本发明涉及空间技术对接领域，特别是涉及一种航天器电磁十字回旋对接锁紧装置。
背景技术：
在航天领域中，空间航天器的运行，需要空间对接技术作为后勤保障。空间对接可以对深空探测提供技术支持，同时组建大型航天飞行器，如空间站等，为空间开发实验搭载实验平台。空间对接一般过程由空间交会捕捉、接触缓冲、位置校正和刚性锁紧组成，在必要场合，刚性连接需要定期接锁完成航天器分离工作。然而，在空间上将两个航天器连接成一个刚性连接体，并保证连接强度和可靠性，同时连接系统还可以多次使用，技术上是非常困难的。虽然目前国内外有许多对接机构设计，但普遍以爪形，杆锥形居多，结构承载力较低，难以用在重型航天器的对接中。
技术实现要素：
基于上述背景，本发明设计的一种航天器电磁十字回旋对接锁紧装置，采用十字承载面提高对接强度。具体包括被动对接系统，对接锁紧系统和主动对接系统。
如图1所示。
被动对接系统由对接母盘1、电磁模块14、弹簧分离推杆15组成；
对接锁紧系统由十字块2、十字块连接装置3、对接子杆4、传动齿轮6、传动齿轮13、丝杠7、连杆锁紧装置8、滑块11、驱动装置12组成；
主动对接系统由滚动轴承5、杆套基座10、杆套9组成；
这些零部件共同构成了整套对接锁紧装置。
本发明的有益效果是：
1、可以利用十字块表面特点进行大面积承载实现重载对接。
2、可通过连杆锁紧装置对装置进行锁紧，形成刚性连接。
3、可通过弹簧分离推杆进行航天器分离工作。
4、可实现空中位置对接姿态校正。
附图说明
图1是航天器电磁十字回旋对接锁紧装置的示意图；
图中1为对接母盘，2为十字块，3为十字块连接装置，4为对接子杆，5为滚动轴承，6为传动齿轮，13为传动齿轮，7为丝杠，8为连杆锁紧装置，9为杆套，10为杆套基座，11为滑块，12为驱动装置，13为传动齿轮，14为电磁模块，15为弹簧分离推杆。
图2是航天器电磁十字回旋对接锁紧装置的外部连接示意图；
图中1为被动航天器连接接口，2为对接母盘，3为十字块，4为对接子杆，5为上杆套，6为主动航天器连接接口，7为主动航天器连接盘，8为杆套连接装置，9为下杆套，10为被动航天器连接盘。
图3是连接状态下锁紧装置的示意图；
图中1为对接母盘，2为十字块，3为滑块，4为连杆锁死机构，5为保险装置。
图4是连接状态下的十字块示意图；
图中1为对接母盘，2为十字块。
图5是锁紧状态下的装置示意图；
图中1为对接母盘，2为电磁模块，3为弹簧分离推杆，4为杆套。
图6是对接子杆的示意图；
图中1为十字块安装盘，2为轴承安装段，3为齿轮安装段，4为丝杠，5为螺纹连接。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1所示，此为一种航天器电磁十字回旋对接锁紧装置的示意图。弹簧分离推杆(15)处于预压缩状态，可以在对接过程中提供接触缓冲效果。驱动装置(12)安装在杆套(9)的杆套基座(10)上，驱动装置输出动力通过一对传动齿轮(13)和(6)传递到对接子杆(4)。十字块(2)通过十字块连接装置(3)与对接子杆(4)相连，二者保持同轴心的同步转动。对接子杆(4)上的丝杠(7)可以把旋转运动装化成滑块(11)的直线运动。滑块(11)的移动触发连杆锁紧装置(8)进行锁紧，行成刚性连接。对接子杆(4)和杆套(9)通过滚动轴承(5)进行连接装配。整体上，对接母盘(1)和杆套(9)保持外径一致，电磁模块(14)只在对接连接时刻励磁使得杆套(9)与对接母盘(4)紧密吸附，其余时刻不工作。
如图2所示，此为一种航天器电磁十字回旋对接锁紧装置的外部连接示意图。对接母盘(2)上的被动航天器连接盘(10)上预留的被动航天器连接接口(1)可以用来连接被动航天器。上杆套(5)和下杆套(9)上的主动航天器连接盘(7)上预留的主动航天器连接接口(6)可以用来连接主动航天器。上杆套(5)和下杆套(9)通过杆套连接装置(8)进行连接，对接子杆(4)安装时外伸出与十字块(3)相连。对接母盘(2)十字槽处为大坡口结构，便于对接时导向和位置校正。
如图3所示，此为连接状态下锁紧装置的示意图。十字块(2)在对接母盘(1)中进行45度旋转锁定。同时滑块(3)运动到极限位置，使得连杆锁死机构(4)进入死点位置，达到锁紧效果。为保证连杆锁死机构(4)的死点位置不被轻易越过，设置保险装置(5)进行进一步的安全锁定。锁紧状态下，十字块(2)和对接母盘(1)接触面贴合，可以承受较大的外载。滑块(3)的锁紧过程行程在设计过程中需要保证滑块(3)到达极限位置时，十字块(2)完成了45度旋转，同时连杆锁死机构(4)和保险装置(5)均到达死点位置。接锁过程为锁紧过程的逆操作，保险装置(5)退出锁定状态，同时，连杆锁死机构(4)退出死点位置，再次，十字块进行反向45度旋转，到达接锁位置，顺利退出对接母盘(1)。
如图4所示，此为连接状态下的十字块示意图。十字块(2)在对接母盘(1)中位置夹角成45度，由对接母盘(1)上限位块进行位置限制。
如图5所示，此为锁紧状态下的装置示意图。对接过程中，主动航天器向被动航天器靠近。到达基本对接位置时，电磁模块(2)通电励磁，使得对接母盘(1)与杆套(4)吸附贴合，此时，十字块与对接母盘(1)中间会存在合理间距，保证十字块旋转时不与对接母盘(1)发生摩擦。驱动装置提供动力输出，完成前面介绍的系列对接动作，包括十字块旋转、连杆锁死机构锁定以及保险装置锁定。待所有锁定动作完成，电磁模块断电，弹簧分离推杆(3)提供弹力推出杆套(4)，十字块与对接母盘(1)承载面贴合，完成全部对接工作。航天器分离时需要进行装置解锁，电磁模块(2)通电，继而完成接锁动作，待分离完成，电磁模块(2)断电。
如图6所示，此为对接子杆的示意图。十字块安装盘(1)用来安装十字块。轴承安装段(2)用来安装滚动轴承。齿轮安装段(3)用来安装传动齿轮。丝杠(4)用来将旋转运动转换成直线运动。螺纹连接(5)用以连接末端螺母。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理和精神的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。