一种电磁自锁平面连接装置的制作方法

本发明属于空间对接技术领域，具体地说，涉及一种适应于变构型模块连接的平面连接装置和电磁自锁机构。

背景技术：
现有常见的连接装置，一般存在两种问题：第一，如果连接装置承受的负载较大，则需要更换功率较大的驱动器，这样一方面提高了连接装置的成本，另一方面，采用功率较大的驱动器，也会直接增加连接装置占用的体积和重量；第二，多数连接装置完成连接任务之后，驱动器需要时刻保持开机状态以防止连接脱离，能源耗费极大。因此，现有连接装置在连接任务过程中，存在成本高、重量和体积大、能源耗费太多等问题。

技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题是：为了解决现有连接装置在连接任务过程中存在的成本高、重量和体积大、能源耗费太多等问题，本发明提出一种电磁自锁平面连接装置，它可采用较小功率的电磁-弹簧推力器来满足承受较大负载的需求(负载由推力器内部弹簧的弹性力承担，故负载大小由选择的弹簧决定)，不仅能够降低成本，还有效减小连接装置的体积和重量，此外，由于本发明中的连接装置具有自锁功能，所以在连接装置完成连接任务后，驱动器可以断电以节约能源，不用担心断电后连接脱离的问题。本发明的技术方案是：一种电磁自锁平面连接装置，其特征在于，包括两个相同的连接模块；所述连接模块包括基座、抓手4、两个电磁—弹簧推力器9、齿轮10、滑动齿条6和齿条7；基座上开有供抓手4运动的通孔以及用于与另一连接模块的抓手4配合的通孔；两个电磁—弹簧推力器9位于基座上且轴线相互平行，其输出端推杆8连接齿条7，齿条7位于滑动齿条6上，电磁—弹簧推力器9的通电与断电驱动两个推杆8分别带动齿条7进行反向运动；抓手4一端连接有齿轮10；齿条7与齿轮10相互啮合，使得抓手4沿齿轮10所在轴线方向上，在通孔口内进行周向运动，并穿过另一连接单元的通孔同步进行抓紧、张开运动。本发明的进一步技术方案为：抓手4未连接有齿轮10的一端呈镰刀状。本发明的进一步技术方案为：所述通孔为矩形孔。本发明的进一步技术方案为：所述抓手4与齿轮键配合。发明效果本发明的技术效果在于：本发明通过控制机构上电磁-弹簧推力器的通断，能够实现连接爪的轴向运动，当两个机构同时安装在两个载体上时，能够通过两个机构对彼此之间的抓捕实现两个载体的连接。可以辅助实现空间变构型模块间自主的连接与断开。整个机构控制简单，不需要复杂的控制器和执行机构，在断电情况下，仍能通过弹簧的弹力保持连接爪的张力，节省能源。附图说明图1是本发明结构示意图图2是电磁-弹簧推力器结构示意图；图3是抓手结构示意图图4是滑动齿条结构示意图附图标记说明：1—圆盘；2—抓扣接口；3—固定座；4—抓手；5—滑轨固定底座；6—滑动齿条；7—齿条；8—推杆；9—电磁-弹簧推力器；10—齿轮。具体实施方式下面结合具体实施实例，对本发明技术方案进一步说明。如附图1-4示，本发明包括连接平面圆盘1，抓扣接口2，抓手转动固定座3，抓手4，滑轨固定底座5，滑动齿条6，可在滑轨上滑动的齿条7，电磁-弹簧推力器9及推杆8，与齿条配合的齿轮10。其中，四个相同的抓扣接口2均匀分布于连接平面圆盘1圆周，即相邻的抓扣接口彼此相隔角度均为90°。四个相同的抓扣接口2，其中两个处于相对位置(即相隔角度180°)的接口作为抓扣接口，另外两个接口处，则用于安装抓手4。所述抓手4被抓手转动固定座3固定，抓手只有转动自由度。抓手4通过键槽和齿轮10配合安装。齿轮10与安装在滑动齿条6上可滑动的齿条7啮合；齿条由滑轨固定底座5固定。可滑动的齿条7与电磁-弹簧推力器9的推杆8固定连接。两套相同的机械结构，以连接平面圆盘1的圆心为中心对称分布。当给电磁-弹簧推力器9通电时，在内部电磁力吸引的作用下，电磁-弹簧推力器9的推杆8推伸出一定的长度，推动与之固定连接的齿条7在滑动齿条6上滑动一定的距离，此时，与齿条7啮合的齿轮10因而转动。由于齿轮10和抓手4通过键槽配合安装，齿轮10将转动的力矩传递给抓手4，故抓手4跟随齿轮10同步转动。两侧的抓手4同步转动而张开，准备开始完成抓取任务。本发明中的连接装置，当将电磁-弹簧推力器9断电时，电磁力因断电而消失，然而在推力器内部弹簧的恢复力作用下，推杆8自动恢复到收缩的状态，此时两侧的抓手4同步转动而合扣。因此不需要使驱动器保持开机状态，即可保持抓扣的状态；且采用功率较小的驱动器也可满足承受负载较大的需求。本装置包括两个相同的连接模块，为方便描述连接过程，在此分别称为第一连接模块和第二连接模块，即第一连接模块的抓手4，与和第二连接模块的抓扣接口2抓扣连接，相应地，第二连接模块的抓手4，与第一连接模块的抓扣接口2抓扣连接。如图1所示，在初始时刻，两抓手同时处于合扣的状态。当第一连接模块的电磁-弹簧推力器9通电时，在内部电磁力吸引的作用下，电磁-弹簧推力器9的推杆8推伸出一定的长度，推动与之固定连接的齿条7在滑动齿条6上滑动一定的距离，此时，与齿条7啮合的齿轮10因而转动。由于齿轮10和抓手4通过键槽配合安装，齿轮10将转动的力矩传递给抓手4，故抓手4跟随齿轮10同步转动。两侧的抓手4同步转动而张开，准备开始完成抓取任务。在第一连接模块的抓手4与第二连接模块的抓扣接口2连接、第二连接模块的抓手4与第一连接模块的抓扣接口2连接完毕后，将本装置电磁-弹簧推力器9均断电，内部电磁力因断电而消失，然而在推力器内部弹簧的恢复力作用下，推杆8自动收缩，此时两侧的抓手4同步转动而合扣，最终恢复到初始时刻的状态。因此不需要使驱动器保持开机状态，即可保持抓扣的状态；且采用功率较小的驱动器也可满足承受负载较大的需求，并大大地节约了能源。