[发明专利]一种适用于空间飞行器舱外暴露载荷的连接装置

说明书

技术领域

本发明属于空间应用设备领域，尤其涉及一种适用于空间飞行器舱外暴露载荷的连接装置。

背景技术

空间站、载人飞船等空间飞行器在舱体外壁布置了大量航天员用把手以方便航天员出舱活动时移动和固定，如将部分把手用于固定小型舱外暴露载荷将极大的扩展空间飞行器的暴露实验能力。目前国际空间站已使用舱外把手固定材料暴露实验箱进行长期材料暴露实验。

但是针对舱外暴露载荷，现有技术中的连接装置不能自动捕获舱外暴露载荷，且自锁功能不佳，可靠性较低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种适用于空间飞行器舱外暴露载荷的连接装置，通过该连接装置能够实现暴露载荷的引导安装、可靠固定、精确指向和过载保护，从而为迅速将暴露载荷安装于舱外设定位置提供技术支撑。

一种适用于空间飞行器舱外暴露载荷的连接装置的技术方案如下，该装置包括：载荷安装接口和载荷锁紧指向组件；其中，载荷安装接口由球体结构和载荷安装结构组成并一体设计；且载荷安装结构用于与暴露载荷固定；所述载荷锁紧指向组件利用预紧力的固定方式固定球体结构；

舱外把手连接装置利用预紧力的固定方式固定把手。

所述载荷锁紧指向组件包括：把手A、导向驱动销A、防松装置、卡环、壳体A、弹簧A、球体安全挡板、球体安全挡板限位块、被动摩擦杯、限位块驱动弹簧、丝杠A、丝杠A挡圈、主动摩擦杯、碟簧、端盖、防松装置包括：防松装置壳体、防松弹簧、防松球、丝杠B挡圈；

壳体A上表面设有圆形开口，壳体内壁侧面上设有滑槽，且左侧端面上设有螺纹通孔；把手A与壳体A通过卡环周向滑动配合、轴向限位；丝杠A上设有与壳体A螺纹通孔相配合的螺纹，丝杠A与壳体A形成丝杠螺母副；把手A上设有导向槽，导向驱动销A位于把手A的导向槽内且径向固定于丝杠A上；弹簧A一端与壳体A左侧内端面固定，另一端与球体安全挡板固定；球体安全挡板在壳体A滑槽内直线移动；球体安全挡板限位块底部与限位块驱动弹簧端面固定，球体安全挡板限位块对球体安全挡板起到限位作用；在壳体A内安装有被动摩擦杯和主动摩擦杯；被动摩擦杯一端与碟簧接触，另一端与壳体A的止口抵触，四周与壳体接触，即被动摩擦杯仅能向右压缩碟簧；主动摩擦杯上设有孔，主动摩擦杯通过该孔、挡圈与丝杠A的右端面滑动连接，挡圈设定于丝杠A右端面轴向限定丝杠A和主动摩擦杯的相对位置且允许丝杠A相对主动摩擦杯旋转；锁紧后，球体结构的球面与被动摩擦杯、主动摩擦杯的球面相配合；壳体A右端面通过端盖可拆卸安装，端盖与壳体A固定后起到限制碟簧的作用；

把手A导向槽首端和末端之间由三个拐点分为四段，第一段和第三段平行于把手A轴向，第二段和第四段垂直于把手A轴向；防松装置设置于把手A导向槽的第四段，且位于第三个拐点和把手A导向槽末端之间；其中第一段的行程为球体安全挡板由锁定位置至释放点；

上述以导向槽首端为左，末端为右。

导向槽由4段直槽组成，共5个节点，从左到右依次为：P、A、B、C、W，其中PA段与把手A轴线平行，AB段与把手A轴线垂直，BC段与把手A轴线平行，CW段与把手A轴线垂直；

PA段：导向槽推动导向驱动销A旋转，导向驱动销A从A向P运动时导向驱动销A驱动丝杠A旋转，丝杠A带动主动摩擦杯及球体安全挡板沿直线向左侧运动压缩两个弹簧A，当导向驱动销A到达A节点时球体安全挡板被限位块驱动弹簧顶起的球体安全挡板限位块锁定；导向槽推动导向驱动销A反向旋转，导向驱动销A从P向A运动时导向驱动销A驱动丝杠A旋转，丝杠A带动主动摩擦杯沿直线向右侧运动直至导向驱动销A到达A节点，此时机构处于待触发状态；

AB段：导向槽不对导向驱动销A发生作用，仅作为导向槽推动导向驱动销A反向旋转越过A点后机构处于待触发状态的指示用途；

BC段：导向槽推动导向驱动销A反向旋转，导向驱动销A从B向C运动时导向驱动销A驱动丝杠A旋转，丝杠A带动主动摩擦杯沿直线向右侧运动与被动摩擦杯抱紧球形锁定指向与载荷安装接口的球体部分，并压缩碟簧为主动摩擦杯、球形锁定指向与载荷安装接口的球体部分与被动摩擦杯提供设计的预紧力；导向槽推动导向驱动销A旋转，导向驱动销A从C向B运动时导向驱动销A驱动丝杠A旋转，丝杠A带动主动摩擦杯沿直线向左侧运动，与球形锁定指向与载荷安装接口的球体部分脱离接触；