[發明專利]一種具有大角度容差的高精度電磁對接機構

有效

• 申請號: 202010718072.5
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111994306B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 韓潤奇;王波;莊原;劉芃;王耀兵;李偉杰;孫國鵬;潘博;李林;葉耀坤;趙震波
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: B64G1/64
• 分類號: B64G1/64
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

本發明一種具有大角度容差的高精度電磁對接機構，中心通電螺線管，產生的電磁力可適應俯仰角與偏航角的姿態偏差，控制兩個航天器進行軸向靠近；小直徑通電螺線管，產生沿周向的電磁力使電磁對接機構繞對接軸旋轉，調整兩個航天器滾轉角，適應滾轉角的姿態偏差；伸出軸(15)的自由端側面安裝有彈簧滾珠(14)，導向孔(17)對應彈簧滾珠(14)位置上具有周向排布的多道環形凹槽(23)，彈簧滾珠(14)在電磁力作用下可嵌入不同環形凹槽(23)，并軸向運動，同時可在小直徑通電螺線管作用下，在凹槽內旋轉嵌入任意凹槽；銷(13)可以在驅動元件(7)作用下插入伸出軸(15)上的環形錐孔(16)，實現多種滾轉角的對接鎖緊。

技術領域

本發明涉及一種具有大角度容差的高精度電磁對接機構，屬于空間在軌對接技術領域。

背景技術

傳統的基于推力器作用的空間在軌對接技術，存在一些固有問題：推力器燃料儲量限制了航天器在軌任務壽命與應用范圍；推力器噴射工質會造成羽流污染，損害光學儀器、敏感器件等；對接過程依賴于航天器姿態軌道控制精度，產生較大的沖擊力，影響航天器精密設備工作；對接階段末期無控制動力，依靠慣性對接碰撞，缺乏有效應對突發情況的能力。

發明內容

本發明解決的技術問題為：克服現有技術的上述不足，提供一種具有大角度容差的高精度電磁對接機構設計方案，通過非接觸、連續、可逆以及同步控制的電磁力/力矩，實現兩個航天器的柔性對接與可控分離。

本發明解決的技術方案為：一種具有大角度容差的高精度電磁對接機構，包括：中心通電螺線管、小直徑通電螺線管、機架(4)、導向支架端蓋(6)、驅動元件(7)、導向支架(8)、彈簧(12)、銷(13)、彈簧滾珠(14)；

機架(4)上具有彈簧滾珠安裝孔(5)、伸出軸(15)、環形錐孔(16)、導向孔(17)和安裝槽(18)；

所述電磁對接機構安裝在一個航天器上；

中心通電螺線管，包括：左端電磁螺線管支架(1)、右端電磁螺線管支架(9)以及中心線圈(11)，中心線圈(11)分為左側中心線圈和右側中心線圈，兩者結構相同；

小直徑通電螺線管，包括：小電磁螺線管端蓋(2)和小電磁螺線管(3)；

機架(4)為回轉體；機架(4)的一端，作為機架對接端，機架對接端中心設有向外延伸的伸出軸(15)，伸出軸(15)上靠近機架(4)的一端沿周向設有多個環形錐孔(16)；伸出軸(15)上另一端即自由端上設有彈簧滾珠安裝孔(5)；環形錐孔(16)內能夠安裝銷(13)，彈簧滾珠安裝孔(5)內能夠安裝彈簧滾珠(14)；

機架(4)的一端和另一端端面設有支架安裝孔(19)，機架(4)的一端和另一端端面設有支架安裝孔(19)的孔底之間通過導線孔(21)和支架孔(22)連通；

機架(4)的一端設有的支架安裝孔(19)能夠與右端電磁螺線管支架(9)配合安裝；

左端電磁螺線管支架(1)面向機架(4)的一端設有凹槽(29)，能夠與右端電磁螺線管支架(9)上的凸臺(10)配合；

右端電磁螺線管支架(9)面向機架(4)的一端設有凸臺(10)，右端電磁螺線管支架(9)的凸臺(10)，通過插入支架孔(22)后與左端電磁螺線管支架(1)的凹槽(29)配合安裝，機架(4)的另一端端面設有的支架安裝孔(19)能夠與左端電磁螺線管支架(1)配合安裝；

左端電磁螺線管支架(1)的一端設有沿軸向凸起的環形凸臺，作為左端電磁螺線管支架(1)的小電磁螺線管端蓋安裝座；

右端電磁螺線管支架(9)的一端設有沿軸向凸起的環形凸臺，作為右端電磁螺線管支架(9)的小電磁螺線管端蓋安裝座；