[發明專利]一種用于大型太空天線在軌組裝的被動對接機構

有效

• 申請號: 201811229607.1
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109356913B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 徐坤;孟昕;丁希侖;郭品
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01Q1/08
• 分類號: H01Q1/08;F16B2/16
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

本發明公開可以用于大型太空天線在軌組裝的被動對接機構，由公頭和母頭組成；所述的公頭與移動天線模塊相連，母頭與固定天線模塊相連，公頭可以滑入母頭，并通過切換軸推動鋼珠，將鋼珠頂在母頭內壁上，進而實現鎖緊，使天線的移動模塊與固定模塊實現固連。當公頭受到反向的解鎖力或振動時，可以保證鋼珠自鎖，進而確保鎖緊的可靠性。當需要解鎖時，需要手動拆除公頭螺栓，就可以方便地將公母頭分離。通過本發明可實現兩個天線模塊間的被動的對接和鎖定，并在對接過程中，通過對公頭與母頭上的凹凸配合設計，可消除角度和位置誤差，在鎖定狀態能夠保證自鎖。

技術領域

本發明屬于機械設計領域，涉及一種可以用于大型太空天線在軌組裝的被動對接機構。

背景技術

隨著航天技術的快速發展，移動通信、導航和深空探測等對大型空間天線提出了更高的要求。由于衛星平臺的功率有限，體積大型化成為了空間天線設計的主要趨勢。但是天線運載飛行器的體積同樣有限，因此研究人員提出了包括可展收天線在內的很多解決方案。但是天線的擴展量仍然是有限的，因此亟需一種自動在軌組裝天線模塊的操作系統，這種操作系統使得天線模塊可以分批運送，并在太空完成在軌自動組裝。

發明內容

本發明針對上述的大型太空天線在軌組裝的任務，提出了一種被動對接機構，該機構的兩端分別與兩個天線模塊固連，可以實現兩個天線模塊間的被動的對接和鎖定，并在對接過程中消除角度和位置誤差，在鎖定狀態能夠保證自鎖。

本發明一種可以用于大型太空天線在軌組裝的被動對接機構，由公頭和母頭組成。其中，公頭安裝于移動天線模塊上，母頭安裝于安裝于固定天線模塊上。

所述公頭下部為錐形，側壁周向上開設鋼珠槽，鋼珠槽內設置鋼珠。公頭內部具有與彈簧相接的切換軸，初始狀態下切換軸受彈簧彈力作用，端部伸出公頭下端端部。切換軸上設計有托板，通過切換軸上移，托板可推動鋼珠向外移動，使鋼珠的一部分露出公頭側壁鋼珠槽。

母頭內底部設置有解鎖墊，解鎖墊通過母頭螺栓與母頭間可拆卸連接；同時母頭外壁開設腰型孔，由調節螺栓穿過腰型孔與解鎖墊相連。母頭內壁下段為偏向錐形，上段整體為圓柱形,同時上段內還設計有一段圓錐面，用于與公頭上的鋼珠配合。

上述被動對接機構的對接過程如下：

A、對接過程分為接觸-滑入-鎖定三個階段：

接觸階段：公頭下部錐形接觸母頭頂部，隨后公頭滑入母頭，進入滑入階段；

滑入階段：公頭始終處于初始狀態，切換軸端部接近解鎖墊上表面，進入鎖定階段；

鎖定階段：切換軸端部與解鎖墊表面接觸，公頭繼續下移，造成切換軸上移，公頭彈簧壓縮；隨著切換軸上移，切換軸的托板周向錐面下部推動鋼珠，使鋼珠在鋼珠槽外移，直到接觸到母頭基座上段圓錐面后，完成鎖定；

解鎖時,首先將母頭螺栓松開取出，推動調節螺栓，將解鎖墊下推到底，此時解鎖墊上表面下移，切換軸受到彈簧推力下移，使鋼珠與母頭基座上段圓錐面間分離，鎖定被解除。

本發明優點在于：

（1）本發明用于大型太空天線在軌組裝的被動對接機構可以方便地用于大型太空天線的自動在軌組裝，可靠性高，承載能力強，結構簡單，操作方便；

（2）本發明用于大型太空天線在軌組裝的被動對接機構能夠在兩個天線模塊之間具有一定位姿誤差的情況下被動地消除誤差，實現準確、可靠的對接；

（3）本發明用于大型太空天線在軌組裝的被動對接機構能夠通過持續地下推公頭，使切換軸推動鋼珠實現被動鎖定，無需驅動裝置；

（4）本發明用于大型太空天線在軌組裝的被動對接機構能夠通過對母頭鎖定面的設計實現可靠的自鎖；