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原文传递一种立方星重复连接分离装置及其工作方法

专利名称：	一种立方星重复连接分离装置及其工作方法
摘要：	本发明提供了一种立方星重复连接分离装置及其工作方法，装置包括立方星组件和设置在连接平台上的四组导向组件、电机、传动机构、两个锁紧凸轮和电磁铁组件，在传动机构两侧分别设置一锁紧凸轮；通过空间机械臂带动立方星组件进入四组导向组件捕获范围，待立方星组件触发设置在导向组件上的微动开关时启动电机，电机传动机构传递至两个锁紧凸轮，两个锁紧凸轮同步转动对立方星组件进行捕获直至锁紧，电机停止运动；解锁时，对电磁铁组件通电，电磁铁组件吸引立方星组件；再次启动电机，解除锁紧凸轮对立方星组件的限位，对电磁铁组件断电，释放立方星组件。本发明具有低冲击、轻质化、可重复等优点，满足立方星星箭连接分离的空间任务场景需求。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨工业大学
发明人：	陆一凡;杨飞;杨逸斐;岳洪浩;张荣茹
专利状态：	有效
申请日期：	2021-11-29T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-25T00:00:00+0800
申请号：	CN202111437030.5
公开号：	CN114229045A
代理机构：	哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司
代理人：	王海婷
分类号：	B64G1/64;B;B64;B64G;B64G1;B64G1/64
申请人地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
主权项：	1.一种立方星重复连接分离装置，其特征在于：包括立方星组件(1)和设置在连接平台(8)上的导向组件(2)、电机(3)、传动机构(4)、两个锁紧凸轮(5)和电磁铁组件(7)，所述的导向组件(2)设置有四组，且分别安装在连接平台(8)的四角位置，在传动机构(4)的两侧分别设置一个锁紧凸轮(5)；所述的电磁铁组件(7)设置在连接平台(8)的中心处；通过空间机械臂带动立方星组件(1)进入四组导向组件(2)的捕获范围，待立方星组件(1)触发设置在导向组件(2)上的微动开关(202)时启动电机(3)，电机(3)输出动力通过传动机构(4)传递至两个锁紧凸轮(5)，两个锁紧凸轮(5)同步转动对立方星组件(1)进行捕获直至锁紧，电机(3)停止运动；解锁时，对电磁铁组件(7)通电，所述的电磁铁组件(7)吸引立方星组件(1)；再次启动电机(3)，解除锁紧凸轮(5)对立方星组件(1)的限位，对电磁铁组件(7)断电，释放立方星组件(1)。 2.根据权利要求1所述的一种立方星重复连接分离装置，其特征在于：所述立方星组件(1)包括立方星(101)、四个斜面压紧块(102)、钢片(103)和两个锁紧轴(104)，四个斜面压紧块(102)安装在立方星(101)底面四角位置，所述钢片(103)安装在立方星(101)底面中心位置，两个锁紧轴(104)安装在立方星(101)底面，两个锁紧轴(104)对称安装在钢片(103)的左右两侧，且两个锁紧轴(104)均伸出立方星(101)的边缘设置。 3.根据权利要求2所述的一种立方星重复连接分离装置，其特征在于：所述导向组件(2)包括导向片(201)、支座(203)、分离弹簧(204)和压力传感器(205)，所述支座(203)固定在连接平台(8)上，在支座(203)位于外侧的两侧面上分别安装一个导向片(201)；在支座(203)上开设有容纳分离弹簧(204)和压力传感器(205)的凹槽，分离弹簧(204)的下端与压力传感器(205)连接，上端为自由端，分离弹簧(204)的自由端伸出凹槽设置，所述微动开关(202)安装在导向片(201)上，所述微动开关(202)用于检测立方星(101)的位置，支座(203)上部形状与斜面压紧块(102)的形状相适应。 4.