本发明涉及一种三爪式空间对接机构，属于空间对接技术研究领域。
背景技术：
空间对接机构是在轨航天器对接的关键装备，其对接机构构型合理性是对接领域的核心部分，也是实现太空对接任务顺利完成的重要保证，设计三爪式空间对接机构为空间交会对接技术进一步发展做了巨大贡献，也促进我国空间对接技术走向世界发展技术的前沿。
技术实现要素：
针对空间对接技术现状，本发明提供了一种三爪式空间对接机构，该机构能够在对接过程中实现捕获、姿态矫正、拉近对接、解锁分离五个阶段。
本发明所采用的技术方案是：一种三爪式空间对接机构，包括主动对接机构和被动对接件，主动对接机构包括顶盖、支架、电机支架、双旋向螺杆、上螺纹盘、下螺纹盘、锁爪底盘、主动齿轮、从动齿轮、底板、锁爪、电机、电机支座、粗螺纹杆、细螺纹杆以及支撑杆，被动对接件含有v型导向槽面；联接方式：电机通过螺钉与电机支座紧固连接，电机支座通过螺杆固定在电机支架支板上，电机支架与底板通过m16螺栓紧固连接；电机轴与主动齿轮通过平键连接，从动齿轮在底板中心处与主动齿轮啮合，双旋向螺杆上部与上螺纹盘右旋螺纹连接，双旋向螺杆下部与下螺纹盘左旋螺纹连接，锁爪底盘穿过双旋向螺杆在下螺纹盘下部，依靠粗螺纹杆固定，细螺纹杆通过锁爪底盘与底板螺纹连接，双旋向螺杆一端与从动齿轮通过平键连接，支撑杆穿过上螺纹盘、下螺纹盘及锁爪底盘插入底板中，主动对接机构上方顶盖与支架、电机支架通过m12螺栓紧固连接，支撑杆与双旋向螺杆同时与顶盖连接，锁爪下部与锁爪底盘通过销连接利用卡簧锁紧，m8螺栓穿过上螺纹盘外孔和锁爪上部空心滑道，并可在滑道内移动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明对接范围较大，对接可靠性高，检测控制方便，有效地延长航天器在轨寿命，提高工作性能，降低任务综合成本；本发明通过交会对接，为长期运行的载人空间站提供物资补给，通过对接机构与空间站的交会对接，可完成对空间站的设备维修、部件更换、燃料加注，以及应急救援等任务；本发明采用的步进电机可正反转，而且双旋向螺杆带动上、下螺纹盘运动，实现锁爪的张开与闭合，工作平稳可靠。
附图说明
附图1：对接机构初始状态示意图
附图2：对接机构锁爪张开最大角度示意图
附图3：对接机构最终对接示意图
附图4：对接执行机构示意图
附图5：对接机构锁爪示意图
附图中1-被动对接件、2-顶盖、3-锁爪、4-上螺纹盘、5-电机、6-下螺纹盘、7-双旋向螺杆、8-主动齿轮、9-从动齿轮、10-支架、11-电机支架、12-锁爪底盘、13-底板、14-电机支座、15-粗螺纹杆、16-细螺纹杆、17-支撑杆、c-上螺纹盘外孔、e-锁爪滑道、f-v型导向槽面。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明零部件及其相互关系进行说明:
本发明是一种三爪式空间对接机构，包括主动对接机构和被动对接件（1），主动对接机构包括顶盖（2）、支架（10）、电机支架（11）、双旋向螺杆（7）、上螺纹盘（4）、下螺纹盘（6）、锁爪底盘（12）、主动齿轮（8）、从动齿轮（9）、底板（13）、锁爪（3）、电机（5）、电机支座（14）、粗螺纹杆（15）、细螺纹杆（16）以及支撑杆（17），被动对接件（1）含有v型导向槽面f；联接方式：电机（5）通过螺钉与电机支座（14）紧固连接，电机支座（14）通过螺杆固定在电机支架（11）支板上，电机支架（11）支板与底板（13）通过m16螺栓紧固连接；电机轴与主动齿轮（8）通过平键连接，从动齿轮（9）在底板（13）中心处与主动齿轮（8）啮合，双旋向螺杆（7）上部与上螺纹盘（4）右旋螺纹连接，双旋向螺杆（7）下部与下螺纹盘（6）左旋螺纹连接，锁爪底盘（12）穿过双旋向螺杆（7）在下螺纹盘（6）下部，依靠粗螺纹杆（15）固定，细螺纹杆（16）通过锁爪底盘（12）与底板（13）螺纹连接，双旋向螺杆（7）一端与从动齿轮（9）通过平键连接，支撑杆（17）穿过上螺纹盘（4）、下螺纹盘（6）及锁爪底盘（12）插入底板（13）中，所述主动对接机构上方顶盖（2）与支架（10）、电机支架（11）通过m12螺栓紧固连接，支撑杆(17)与双旋向螺杆(7)同时与顶盖(2)连接，锁爪(3)下部与锁爪底盘(12)通过销连接利用卡簧锁紧，m8螺栓穿过上螺纹盘外孔c和锁爪上部空心滑道e，并可在滑道e内移动。
工作原理：当电机（5）正转时，电机轴带动主动齿轮（8）旋转，通过主动齿轮（8）和从动齿轮（9）组成的齿轮传动装置驱动双旋向螺杆（7）旋转，此时与双旋向螺杆（7）左旋螺纹连接的下螺纹盘（6）向上移动，下螺纹盘（6）向上移动时其上的粗螺纹杆（15）顶端带动锁爪底盘（12）再向上移动，同时双旋向螺杆（7）右旋螺纹连接的上螺纹盘（4）向下移动，上螺纹盘（4）向下移动时其上的m8螺栓在锁爪的空心滑道e处向下移动从而使锁爪（3）张开，当m8螺栓移动到锁爪滑道e最底端时，锁爪（3）张开的角度最大；当电机（5）反转时，电机轴带动主动齿轮（8）旋转，从而带动从动齿轮（9）和双旋向螺杆（7）旋转，此时与双旋向螺杆（7）左旋螺纹连接的下螺纹盘（6）向下移动，移动的下螺纹盘（6）接触到锁爪底盘（12）将带动锁爪底盘（12）一起移动到初始位置，与双旋向螺杆（7）右旋螺纹连接的上螺纹盘（4）向上移动，上螺纹盘（4）向上移动时其上的m8螺栓在锁爪（3）的空心滑道e处向上移动从而使锁爪（3）闭合，向下移动的锁爪底盘（12）带动锁爪（3）向下移动，从而使锁爪（3）卡在被动对接机构的v型导向槽面f上，当锁爪底盘（12）移动到初始位置时最终实现对接过程。