一种航天器舱门用重复锁紧机构的制作方法

本发明涉及航天器设备技术领域，特别是涉及一种航天器舱门用重复锁紧机构。

背景技术：

航天器又称空间飞行器、太空飞行器，指按照天体力学的规律在太空运行，执行探索、开发、利用太空和天体等特定任务的各类飞行器。

为了使得航天器之间的连接可靠，通常会在航天器对接机构中设计锁紧装置，最早的锁钩式锁紧装置在70年代初期在nasa“阿波罗”飞船的指令舱和登月舱对接机构中得到应用。近年来，我国正积极研究舱门锁紧装置。

在航天器执行飞行任务的过程中，有效载荷舱会出现内外压差不均衡的工况，所以舱门要设置锁紧机构，将关闭状态的舱门锁紧，并提供适当的锁紧载荷，以满足气动压差和热密封的要求。有效载荷舱门的压差有两种状态，当舱体外压大于内压时，舱门由舱壁和舱门大梁支撑，在舱门铰链和舱门锁紧机构的辅助下能保持关闭状态，当舱体内压大于外压时，舱门主要依靠舱门铰链和舱门锁紧机构的预紧力保持闭合状态。舱门锁紧机构在设计时要综合考虑舱门气压载荷、飞行器过载、舱门热密封和其他不确定因素的需要，保证锁紧机构工作载荷处于合理范围内。

国内外对于重复锁紧机构的研究已经日趋成熟，而国内经过近年来国内众多学者的不懈努力，也取得了很多技术上的突破，为进一步研究重复锁紧机构提供了可靠的理论依据，但目前的锁紧机构仍然具有结构复杂、开锁和闭锁动作效率低的缺点，针对于此，本申请提出了解决方案。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种航天器舱门用重复锁紧机构，解决结构复杂、开锁和闭锁动作效率低的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种航天器舱门用重复锁紧机构，其特征在于：包括锁箱、被锁舱和至少一个锁紧组件；所述锁紧组件包括主动杆、从动杆和锁钩；所述锁钩和从动杆同轴转动设置在锁箱内；所述主动杆的两端分别为移动部和连接部；所述从动杆的自由端与主动杆的连接部铰接；所述主动杆的移动部朝着被锁舱直线往复移动设置；所述锁钩的自由端卡接在被锁舱上。

优选地，所述锁箱内具有圆弧轨道；且从动杆与主动杆的铰接部滑动设置在圆弧轨道内，所述主动杆和从动杆分别位于圆弧轨道的两侧；且锁钩和从动杆的转动中心与圆弧轨道的圆心同心设置。

优选地，所述锁箱内固定有轨道座，轨道座呈扇形，所述圆弧轨道开设在轨道座上。

优选地，所述主动杆与从动杆之间的夹角范围为20°～170°。

优选地，所述锁钩的自由端具有钩头，被锁舱上开设有锁孔，钩头穿过锁孔卡在锁孔的孔壁。

优选地，所述主动杆上铰接有第一连杆，所述第一连杆的端部铰接有第二连杆，第二连杆的端部与从动杆铰接。

优选地，所述锁紧装置设置有多个。

优选地，所述锁箱内滑动设置有齿轮轴，齿轮轴沿着轴向滑动设置；齿轮轴的端部与主动杆的移动部固定连接，通过齿轮轴的滑动带动主动杆的移动部动作。

优选地，所述锁箱内转动设置有主动齿轮，主动齿轮与齿轮轴相啮合；所述主动齿轮上传动连接有刹车电机，刹车电机固定在锁箱内。

优选地，所述齿轮轴包括齿轮部、第一端和第二端；齿轮部设置在中部，所述第一端与主动杆固定连接，第二端滑动设置在锁箱的箱体上；且所述齿轮轴上套接有弹簧，所述弹簧的一端与齿轮部固定连接，另一端与靠近第二端的锁箱箱体连接。

本发明的有益效果是：

主动杆的端部朝着远离被锁舱方向移动时，带动从动杆转动，因为从动杆与锁钩同轴转动，从而带动锁钩的自由端朝着内侧转动，从而与被锁舱可靠分离，实现开锁，且锁钩继续转动直至完全进入锁箱，锁钩收纳进锁箱，结构紧凑；当主动杆的端部朝着被锁舱方向移动时，带动从动杆转动，从而带动锁钩的自由端朝着外侧转动，从而伸入被锁舱内直至卡紧，实现关锁，重复上述操作，即可实现重复锁紧操作，结构简单，操作简便，能快速实现开锁和关锁，提高了开锁和闭锁动作的效率；通过连杆机构实现了开锁或关锁，结构简单，制造成本低，且具有足够的可靠性。

附图说明

图1为本发明最佳实施例的结构示意图；

图2为锁紧状态的结构示意图；

图3为开锁状态的结构示意图；

图中：1-锁箱，2-被锁舱，3-主动杆，4-从动杆，5-锁钩，6-圆弧轨道，7-轨道座，8-钩头，9-第一连杆，10-第二连杆，11-齿轮轴，12-主动齿轮，13-刹车电机，14-齿轮部，15-弹簧，16-半月座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2和图3所示，一种航天器舱门用重复锁紧机构，其特征在于：包括锁箱1、被锁舱2和至少一个锁紧组件；所述锁紧组件包括主动杆3、从动杆4和锁钩5；所述锁钩5和从动杆4同轴转动设置在锁箱1内；所述主动杆3的两端分别为移动部和连接部；所述从动杆4的自由端与主动杆3的连接部铰接；所述主动杆3的移动部朝着被锁舱2直线往复移动设置；所述锁钩5的自由端卡接在被锁舱2上。