根据权利要求3所述的一种立方星重复连接分离装置，其特征在于：所述传动机构(4)包括蜗杆(401)、蜗轮(402)和两个减速机构，每个所述减速机构均包括一级小齿轮(403)、一级大齿轮(404)、二级小齿轮(405)和二级大齿轮(406)，所述一级小齿轮(403)与一级大齿轮(404)啮合，所述一级大齿轮(404)与二级小齿轮(405)同轴布置，所述二级小齿轮(405)与二级大齿轮(406)啮合；所述电机(3)带动蜗杆(401)转动，所述蜗杆(401)与蜗轮(402)啮合，所述蜗轮(402)安装在支撑轴上，两个一级小齿轮(403)分别设置在支撑轴的两端，每个二级大齿轮(406)分别安装在一个凸轮旋转轴(6)上。 5.根据权利要求4所述的一种立方星重复连接分离装置，其特征在于：在每个凸轮旋转轴(6)上固定连接一个锁紧凸轮(5)，电机(3)的动力经传动机构(4)中的两个减速机构分别传递给两个凸轮旋转轴(6)，两个凸轮旋转轴(6)同步转动带动两个锁紧凸轮(5)旋转，每个锁紧凸轮(5)与对应的锁紧轴(104)形成高副机构，当两个锁紧凸轮(5)绕两个凸轮旋转轴(6)转动时，两个锁紧轴(104)与两个凸轮旋转轴(6)之间的竖直方向间距H会随之改变。 6.根据权利要求5所述的一种立方星重复连接分离装置，其特征在于：所述电磁铁组件(7)包括吸盘电磁铁(701)、压缩弹簧(702)和电磁铁安装座(703)，所述电磁铁安装座(703)安装在连接平台(8)的中心位置，在电磁铁安装座(703)的内部设有容纳压缩弹簧(702)的滑槽，所述吸盘电磁铁(701)的下端伸入滑槽内与压缩弹簧(702)的上端连接，压缩弹簧(702)的下端与电磁铁安装座(703)相连，所述吸盘电磁铁(701)能沿着电磁铁安装座(703)内的滑槽上下浮动，通电时，吸盘电磁铁(701)吸引钢片(103)。 7.根据权利要求2-6中任一项所述的一种立方星重复连接分离装置，其特征在于：所述导向片(201)为薄金属片，导向片(201)的下部呈平直状，上部为弯折状，且向远离立方星(101)表面一侧弯折，两个导向片(201)所形成的张开型结构使立方星(101)矫姿。 8.根据权利要求4-6中任一项所述的一种立方星重复连接分离装置，其特征在于：两个所述减速机构和支撑轴分别通过一个安装在连接平台(8)上的框架支撑。 9.根据权利要求8所述的一种立方星重复连接分离装置，其特征在于：每个凸轮旋转轴(6)的末端分别通过一个轴承支座(601)支撑。 10.根据权利要求6所述的一种立方星重复连接分离装置的工作方法，其特征在于：具体包括以下步骤， 1、重复连接过程第一步，姿态调整，空间机械臂带动立方星(101)进入导向组件的捕获范围内并继续向下运动，立方星(101)的姿态被逐渐调正；第二步，捕获过程，空间机械臂带动立方星(101)继续向下运动并碰触检测立方星(101)位置的微动开关(202)，电机(3)被启动且其动力经传动机构(4)传递给两个锁紧凸轮(5)，两个锁紧凸轮(5)各绕两个凸轮旋转轴(6)转动捕获立方星(101)上安装的两个锁紧轴(104)并迫使立方星(101)向下运动，这时支座(203)上安装的分离弹簧(204)逐渐被压缩，吸盘电磁铁(701)也在立方星(101)的压力作用下向下运动，压缩弹簧(702)也逐渐被压缩；第三步，锁紧过程：立方星(101)继续向下运动，立方星(101)底面的四个斜面压紧块(102)开始与支座(203)的斜面配合并逐渐对支座(203)内的压力传感器(205)施加压力作用，当四个压力传感器(205)的示值均达到预定值时，电机(3)停转，锁紧过程结束，此时两个锁紧轴(104)与两个凸轮旋转轴(6)之间的竖直方向间距H最小，立方星(101)处于与连接平台(8)最接近的位置； 2、分离释放过程第一步，准备过程：对吸盘电磁铁(701)通电，这时的吸盘电磁铁(701)吸引安装在立方星(101)底面的钢片(103)，从而对立方星(101)产生磁吸力作用；第二步，解锁过程：再次对电机(3)通电，电机(3)继续沿着原先的方向转动，带动两个锁紧凸轮(5)继续转动，该过程中立方星(101)在分离弹簧(204)的弹力作用下向上运动，逐渐远离连接平台(8)，当两个锁紧凸轮(5)转动到对两个锁紧轴(104)解除限制，此时，由于吸盘电磁铁(701)仍然保持对立方星(101)的吸引力，立方星(101)不会在四个分离弹簧(204)的作用下弹射出去；第三步，分离过程：当收到分离指令时，对吸盘电磁铁(701)瞬间断电，其对立方星(101)的拉力瞬间消失，立方星(101)在四个分离弹簧(204)的作用下沿着导向片(201)被弹出，实现立方星(101)与连接平台(8)的分离。
所属类别：	发明专利