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
[0031]外杆I和内杆2组成圆管嵌套结构，内杆2位于外杆I内部，外杆I的一端通过转接头7与安装架6连接在一起，电磁铁外壳501固定连接在安装架6上，其内部的电磁铁推杆502与内杆2的一端固连；内杆2的另一端通过第二转接头8与霍尔接近开关3固定连接在一起，霍尔接近开关3的另一端装有球头4，球头4位于外杆I的外部；
[0032]所述的外杆I和内杆2组合体具有一定的柔性，能够绕轴线发生适当的变形。对接过程中柔性杆在导向锥的辅助作用下发生适当变形以适应位姿偏差，确保柔性杆顶端的球头4能够被重复锁锁定。
[0033]所述的内杆2能够与外杆I沿轴线能够发生相对运动，即内杆能够沿轴线伸出，如图3所示，靠电磁铁开关5提供推出的动力。
[0034]电磁铁推杆502、内杆2、第二转接头8、霍尔接近开关3、和球头4形成的整体相对于外杆I轴向滑动，第二转接头8上有滑块，与第三刚性段106内部的滑槽相配合，用于限位。
[0035]所述的霍尔接近开关3是根据霍尔效应原理制成的开关器件，以永磁体或导磁体作为触发媒介的无触点开关，通过霍尔效应元件接受磁力线的信号，经放大、整形后控制输出状态的通断。
[0036]下面结合图4说明一种防误判带信号反馈的柔性对接杆在使用时的实施过程。本发明所述的一种带信号反馈的航天器柔性对接杆安装在对接机构的主动部分，对接机构的被动部分由对接锥9和重复锁机构10组成，对接锥9的功能是接受柔性对接杆对接过程中的入位和姿态矫正，通过柔性对接杆自身的变形实现，重复锁机构10是一种被动机构，当柔性杆头部的球头伸入进来之后，具有锁定和解锁两种功能，其锁定与解锁功能的实现都是通过对接机构主动部分的触发来实现的，即由本发明中柔性对接杆触发。
[0037]在对接过程中，柔性对接杆向被动部分伸出，球头4进入对接锥9，由于主动部分与被动部分的位姿偏差，柔性杆的轴线与对接锥9的轴线不可能完全重合，此时柔性杆可以发生适当的弯曲变形，确保球头4进入对接锥9的后部，触发重复锁机构10抱住球头4，实现主动部分与被动部分的锁定。锁定后，霍尔接近开关3与被动部分重复锁的磁缸的相对距离小于10mm，锁定信号通过霍尔接近开关3反馈回对接机构主动部分。霍尔接近开关3与被动部分重复锁的磁缸的相对距离是通过主动部分与被动部分的结构设计实现的，可以有效防止主动部分与被动部分锁定后的误判，确保霍尔接近开关3反馈的信号为正确的锁定信号。
[0038]当需要解锁时，本发明所述的柔性杆内杆2相对外杆I产生轴向相对位移，由电磁铁推杆502推动内杆2伸出，如图3所示，再次触发重复锁机构10，解除对球头4的锁定状
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[0039]本发明的一个突出优点是实现了对接机构被动部分的无源设计，将解锁和锁定的触发功能设计在主动部分，本专利中体现在一种带信号反馈的航天器柔性对接杆为新型的杆套杆结果，内杆2和外杆I能够同时向外伸出，且能绕杆的轴线发生弯曲变形以适应主动部分与被动部分的位姿偏差，实现主动部分触发锁定，其次是内杆2能够相对外杆I运动，实现主动部分触发解锁，该设计降低了被动部分的设计难度，且保证了被动部分无电能或其他能源的零功耗需求。
【主权项】
1.一种防误判带信号反馈的柔性对接杆，其特征在于包括:外杆(I)、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⑶；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)； 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； 外杆⑴和内杆⑵组成圆管嵌套结构，内杆⑵位于外杆⑴内部，外杆⑴的一端通过转接头(7)与安装架(6)连接在一起，电磁铁外壳(501)固定连接在安装架(6)上，其内部的电磁铁推杆(502)与内杆(2)的一端固连；内杆(2)的另一端通过第二转接头(8)与霍尔接近开关(3)固定连接在一起，霍尔接近开关(3)的另一端装有球头(4)，球头(4)位于外杆(I)的外部； 电磁铁推杆(502)、内杆(2)、第二转接头(8)、霍尔接近开关(3)、和球头(4)形成的整体相对于外杆(I)轴向滑动，第二转接头(8)上有滑块，与第三刚性段(106)内部的滑槽相配合，用于限位。2.根据权利要求1中所述的一种防误判带信号反馈的柔性对接杆，其特征在于: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。3.根据权利要求1中所述的一种防误判带信号反馈的柔性对接杆，其特征在于:所述第一刚性段(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。4.根据权利要求1中所述的一种防误判带信号反馈的柔性对接杆，其特征在于:所述内杆(2)为中空结构的半刚性杆，材料为聚四氟乙烯。5.根据权利要求1所述的一种防误判带信号反馈的柔性对接杆，其特征在于:所述内杆(2)内部安装霍尔接近开关(3)的信号线。6.根据权利要求1所述的一种防误判带信号反馈的柔性对接杆，其特征在于:第一柔性段(102)、限位段(103)和第二柔性段(104)的总长度为外杆⑴总长度的1/2?2/3。
【专利摘要】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、安装架和转接头。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。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。在柔性杆的顶端设置了霍尔接近开关，对接过程中只有在对接入位后，霍尔接近开关与被动部分磁缸的相对距离小于10mm时才会有反馈信号，防止了锁定的误判，且保证被动端无源。
【IPC分类】B64G1/64
【公开号】CN105000200
【申请号】CN201510441609
【发明人】王文龙, 满剑锋, 杨建中, 庄原, 齐跃, 朱汪, 李志 , 黄剑斌
【申请人】北京空间飞行器总体设计部
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月24日