如图1，主动杆3的端部朝着远离被锁舱2方向移动时，带动从动杆4转动，因为从动杆4与锁钩5同轴转动，从而带动锁钩5的自由端朝着内侧转动，从而与被锁舱2可靠分离，实现开锁，且锁钩5继续转动直至完全进入锁箱1，锁钩5收纳进锁箱1，结构紧凑；当主动杆3的端部朝着被锁舱2方向移动时，带动从动杆4转动，从而带动锁钩5的自由端朝着外侧转动，从而伸入被锁舱2内直至卡紧，实现关锁，重复上述操作，即可实现重复锁紧操作，结构简单，操作简便，能快速实现开锁和关锁；通过连杆机构实现了开锁或关锁，结构简单，制造成本低，且具有足够的可靠性。

所述锁箱1内具有圆弧轨道6；且从动杆4与主动杆3的铰接部滑动设置在圆弧轨道6内，所述主动杆3和从动杆4分别位于圆弧轨道6的两侧；且锁钩5和从动杆4的转动中心与圆弧轨道6的圆心同心设置。圆弧轨道6具有引导作用，提高了结构稳定性，有助于提高锁紧可靠度。

所述锁箱1内固定有轨道座7，轨道座7呈扇形，上述的圆弧轨道6开设在轨道座7上，圆弧轨道6内滑动设置有滑杆，主动杆3的一端和从动杆4的一端均与滑杆转动连接。

所述主动杆3与从动杆4之间的夹角范围为20°～170°。当主动杆3与从动杆4之间的夹角接近180°或0°时，很容易出现自锁，导致不能顺利开锁，为了避免上述问题，必须严格控制主动杆3和从动杆4的夹角，避免出现自锁，可通过控制蜗杆的行程来实现，或限制上述的圆弧轨道6的弧度，在本实施中，圆弧轨道6的弧度为120°。

锁钩5的自由端具有钩头8，被锁舱2上开设有锁孔，锁孔呈方形或圆形，钩头8穿过锁孔卡在锁孔的孔壁。且锁紧组件设置多个，在本实施中，锁孔为方孔，锁紧组件设置有四个，沿着锁孔的周围均匀设置。

为了提高主动杆3和从动杆4的连接强度，主动杆3上铰接有第一连杆9，所述第一连杆9的端部铰接有第二连杆10，第二连杆10的端部与从动杆4铰接。在本实施例中，第一连杆9铰接在主动杆3的端部，且第二连杆10铰接在从动杆4的中部。

所述锁箱1内滑动设置有齿轮轴11，齿轮轴11沿着轴向滑动设置；齿轮轴11的端部与主动杆3的移动部固定连接，通过齿轮轴11的滑动带动主动杆3的移动部动作。齿轮轴11的连接通过两个轴承座滑动设置在锁箱1内。

所述锁箱1内转动设置有主动齿轮12，主动齿轮12与齿轮轴11相啮合，且主动齿轮12上传动连接有刹车电机13，刹车电机13固定在锁箱1内。刹车电机13为现有技术，在刹车电机13的尾部有一个电磁抱刹，刹车电机13通电时它也通电吸合，这时它对刹车电机13不制动，当刹车电机13断电时它也断电，抱刹在弹簧15的作用下刹住电机。

在本实施例中，刹车电机13启动后，刹车电机13带动主动齿轮12正转，主动齿轮12与齿轮轴11相啮合，其啮合结构等同于齿轮与齿条之间的啮合结构，带动齿轮轴11做直线运动，带动锁钩5向外侧转动；然后刹车电机13关闭后，电磁抱刹抱紧，使得主动齿轮12不会转动，卡紧齿轮轴11，从而固定主动杆3，阻止锁钩5转动，实现锁紧，如图2。当需要开锁时，刹车电机13启动，刹车电机13带动主动齿轮12反转，带动齿轮轴11向反方向移动，转动主动杆3，从而带动锁钩5向内侧转动，实现开锁，如图3；然后刹车电机13关闭，电磁抱刹抱紧，使得主动齿轮12不会转动，卡紧齿轮轴11，从而固定主动杆3，阻止锁钩5转动，保持锁钩5处于收拢状态。通过主动齿轮12与齿轮轴11的啮合力来实现机械锁紧，锁紧牢靠，可靠性高。

所述齿轮轴11包括齿轮部14、第一端和第二端；齿轮部14设置在中部，所述第一端与主动杆3固定连接，第二端滑动设置在锁箱1的箱体上，为了限定齿轮轴11，在锁箱1内固定半月座16，齿轮轴11滑动设置在半月座16内；且所述齿轮轴11上套接有弹簧15，所述弹簧15的一端与齿轮部14固定连接，另一端与靠近第二端的锁箱1箱体连接。锁紧状态时，弹簧15处于拉伸状态，开锁状态时，弹簧15处于压缩状态，弹簧15起到预紧作用，使得主动齿轮12与齿轮轴11贴紧，避免出现间隙而产生振动，提高精度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在本发明的精神和原则内可以有各种更改和变化，这些等同的变型或替换等，均包含在本发明的保护范围之内。