本发明属于空间应用技术领域，特别涉及一种用于空间绳网捕获系统的收口装置。
背景技术
空间绳网是近些年提出的一种新型空间操控概念，与传统的机械手抓捕方式相比，绳网捕获方式具有捕获适应范围大、捕获距离远、对载体航天器影响小、安全性高、消耗能量少等优点。
在实际使用过程中为防止收口装置发生自转，通常采用两个电机反向转动共同作用，但现有技术中该方法的实现主要是通过电路设计，精确控制电机的转向和转速，因而增加了电路的复杂程度，一定程度上增加了故障的风险；并且，由于两个电机彼此独立，当其中一个发生故障，则其中一个绕线装置停止工作，又容易出现收口装置发生自转的问题。
技术实现要素：
本发明提供一种空间绳网收口装置，以解决现有技术中因增加了电路的复杂程度，一定程度上增加了故障的风险、当其中一个发生故障，其中一个绕线装置停止工作，容易出现收口装置发生自转的问题。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
一种空间绳网收口装置，包括收线单元、供电控制单元以及结构壳体；所述收线单元包括：
第一电机，所述第一电机包括第一输出轴，在所述第一输出轴上设置有第一绕线轮、第一传动齿轮以及第一棘轮机构；
第二电机，所述第二电机包括第二输出轴，在所述第二输出轴上设置有第二绕线轮、第二传动齿轮以及第二棘轮机构，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮位置相匹配，且传动连接，即所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮可互相提供转动动力；
所述供电控制单元包括电源以及控制电路板，所述电源为所述第一电机与所述第二电机提供电能，所述控制电路板用于控制所述电源与电机的工作状态；
所述结构壳体设置在所述收线单元以及所述供电控制单元的外部，所述绕线轮对应的壳体处设置有一用于绳索通过的出线口。
在一些具体实施例中，所述第一电机与所述第二电机轴向并联设置，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮啮合传动连接。
在一些具体实施例中，所述第一电机与所述第二电机轴向串联设置，所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮啮合之间通过一惰轮进行传动连接。
在一些具体实施例中，所述第一绕线轮与所述第二绕线轮转速相同时，收线速度相同。
在一些具体实施例中，所述第一绕线轮与所述第二绕线轮、所述第一电机与所述第二电机、所述第一传动齿轮与所述第二传动齿轮的规格相同。
在一些具体实施例中，所述控制电路板还包括一电连接器，所述电连接器分别与所述电源和航天器连接，用于实现控制电路板、电源与航天器之间通讯功能。一般采用航空插头或宇航插头即可。
在一些具体实施例中，所述的电源采用锂电池、化学电池或超级电容器，为控制电路板和电机提供电能。
在一些具体实施例中，所选电机包括但不限于有刷直流电机、无刷直流电机或超声波电机。
在一些具体实施例中，所述第一电机与所述第二电机为双输出轴，绕线轮、传动齿轮以及棘轮机构设置在所述双输出轴的两端。
在一些具体实施例中，所述第一电机与所述第二电机为单输出轴，绕线轮、传动齿轮以及棘轮机构设置在所述单输出轴的上。
通过采用上述技术方案，使其与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本装置包括两个电机分别连接的两组绕线轮，两组电机的转向相反，避免收口装置发生自转；且电机上的第二传动齿轮与第一传动齿轮位置相匹配，通过直接啮合或传动齿轮进行传动连接，使得第二传动齿轮与第一传动齿轮可互相提供转动动力，即使其中一个电机发生断电等故障，仍可由另一个电机充当动力源，通过啮合的齿轮或传动齿轮带动故障电机转动，保证两组绕线轮同时反向转动，防止收口装置发生自转。
(2)本方案两组电机通过齿轮连接保持转动速度和方向，有效节省电路板的复杂程度，避免过于精密复杂导致设备容易产生的故障问题。
(3)本方案设计灵活，可充分考虑所使用的环境状况调整收口装置的结构，电机采用单传动轴或双传动轴，电机的位置既可以采用轴向平行并联方式分布，也可采用轴向串联的方式分布，结构简单灵活，充分适配多种航天器的结构情况。
附图说明
