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原文传递一种模块化卫星对接接口装置

专利名称：	一种模块化卫星对接接口装置
摘要：	本发明公开了一种模块化卫星对接接口装置，该接口装置包括锁紧机构、柔顺机构、第一对接型面以及第二对接型面；第一对接型面与第二对接型面具有相同结构，均为锥形分瓣的异体同构结构；第一对接型面固定安装于锁紧机构中，构成主动对接接口；第二对接型面能够转动预定角度地安装于柔顺机构中，构成被动对接接口；锁紧机构用于主动对接接口与被动对接接口对接后的锁紧与解锁；柔顺机构具有自动对心功能，用于释放主动对接接口与被动对接接口在对接过程中的冲击，柔顺对接接触力。上述接口装置能够实现大容差柔顺对接，同时可实现主动锁紧和解锁。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京理工大学
发明人：	单明贺;程亚杰;史玲玲;林勇;闫鑫乐;王怡雅
专利状态：	有效
申请日期：	2023-10-08T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202311294088.8
公开号：	CN117087878A
代理机构：	北京理工大学专利中心
代理人：	杨常建
分类号：	B64G1/64;B;B64;B64G;B64G1;B64G1/64
申请人地址：	100081 北京市海淀区中关村南大街5号
主权项：	1.一种模块化卫星对接接口装置，其特征在于，包括锁紧机构、柔顺机构、第一对接型面以及第二对接型面；所述第一对接型面与所述第二对接型面具有相同结构，均为锥形分瓣的异体同构结构；所述第一对接型面固定安装于所述锁紧机构中，构成主动对接接口；所述第二对接型面能够转动预定角度地安装于所述柔顺机构中，构成被动对接接口；所述锁紧机构用于主动对接接口与被动对接接口对接后的锁紧与解锁；所述柔顺机构具有自动对心功能，用于释放主动对接接口与被动对接接口在对接过程中的冲击，柔顺对接接触力。 2.如权利要求1所述的接口装置，其特征在于，所述锁紧机构包括锁动环、安装盘、动爪、内齿圈、主动外齿轮、电机盖板以及驱动电机；所述锁动环、所述安装盘、所述内齿圈以及所述电机盖板依次同轴设置；所述第一对接型面位于所述锁动环的内侧且与所述安装盘固定连接；在所述锁动环与所述安装盘之间设置有至少三个沿所述锁动环的周向均匀分布的所述动爪；在所述第二对接型面的外周面设置有与所述动爪一一对应的锁定槽；沿所述锁动环的径向，所述动爪的中部与所述安装盘转动连接，所述动爪的外端部与所述锁动环转动连接，所述动爪的内端部用于与所述第二对接型面的外周面的对应锁定槽配合；所述锁动环、所述安装盘以及所述动爪组成四杆机构；所述锁动环与所述内齿圈固定连接；所述内齿圈能够相对转动地安装于所述电机盖板；所述驱动电机固定安装于所述电机盖板背离所述内齿圈的一侧，输出轴穿过所述电机盖板后与所述主动外齿轮固定连接；所述主动外齿轮与所述内齿圈内啮合，用于将所述驱动电机产生的动力传递至所述锁动环以驱动其转动；所述安装盘固定连接于所述电机盖板；所述锁动环的外径和所述内齿圈的外径均大于所述安装盘的外径。 3.如权利要求2所述的接口装置，其特征在于，所述动爪的中部设置有第一圆孔；所述安装盘设置有与所述第一圆孔对应的第一立柱；所述第一立柱与所述第一圆孔间隙配合，使得所述动爪能够绕所述第一立柱转动；所述电机盖板在朝向所述内齿圈的一侧表面设置有至少两个沿周向均匀分布地定位柱；所述内齿圈设置有贯穿其厚度且与所述定位柱一一对应的弧形滑槽；所述定位柱插入对应的所述弧形滑槽内。 