè)相對(duì)三個(gè)連接導(dǎo)引塊2-2中剩余的一個(gè)對(duì)稱 設(shè)置，此結(jié)構(gòu)起導(dǎo)引的作用，同時(shí)還能起到定向的作用，防止安裝錯(cuò)誤。其它組成及連接關(guān) 系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖8說明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式的每個(gè)連接銷組件1-1還 包括防脫落鋼絲1-1-9組成，脫落鋼絲1-1-9設(shè)置在銷定位板1-1-7和銷蓋板1-1-8之間， 且防脫落鋼絲Pll將銷定位板和銷蓋板連接在一起，此結(jié)構(gòu)使連接銷組件 1-1在空間環(huán)境中不會(huì)因無重力而飄走。防脫落鋼絲IH將連接銷組件1-1整體形成一 個(gè)機(jī)械閉環(huán)。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
--相同。工作原理本發(fā)明用于連接空間環(huán)境下的航天器，空間設(shè)備等，其快換特性同樣適 用于地面各類設(shè)備的連接。本發(fā)明中的快換上接頭連接法蘭盤1-7和快換下接頭連接法蘭 盤2-5可以和相應(yīng)的設(shè)備連接。在需要連接的兩設(shè)備的連接處,分別安裝快換上接頭連接 法蘭盤1-7和快換下接頭連接法蘭盤2-5,通過這兩個(gè)接頭來實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電氣的快速連接。 連接時(shí)由連接導(dǎo)引塊2-2進(jìn)行對(duì)正，便于將機(jī)械接頭快速插入。在將機(jī)械連接對(duì)正插入后， 電氣公接頭由于彈簧1-5-7的作用即可實(shí)現(xiàn)位置誤差的自我補(bǔ)償。彈簧不僅 實(shí)現(xiàn)了位置誤差補(bǔ)償功能，同時(shí)還能起到壓緊電氣公接頭IH的作用。彈簧1-5-7處于壓 縮狀態(tài)。在電氣公接頭1-5-4和電氣母接頭2-1-3完全對(duì)正壓緊后,需要通過每個(gè)連接銷組 件1-1中的銷軸1-1-5進(jìn)行定位。銷軸1-1-5的一端為凸臺(tái)便于插入。當(dāng)銷軸1-1-5的凸 臺(tái)進(jìn)入連接銷座Ρ2中的第一凹槽時(shí)，即可使用扳手?jǐn)Q動(dòng)預(yù)緊螺栓預(yù)緊螺栓1-1-1通過銷蓋板1-1-8將楔塊組件不斷壓縮，由于銷軸1-1-5卡在連接銷座1-2中，因此在預(yù)緊 螺栓1-1-1旋轉(zhuǎn)時(shí)，銷軸1-1-5是不會(huì)旋轉(zhuǎn)的，此時(shí)隨著預(yù)緊螺栓1-1-1不斷向里運(yùn)動(dòng)，預(yù) 緊螺栓對(duì)銷蓋板1-1-8產(chǎn)生一個(gè)向下的力，這個(gè)力通過楔塊組件的端楔塊1+2，傳 遞到楔塊組件的凸楔塊1-1-3和凹楔塊1-1-4上。楔塊組件由于受到力的作用，會(huì)發(fā)生周 向尺寸上的變化,即楔塊組件的外徑會(huì)發(fā)生改變。此時(shí)凸楔塊1-1-3的外徑將減小,而凹楔 塊1-1-4的外徑將增大。外徑增大的凹楔塊1-1-4將迫使銷脹套1-1-6的直徑發(fā)生變化。 銷脹套的內(nèi)壁受到力的作用時(shí)其外徑會(huì)變大，通過控制變形量與力的關(guān)系，就可通 過控制預(yù)緊螺栓的預(yù)緊力來實(shí)現(xiàn)銷軸1-1-5的張緊,從而實(shí)現(xiàn)銷軸在機(jī)械連 接中起的緊固作用。當(dāng)需要把銷軸1-1-5卸下(即需要將上下接頭分離)時(shí),反方向旋轉(zhuǎn)預(yù) 緊螺栓1-1-1，當(dāng)銷脹套1-1-6內(nèi)部無力的作用時(shí)，其將還原會(huì)原直徑大小，此時(shí)即可將銷 軸1-1-5拔出。
權(quán)利要求
一種用于空間在軌可更換部件的機(jī)電連接快換接頭，其特征在于所述接頭由快換上接頭(1)和快換下接頭(2)構(gòu)成，所述快換上接頭(1)由快換上接頭電氣接口連接板組件(1-5)、快換上接頭連接法蘭盤(1-7)、六個(gè)快換接頭連接銷組件(1-1)和六個(gè)連接銷座(1-2)構(gòu)成；每個(gè)連接銷組件(1-1)包括預(yù)緊螺栓(1-1-1)、一組楔塊組件、銷軸(1-1-5)、銷脹套(1-1-6)、銷定位板(1-1-7)和銷蓋板(1-1-8)，連接銷座(1-2)上設(shè)有第一凹槽，銷軸(1-1-5)的一端設(shè)有與連接銷座(1-2)上的第一凹槽相匹配的凸臺(tái)，銷蓋板(1-1-8)的端面上設(shè)有凸起座，銷蓋板(1-1-8)的凸起座裝在銷定位板(1-1-7)的內(nèi)孔中，銷脹套(1-1-6)的一端裝在銷定位板(1-1-7)的內(nèi)孔中且套在銷蓋板(1-1-8)的凸起座上，銷脹套(1-1-6)的另一端與銷軸(1-1-5)的凸臺(tái