图1是本发明一可选实施例中收口装置结构示意图；
图2是本发明一可选实施例中电机串联布置的收线单元结构示意图；
标号说明
100－收线单元、101－电机、102－绕线轮、103－齿轮、104－棘轮、105－收口绳、106‐带齿轮的绕线轮、107‐惰轮；
200－供电控制单元、201－电源、202－控制电路板、203‐接插件；
300－结构壳体、301－机械连接接口。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
实施例1
请参阅图1，一种空间绳网收口装置，包括收线单元、供电控制单元以及结构壳体，其中，收线单元包括第一电机和第二电机，第一电机包括第一输出轴，在第一输出轴上设置有第一绕线轮、第一传动齿轮以及第一棘轮机构；第二电机包括第二输出轴，在第二输出轴上设置有第二绕线轮、第二传动齿轮以及第二棘轮机构，第二传动齿轮与第一传动齿轮位置相匹配；第一电机与第二电机轴向并联固定设置，第二传动齿轮与第一传动齿轮都在传动轴的同一端侧，两传动齿轮啮合传动连接，当第一电机与第二电机转动时，两组电机可通过传动齿轮互相提供转动动力。
所述的供电控制单元包括电源以及控制电路板，所述为所述第一电机与所述第二电机提供电能，所述控制电路板用于控制所述电源与电机的工作状态。
所述结构壳体设置在所述收线单元以及所述供电控制单元的外部，所述绕线轮对应的壳体处设置有一用于绳索通过的出线口。
具体地，两个收线单元100并置排列，具有完全相同结构与规格，转动部分惯量相同；所述俩个个收线单元100的齿轮103相互啮合，可相互反向、同速转动。在收线时，两个电机101的转动方向(以电机101本体为参考)相反，即一个电机正转，另一个电机反向转动。因此，在转动过程中，2个收线单元100的转动部分产生的反向力矩方向相反，大小相等，根据动量守恒定律，整个收口装置不会发生自旋。
所述的棘轮104可以有效锁定电机101输出轴，进而锁定绕线轮102，使绕线轮102只朝一个方向收拢收口绳105，而不能反向转动，该棘轮104属于机械中常见形式，在此不再赘述。
所述的收口绳105通过结构壳体300上出线孔与绕线轮102相连，在结构壳体300上设置了2个对称出线口。
进一步，在满足使用要求的前提下，所选的电机101包括但不限于有刷直流电机、无刷直流电机和超声波电机等。
可选的，所述的收线单元100也可以采用电机与减速器组合方式，来达到预定的转矩和转速要求。
可选的，收线单元100的电机101可采用单输出轴，相应的棘轮104、齿轮103与绕线轮102均布置在同一侧，并与电机101输出轴端进行同轴相连。
所述的供电控制单元200用于实现电机101供电和运动控制。其中，所述的电源201采用锂电池、化学电池或超级电容器等，可为控制电路板202和电机101提供电能；所述的控制电路板202是实现电机101定时运动控制的部件，即在合适的时刻发出指令控制电机运动，同时接收航天器的控制指令或信号；电连接器203用于实现控制电路板202、电源201与航天器之间通讯、供电等用途，一般采用航空插头或宇航插头即可。供电控制单元200与电机101之间采用电缆连接，实现供电与通讯。
实施例2
请参阅图2，该图为本发明的另一实施例的结构示意图，该结构中，两个收线单元为轴向串联方式固定设置在结构壳体内部，本实施例中采用了带齿轮的绕线轮106，所述带齿轮的绕线轮106通过两个锥齿轮形式的惰轮107实现两个电机101之间的同速转动。收线单元100实施例也可实现两个电机101及传动的等速转动。在收线时，两个电机101的转动方向(以电机101本体为参考)相同，即同时正转或同时反向转动。
该结构可节省宽度方向占用空间，根据飞行器的结构特点选择不同结构的设置方式。本发明所提供的收口装置，通过在收线单元100之间引入相互啮合的齿轮103，不需要采用电路板对两个电机101进行速度协同控制，既可降低控制电路的复杂度，还能够在一个电机失效(如绕组断路)时，由另一个电机驱动实现两个绕线轮102同速转动收线，避免收口装置发生自转。
利用本发明，不但有效的降低控制电路复杂度，还可以通过齿轮啮合具有机械同步能力，具有一定冗余功能，且构型简单、工作可靠、质量轻，具备经济性和通用性。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。