[發明專利]一種適用于太空出艙活動的手持式對接機構

有效

• 申請號: 202011066481.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112298611B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 韓潤奇;何永強;張書洋;王波;林秋紅;李瀟;從強;莊原;王寧;王文龍;李委托;蘇慕萍
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 許姣

本發明提供一種適用于太空出艙活動的手持式對接機構，能夠實現空間有效載荷與航天器的捕獲、對接、鎖緊、解鎖、解鎖維持與分離功能。該手持式對接機構包括：被動端和主動端；被動端的對接柱上設置有鎖定孔A；主動端的對接座上設置有對接孔；同時對接座上設置有貫通對接孔的鎖定孔B；當對接柱與對接孔對接后，鎖定孔A和鎖定孔B同軸連通；滑動托柱組件位于對接座的對接孔內，用于約束鎖定銷組件的初始位置；鎖定銷組件用于在被動端和主動端對接后，對被動端和主動端進行位置鎖定；碟簧預緊組件和曲柄連桿滑塊機構為鎖定銷組件提供預緊力；操作手柄用于帶動曲柄轉動；解鎖維持機構設置在曲柄上，通過限制操作手柄的轉動來保持鎖定銷組件的解鎖位置。

技術領域

本發明涉及一種對接結構，具體涉及一種適用于航天員太空出艙活動的有效載荷與航天器在軌裝配的手持式對接機構，屬于在軌維護與構建領域。

背景技術

隨著近年來我國航天技術的發展，空間有效載荷性能指標不斷提高，空間有效載荷的結構體積日益增大、復雜度日益增加，現有運載工具與展開機構難以滿足外形包絡與維修升級更換等需求，迫切需要開展在軌維護與構建任務。空間站作為載人航天器的典型代表，其在軌飛行期間，航天員進行太空出艙活動并開展在軌維護與構建任務，可通過手持式對接機構將空間有效載荷與航天器進行捕獲對接與鎖緊解鎖，具有操作便捷、功能豐富、任務多樣、適用性強、可重復使用等特點，可極大拓展空間試驗能力，滿足多種任務需求。

針對空間有效載荷與航天器的對接機構，現有技術主要采用機械臂輔助、電機驅動的方式，實現捕獲對接、鎖緊、解鎖等功能，機構復雜，可靠性較低，難以維護更換。當涉及太空出艙活動時，傳統的空間有效載荷與航天器對接機構，難以適應航天員單手操作、換手操作、操作力有限、多人同步、可重復使用、任務時序間隔大等工作特點，迫切需要研制一種適用于太空出艙活動的手持式對接機構。

目前國內涉及太空出艙活動的空間有效載荷與航天器對接機構相關專利如下。蘭州空間技術物理研究所：一種適用于空間飛行器艙外把手的連接裝置(CN105151323A)、適用于空間飛行器艙外把手和暴露載荷之間的連接裝置(CN105173122A)。蘭州空間技術物理研究所涉及的專利，采用艙外把手的操作方式，通過航天員轉動把手、引起導向槽旋轉，推動導向驅動銷運動至不同位置，實現空間載荷與連接裝置的鎖緊與解鎖。該連接裝置機構較為復雜，采用球頭方式固定空間載荷，受限于航天員操作力難以施加較大預緊力，連接剛度相對較弱，可靠性相對較低；缺少相應的狀態標識，人機工效學有待提升；與空間載荷連接的捕獲容差范圍小，對接精度不高。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種適用于太空出艙活動的手持式對接機構，由航天員單手或雙手手持操作，實現空間有效載荷與航天器的捕獲、對接、鎖緊、解鎖、解鎖維持與分離。

所述的手持式對接機構包括：被動端和主動端；

所述被動端包括：安裝座；所述安裝座的對接端面上設置有外凸對接柱，對接柱用于和所述主動端對接座上的對接孔配合，實現所述被動端和主動端的對接；所述對接柱上設置有鎖定孔A；

所述主動端包括：對接座、滑動托柱組件、握持筒殼體組件、鎖定銷組件、連接軸、碟簧預緊組件、曲柄滑塊機構、解鎖維持機構和操作手柄；

所述對接座上設置有貫通所述對接孔的鎖定孔B；當所述對接柱與所述對接孔對接后，所述鎖定孔A和鎖定孔B同軸連通；

所述握持筒殼體組件一端與所述對接座固接，所述握持筒殼體組件為所述鎖定銷組件、連接軸、碟簧預緊組件和曲柄滑塊機構提供安裝外殼；

所述滑動托柱組件位于所述對接座的對接孔內，所述滑動托柱組件能夠在所述對接孔內軸向伸縮，其處于伸長狀態時，堵住所述鎖定孔B，約束所述鎖定銷組件的初始位置；當所述對接柱與所述對接孔對接時，壓縮所述滑動托柱組件；