)的上端面接觸，銷軸(1-1-5)的軸端裝在銷脹套(1-1-6)內(nèi)，且二者之間設(shè)有一組楔塊組件，每個(gè)楔塊組件由端楔塊(1-1-2)、凸楔塊(1-1-3)和凹楔塊(1-1-4)構(gòu)成，凸楔塊(1-1-3)設(shè)置在端楔塊(1-1-2)和凹楔塊(1-1-4)之間，預(yù)緊螺栓(1-1-1)穿過銷蓋板(1-1-8)的中心孔與銷軸(1-1-5)旋接；每個(gè)電氣接口連接板組件(1-5)由第一安裝板(1-5-1)、彈性鎖緊件(1-5-8)、兩個(gè)上接頭電氣插頭安裝座(1-5-2)和兩個(gè)電氣公接頭(1-5-4)構(gòu)成，每個(gè)上接頭電氣插頭安裝座(1-5-2)固定在安裝板(1-5-1)上，每個(gè)電氣公接頭(1-5-4)通過彈性鎖緊件(1-5-8)固裝在上接頭電氣插頭安裝座(1-5-2)內(nèi)；每個(gè)快換下接頭(2)由快換下接頭電氣接口連接板組件(2-1)、快換下接頭連接法蘭盤(2-5)和三個(gè)連接導(dǎo)引塊(2-2)構(gòu)成，所述電氣接口連接板組件(2-1)由第二安裝板(2-1-1)、兩個(gè)下接頭電氣插頭安裝座(2-1-2)和兩個(gè)電氣母接頭(2-1-3)構(gòu)成，每個(gè)下接頭電氣插頭安裝座(2-1-2)固定在安裝板(2-1-1)上，每個(gè)電氣母接頭(2-1-3)固裝在下接頭電氣插頭安裝座(2-1-2)內(nèi)； 每個(gè)連接銷組件(1-1)固定在快換上接頭連接法蘭盤(1-7)的側(cè)壁上，每個(gè)連接銷座(1-2)固定在快換上接頭連接法蘭盤(1-7)上，銷軸(1-1-5)的凸起裝在連接銷座(1-2)的第一凹槽內(nèi)，第一安裝板(1-5-1)固定在連接法蘭盤(1-7)上；第二安裝板(2-1-1)固定在連接法蘭盤(2-5)上，每個(gè)連接導(dǎo)引塊(2-2)固定在快換下接頭連接法蘭盤(2-5)上；快換上接頭連接法蘭盤(1-7)上設(shè)有與連接導(dǎo)引塊(2-2)形狀相匹配的第二凹槽，快換下接頭連接法蘭盤(2-5)與快換上接頭連接法蘭盤(1-7)連接，每個(gè)連接導(dǎo)引塊(2-2)裝在快換上接頭連接法蘭盤(1-7)的第二凹槽中，每個(gè)電氣接口連接板組件(1-5)與電氣接口連接板組件(2-1)相匹配連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于空間在軌可更換部件的機(jī)電連接快換接頭,其特征在于所 述彈性鎖緊件由導(dǎo)桿螺釘(1-5-5)、螺母(1-5-6)和彈簧(1-5-7)構(gòu)成，導(dǎo)桿螺釘(1-5-5)穿 過上接頭電氣插頭安裝座()的上端面和電氣公接頭(1 5 4)通過螺母(1-5-6 )鎖緊， 彈簧(1 5 7)套在導(dǎo)桿螺釘(1-5-5)上,彈簧(1H)位于電氣公接頭(1-5-4)和上接頭電 氣插頭安裝座(1-5-2)的下端面之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于空間在軌可更換部件的機(jī)電連接快換接頭，其特征在 于三個(gè)連接導(dǎo)引塊(2-2)沿圓周均布設(shè)置或三個(gè)連接導(dǎo)引塊(2-2)中的兩個(gè)相對(duì)三個(gè)連接 導(dǎo)引塊(2-2)中剩余的一個(gè)對(duì)稱設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于空間在軌可更換部件的機(jī)電連接快換接頭,其特征在于 每個(gè)連接銷組件(1-1)還包括防脫落鋼絲(1-1-9)，脫落鋼絲(1-1-9)設(shè)置在銷定位板(1-1-7)和銷蓋板(1-1-8)之間，且防脫落鋼絲(1-1-9)將銷定位板(1-1-7)和銷蓋板(1-1-8)連接在一起。
全文摘要
一種用于空間在軌可更換部件的機(jī)電連接快換接頭，它涉及一種機(jī)電連接快換接頭。本發(fā)明的目的是針對(duì)目前空間環(huán)境下的航天器和空間設(shè)備構(gòu)件連接拆卸困難、出現(xiàn)故障將導(dǎo)致安裝維護(hù)的成本大大增加使功能部件壽命降低的問題。銷軸的凸起裝在連接銷座的第一凹槽內(nèi)，第一安裝板固定在連接法蘭盤上；第二安裝板固定在連接法蘭盤上，每個(gè)連接導(dǎo)引塊固定在快換下接頭連接法蘭盤上；快換下接頭連接法蘭盤與快換上接頭連接法蘭盤連接，每個(gè)連接導(dǎo)引塊裝在快換上接頭連接法蘭盤的第二凹槽中，每個(gè)電氣接口連接板組件與電氣接口連接板組件相匹配連接在一起。本發(fā)明用于連接空間環(huán)境下的航天器或空間設(shè)備。
文檔編號(hào)H01R13/73GK101872918SQ20101020850
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者劉宏, 史士財(cái), 孫敬颋, 陳泓 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)