4.如权利要求2所述的接口装置，其特征在于，所述动爪的外端部设置有凸起的第二立柱；所述锁动环设置有与所述动爪一一对应的弧形通槽以及与所述弧形通槽顶部连通且在外周面开口的U型槽；所述弧形通槽沿所述锁动环的径向贯穿其壁厚设置；所述第二立柱与所述U型槽间隙配合，所述动爪的外端部容置于对应的弧形通槽内；当所述驱动电机转动时，所述动爪能够依次通过所述主动外齿轮、所述内齿圈、所述锁动环以及所述第二立柱的传动实现绕所述第一立柱转动，从而使所述动爪的内端部与所述第二对接型面对应的锁定槽配合，实现所述第二对接型面的锁定与解锁。 5.如权利要求4所述的接口装置，其特征在于，所述第一对接型面在朝向所述安装盘的一侧表面设置有至少两个第三立柱；所述安装盘设置有与所述第三立柱一一对应的第二圆孔；所述第三立柱与对应的第二圆孔过盈配合。 6.如权利要求3所述的接口装置，其特征在于，所述锁动环在朝向所述内齿圈的一侧表面设置有至少两个第四立柱；所述内齿圈设置有与所述第四立柱一一对应的第三圆孔；所述第四立柱与对应的第三圆孔过盈配合。 7.如权利要求2所述的接口装置，其特征在于，所述柔顺机构包括至少两个第一弹性元件、内环、中环、外环、第二弹性元件以及固定板；沿所述第二对接型面的轴向，所述第二对接型面、所述外环以及所述固定板依次设置；沿所述第二对接型面的径向，所述外环、所述中环以及所述内环由外到内依次转动连接；所述外环通过螺钉紧固于所述固定板的一侧表面；所述内环能够绕沿其径向延伸的第一轴线转动地安装于所述中环内；所述中环能够绕沿其径向延伸的第二轴线转动地安装于所述外环内；所述第二轴线与所述第一轴线垂直设置；所述第二对接型面能够绕其轴心线转动地安装于所述内环；在所述第二对接型面与所述内环之间安装有沿所述内环的周向均匀分布地至少两个所述第一弹性元件；当所述第二对接型面与所述内环发生相对转动后，所述第一弹性元件伸长并通过弹性变形限制所述第二对接型面与所述内环的相对转动；在所述固定板的另一侧表面沿其周向均匀分布有四个所述第二弹性元件；其中相对设置的两个所述第二弹性元件沿所述第一轴线分布且与所述中环相抵，用于通过弹性变形使转动后的所述中环复原；另两个所述第二弹性元件沿所述第二轴线分布且与所述内环相抵，用于通过弹性变形使转动后的所述内环复原。 8.如权利要求7所述的接口装置，其特征在于，所述柔顺机构还包括两个第一转轴和两个第二转轴；两个所述第一转轴的轴心线与所述第一轴线重合；两个所述第二转轴的轴心线与所述第二轴线重合；所述内环的外周面设置有与所述第一转轴一一对应的第四圆孔；所述中环的内周面设置有与所述第一转轴一一对应的第五圆孔，外周面设置有与所述第二转轴一一对应的第六圆孔；所述外环的内周面设置有与所述第二转轴一一对应的第七圆孔；所述第一转轴的一端与对应的第四圆孔紧配合，另一端与对应的第五圆孔间隙配合；所述第二转轴的一端与对应的第六圆孔紧配合，另一端与对应的第七圆孔间隙配合。 9.如权利要求7所述的接口装置，其特征在于，所述第二对接型面在朝向所述内环的一侧表面设置有至少两个沿其周向均匀分布地第五立柱；所述内环设置有与所述第五立柱一一对应的弧形凹槽；所述弧形凹槽对应的圆心角与预定角度相等；所述第五立柱间隙配合于对应的弧形凹槽内。 10.如权利要求7-9中任意一项所述的接口装置，其特征在于，所述第一弹性元件为拉伸弹簧；所述第二弹性元件为Z形弹簧片；所述第二对接型面在朝向内环的一侧表面设置有与所述第一弹性元件一一对应的第六立柱；所述内环在朝向所述固定板的一侧表面设置有与所述第一弹性元件一一对应的第七立柱；所述拉伸弹簧的一端挂接于所述第六立柱，另一端挂接于所述第七立柱。