[發明專利]一種可在軌更換的模塊化快換機械接口

有效

• 申請號: 202010792567.2
• 申請日: 2020-08-09
• 公開（公告）號: CN112061423B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 游斌弟;曹芊;劉育強;莊原;劉華偉;劉永健;馬亮
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部;哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 宋立國

一種可在軌更換的模塊化快換機械接口，涉及可在軌更換機械接口領域，包括伺服電機、空間凸輪上固定板、空間凸輪下固定板、定位導向板、定位導向銷、傳動軸、傳動裝置、傳動齒輪、槽輪機構、空間凸輪機構、被動齒輪、內爪；內爪包括傳動筒、連接齒板；槽輪機構包括主動撥盤和槽輪；空間凸輪機構包括空間凸輪和驅動銷，空間凸輪呈套筒狀、設有軸向起伏的驅動滑槽，空間凸輪套設在槽輪上側的傳動筒上；驅動銷設置在傳動筒上，連接齒板位于空間凸輪上固定板上側，伺服電機驅動傳動軸轉動，主動撥盤設置在傳動軸上。具有傳動簡單、結構緊湊，鎖合快速、傳動精度高、傳動效率高等優點。

技術領域

本發明涉及可在軌更換機械接口領域，詳細講是一種機械傳動簡單、結構緊湊，鎖合快速、傳動精度高、傳動效率高，具備自鎖功能，容積占有率低，不易損壞和鎖定的可在軌更換的模塊化快換機械接口。

背景技術

目前在航空航天領域內，傳統的一次性發射衛星由于面臨維護成本高、設備損壞難以修復、動力源耗盡等問題，逐漸被淘汰。為使航天器在復雜環境中可以得到持續、穩定的運行，在軌可更換模塊航天器已逐步被研發應用。不論是“軌道快車”還是現有的模塊化航天器均要求在軌更換單元具有標準獨立的機械、電子接口，其模塊具有可換更、易操作和即插即用等性能。

目前在模塊化航天器的機械接口的一種設計方案采用絲杠螺母進行鎖緊配合，該方案中由于絲杠螺母本身具備自鎖性能，故該結構無需設計預緊裝置，但航天器模塊的定位精度要求較高，容錯性差，且在復雜的空間環境下，潤滑效果易破壞，面對多次鎖緊與解鎖過程，絲杠螺母鎖緊機構容易形成冷焊現象，進而使得結構卡死鎖定。

現有的模塊化航天器機械接口的另一種設計方案采用滑槽式觸點鎖緊機構，該方案設計有圓錐形的導向孔與圓柱導向配合可進一步增強容錯性，通過觸點開關控制可控制模塊單元的鎖緊與解鎖。但其內部的機械傳動機構過于復雜，大大減小了模塊化航天器的容積率，使得ORU內部功能性降低。同時由于空間環境較為復雜，該結構中用于傳動的輪系也極易產生損壞。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術的不足，提供一種機械傳動簡單、結構緊湊，鎖合快速、傳動精度高、傳動效率高，具備自鎖功能，容積占有率低，不易損壞和鎖定的可在軌更換的模塊化快換機械接口。

本發明解決上述現有技術的不足所采用的技術方案是：

一種可在軌更換的模塊化快換機械接口，其特征在于：包括伺服電機、空間凸輪上固定板、空間凸輪下固定板、定位導向板、定位導向銷、傳動軸、傳動裝置、傳動齒輪、槽輪機構、空間凸輪機構、被動齒輪、內爪；其特征在于所述的內爪包括傳動筒，傳動筒上周向均布有至少三個連接齒板；所述的定位導向板經軸承與傳動筒連接，定位導向銷設在定位導向板上；所述的槽輪機構包括主動撥盤和槽輪，槽輪固定在定位導向板上側的傳動筒上；所述的空間凸輪機構包括空間凸輪和驅動銷，所述的空間凸輪呈套筒狀，空間凸輪側壁上設有軸向起伏的驅動滑槽，空間凸輪可自由轉動、軸向自由滑動的套設在槽輪上側的傳動筒上；所述的驅動銷與驅動滑槽相配合的設置在傳動筒上，被動齒輪設置在空間凸輪上，空間凸輪上固定板和空間凸輪下固定板分別經軸承與空間凸輪的上端部和下端部相連，空間凸輪上固定板和空間凸輪下固定板上與定位導向銷相對處分別設有定位導向孔，定位導向銷可軸向自由滑動的穿設在定位導向孔內，連接齒板位于空間凸輪上固定板上側，空間凸輪下固定板上設有傳動軸，傳動齒輪與被動齒輪相嚙合的設置在傳動軸上；伺服電機固定設置在空間凸輪上固定板和/或空間凸輪下固定板上，伺服電機經傳動裝置與傳動軸相連、驅動傳動軸轉動，所述槽輪機構的主動撥盤設置在空間凸輪下固定板下側的傳動軸上。