一种防误判带信号反馈的柔性对接杆的制作方法

文档序号:9282559阅读:501来源:国知局
一种防误判带信号反馈的柔性对接杆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种柔性对接杆,具体指一种应用在对接机构中的防误判带信号反馈柔性对接杆。
【背景技术】
[0002]随着空间技术的提高和应用需求的扩展,由于运载能力的限制,大型空间设施无法一次发射升空,因此对航天器进行在轨组装与对接的需求越来越急迫。利用对接机构,可以在空间装配大型空间设施、进行复杂空间作业。对接机构能够在航天器间建立机械、电气及其他功能连接,具有多次重复捕获、连接和分离功能,并能满足连接后强度、刚度和密封性等要求。
[0003]对接机构通常由两部分组成,称为主动部分和被动部分,分别安装在两个航天器上,主动部分机构较为复杂,被动部分机构相对简单。
[0004]当两航天器相对关系满足对接初始条件,且对接机构收到捕获指令时,对接机构主动部分向被动部分伸出,然后将其校正、刚化、锁紧,并反馈锁定信号。锁定后两航天器之间的相对位姿关系唯一确定,且满足连接强度、刚度要求。两航天器实现机械连接后,二者之间电路、液路和气路自动接通。
[0005]由于航天器在轨处于浮动状态,两航天器间有相对姿态和位置偏差,对接机构的作用在于克服这一偏差并建立机械连接。实际上,对接捕获过程中往往伴随两航天器的“硬”撞击,这种“硬”撞击不利于捕获的实施。所以,为了完成可靠重复的对接操作,对接机构的关键任务是在一定的位姿容差条件下实现“软”捕获。早期捕获过程中,通常采用硬撞击捕获,辅以弹簧阻尼机构降低撞击的影响,系统较为复杂,且效果不理想。
[0006]此外,由于被动部分通产为无源的,需要将信号反馈装置布局在对接机构主动部分,给主动部的锁定信号反馈装置的设计提出了较高要求,尤其是当主动部分的对接装置为杆类时,由于布局空间有限,所以信号反馈装置的设计难度极大。现有信号反馈装置通常采用触点开关、到位开关、接近开关等信号反馈装置,这些信号反馈装置在杆类对接机构中极易产生误判。

【发明内容】

[0007]本发明的技术解决问题为:克服现有技术的不足,针对空间小型对接机构的对接杆和信号反馈装置设计中存在的问题,提出了一种防误判带信号反馈的柔性对接杆。
[0008]本发明采用的技术方案为:
[0009]一种防误判带信号反馈的柔性对接杆,包括:外杆、内杆、霍尔接近开关、球头、电磁铁开关、安装架、第一转接头和第二转接头;电磁铁开关包括电磁铁外壳和位于电磁铁外壳内部的电磁铁推杆;
[0010]外杆包括第一刚性段、第一柔性段、限位段、第二柔性段、第二刚性段和第三刚性段;第一刚性段、第一柔性段、限位段、第二柔性段、第二刚性段和第三刚性段之间依次固定连接为一体;
[0011]外杆和内杆组成圆管嵌套结构,内杆位于外杆内部,外杆的一端通过转接头与安装架连接在一起,电磁铁外壳固定连接在安装架上,其内部的电磁铁推杆与内杆的一端固连;内杆的另一端通过第二转接头与霍尔接近开关固定连接在一起,霍尔接近开关的另一端装有球头,球头位于外杆的外部;
[0012]电磁铁推杆、内杆、第二转接头、霍尔接近开关、和球头形成的整体相对于外杆轴向滑动,第二转接头上有滑块,与第三刚性段内部的滑槽相配合,用于限位。
[0013]所述第一柔性段和第二柔性段均为带钢丝网的波纹管。
[0014]所述第一刚性段、限位段、第二刚性段和第三刚性段均为刚性管状结构。
[0015]所述内杆为中空结构的半刚性杆,材料为聚四氟乙烯。
[0016]所述内杆内部安装霍尔接近开关的信号线。
[0017]第一柔性段、限位段和第二柔性段的总长度为外杆总长度的1/2?2/3。
[0018]本发明与现有技术相比带来的有益效果为:
[0019]1.本发明提出了一种用于对接机构的柔性对接杆,对接时柔性杆可以在对接机构被动部分导向锥的辅助作用下发生适当的柔性变形,能更好的适应对接过程,降低了对接过程中两航天器位姿偏差对对接过程的影响。
[0020]2.本发明提出了一种用于对接机构的柔性对接杆,对接杆为杆套杆结构,锁定前外杆和内杆都能发生适当变形以降低位姿偏差的影响,解锁时内杆能够与外杆沿轴线发生相对运动,即内杆能够沿轴线伸出,解除锁定状态,结构简单可靠。
[0021]3.本发明提出了一种防误判带信号反馈的柔性对接杆,在柔性杆的顶端设置了霍尔接近开关,对接过程中霍尔接近开关碰触到被动部分的除磁缸以外部位都不会发生信号反馈,只有在对接入位后,霍尔接近开关与被动部分磁缸的相对距离小于1mm时才会有反馈信号,通过内杆内部的信号线传出,防止了锁定的误判,且保证被动端无源。
【附图说明】
[0022]图1是本发明柔性对接杆三维结构示意图;
[0023]图2是本发明柔性对接杆三维结构剖视图;
[0024]图3是本发明柔性对接杆内杆伸出剖视图;
[0025]图4是本发明使用过程示意图;
【具体实施方式】
[0026]本发明提出一种带信号反馈的航天器柔性对接杆,一方面实现了柔性捕获,对接杆在捕获过程中可以产生一定的形变,降低了两航天器位姿容差的要求,增大了成功对接的几率;另一方面解决了在主动部分安装信号反馈装置易产生误判的难题。
[0027]本发明公开了一种防误判带信号反馈的柔性对接杆,如图1和图2所示,包括:夕卜杆1、内杆2、霍尔接近开关3、球头4、电磁铁开关5、安装架6、第一转接头7和第二转接头8 ;电磁铁开关5包括电磁铁外壳501和位于电磁铁外壳501内部的电磁铁推杆502 ;
[0028]外杆I包括第一刚性段101、第一柔性段102、限位段103、第二柔性段104、第二刚性段105和第三刚性段106 ;第一刚性段101、第一柔性段102、限位段103、第二柔性段104、第二刚性段105和第三刚性段106之间依次固定连接为一体,中间可以通过焊接方式连接。
[0029]所述第一柔性段102和第二柔性段104均为带钢丝网的波纹管,这种结构具有一定的柔性,在轴线方向上靠钢丝网承受拉力。第一刚性段101、限位段103、第二刚性段105和第三刚性段106均为刚性管状结构。第一柔性段102、限位段103和第二柔性段104的总长度为外杆I总长度的1/2?2/3,经过大量试验、仿真的验证,证明这样的长度比可以使得本发明柔性对接杆在空间交会对接过程中发挥最优效果,既不会变形太大,也不会弹性变形不足。
[0030]所述内杆2为中空结构的半刚性杆,可以发生适当的柔性变形,材料为聚四氟乙烯。内杆2内部安装霍尔接近开关3的信号线。对接过程中霍尔接近开关碰3触到对接被动部分的除磁缸以外
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