一種適用于空間飛行器艙外暴露載荷的連接裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于空間應用設備領域，尤其涉及一種適用于空間飛行器艙外暴露載荷的連接裝置。
【背景技術】
[0002]空間站、載人飛船等空間飛行器在艙體外壁布置了大量航天員用把手以方便航天員出艙活動時移動和固定，如將部分把手用于固定小型艙外暴露載荷將極大的擴展空間飛行器的暴露實驗能力。目前國際空間站已使用艙外把手固定材料暴露實驗箱進行長期材料暴露實驗。
[0003]但是針對艙外暴露載荷，現有技術中的連接裝置不能自動捕獲艙外暴露載荷，且自鎖功能不佳，可靠性較低。
【發明內容】
[0004]為解決上述問題，本發明提供一種適用于空間飛行器艙外暴露載荷的連接裝置，通過該連接裝置能夠實現暴露載荷的引導安裝、可靠固定、精確指向和過載保護，從而為迅速將暴露載荷安裝于艙外設定位置提供技術支撐。
[0005]—種適用于空間飛行器艙外暴露載荷的連接裝置的技術方案如下，該裝置包括:載荷安裝接口和載荷鎖緊指向組件；其中，載荷安裝接口由球體結構和載荷安裝結構組成并一體設計；且載荷安裝結構用于與暴露載荷固定；所述載荷鎖緊指向組件利用預緊力的固定方式固定球體結構；
[0006]艙外把手連接裝置利用預緊力的固定方式固定把手。
[0007]所述載荷鎖緊指向組件包括:把手A、導向驅動銷A、防松裝置、卡環、殼體A、彈簧A、球體安全擋板、球體安全擋板限位塊、被動摩擦杯、限位塊驅動彈簧、絲杠A、絲杠A擋圈、主動摩擦杯、碟簧、端蓋、防松裝置包括:防松裝置殼體、防松彈簧、防松球、絲杠B擋圈；
[0008]殼體A上表面設有圓形開口，殼體內壁側面上設有滑槽，且左側端面上設有螺紋通孔；把手A與殼體A通過卡環周向滑動配合、軸向限位；絲杠A上設有與殼體A螺紋通孔相配合的螺紋，絲杠A與殼體A形成絲杠螺母副；把手A上設有導向槽，導向驅動銷A位于把手A的導向槽內且徑向固定于絲杠A上；彈簧A —端與殼體A左側內端面固定，另一端與球體安全擋板固定；球體安全擋板在殼體A滑槽內直線移動；球體安全擋板限位塊底部與限位塊驅動彈簧端面固定，球體安全擋板限位塊對球體安全擋板起到限位作用；在殼體A內安裝有被動摩擦杯和主動摩擦杯；被動摩擦杯一端與碟簧接觸，另一端與殼體A的止口抵觸，四周與殼體接觸，即被動摩擦杯僅能向右壓縮碟簧；主動摩擦杯上設有孔，主動摩擦杯通過該孔、擋圈與絲杠A的右端面滑動連接，擋圈設定于絲杠A右端面軸向限定絲杠A和主動摩擦杯的相對位置且允許絲杠A相對主動摩擦杯旋轉；鎖緊后，球體結構的球面與被動摩擦杯、主動摩擦杯的球面相配合；殼體A右端面通過端蓋可拆卸安裝，端蓋與殼體A固定后起到限制碟簧的作用；
[0009]把手A導向槽首端和末端之間由三個拐點分為四段，第一段和第三段平行于把手A軸向，第二段和第四段垂直于把手A軸向；防松裝置設置于把手A導向槽的第四段，且位于第三個拐點和把手A導向槽末端之間；其中第一段的行程為球體安全擋板由鎖定位置至釋放點；
[0010]上述以導向槽首端為左，末端為右。
[0011]導向槽由4段直槽組成，共5個節點，從左到右依次為:P、A、B、C、W，其中PA段與把手A軸線平行，AB段與把手A軸線垂直，BC段與把手A軸線平行，Cff段與把手A軸線垂直；
[0012]PA段:導向槽推動導向驅動銷A旋轉，導向驅動銷A從A向P運動時導向驅動銷A驅動絲杠A旋轉，絲杠A帶動主動摩擦杯及球體安全擋板沿直線向左側運動壓縮兩個彈簧A，當導向驅動銷A到達A節點時球體安全擋板被限位塊驅動彈簧頂起的球體安全擋板限位塊鎖定；導向槽推動導向驅動銷A反向旋轉，導向驅動銷A從P向A運動時導向驅動銷A驅動絲杠A旋轉，絲杠A帶動主動摩擦杯沿直線向右側運動直至導向驅動銷A到達A節點，此時機構處于待觸發狀態；
[0013]AB段:導向槽不對導向驅動銷A發生作用，僅作為導向槽推動導向驅動銷A反向旋轉越過A點后機構處于待觸發狀態的指示用途；
[0014]BC段:導向槽推動導向驅動銷A反向旋轉，導向驅動銷A從B向C運動時導向驅動銷A驅動絲杠A旋轉，絲杠A帶動主動摩擦杯沿直線向右側運動與被動摩擦杯抱緊球形鎖定指向與載荷安裝接口的球體部分，并壓縮碟簧為主動摩擦杯、球形鎖定指向與載荷安裝接口的球體部分與被動摩擦杯提供設計的預緊力；導向槽推動導向驅動銷A旋轉，導向驅動銷A從C向B運動時導向驅動銷A驅動絲杠A旋轉，絲杠A帶動主動摩擦杯沿直線向左側運動，與球形鎖定指向與載荷安裝接口的球體部分脫離接觸；
[0015]Cff段:驅動銷A從C越過防松裝置運動到W，球形鎖定指向與載荷安裝接口被完全鎖緊，驅動銷A被防松裝置限制實現防松；驅動銷A從W越過防松裝置運動到C，球形鎖定指向與載荷安裝接口仍被完全鎖緊，驅動銷A失去防松裝置的限制。
[0016]有益效果:本發明通過該連接裝置能夠實現暴露載荷的引導安裝、可靠固定、精確指向和過載保護，從而為迅速將暴露載荷安裝于艙外設定位置提供技術支撐。具體的:
[0017]專門設計了引導機構引導出艙活動的航天員操作暴露載荷安裝于該連接裝置上；在對接過程中自動實現連接裝置對暴露載荷的捕獲，保證連接過程的安全性；預設預緊力的固定方式即防止了對暴露載荷的破壞又保證了充足的緊固力；專門設計的防松裝置防止絲杠螺母副的松動，保證連接裝置鎖緊有效；通過導向驅動銷在固定槽中的位置顯示連接裝置的工作狀態；在連接載荷的過程中自動實現連接裝置對載荷的捕獲，保證連接過程的安全性；采用摩擦球和摩擦杯的方式方便暴露載荷調整朝向并鎖緊；采用摩擦球和摩擦杯的方式固定載荷能夠為載荷提供受力安全保護。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的適用于空間飛行器艙外暴露載荷的連接裝置立體圖；
[0019]圖2為本發明的適用于空間飛行器艙外暴露載荷的連接裝置刨面圖；
[0020]圖3為本發明的載荷安裝接口示意圖；
[0021]圖4為本發明的防松裝置示意圖；
[0022]圖5為本發明的導向槽示意圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1至圖4所示，適用于空間飛行器艙外暴露載荷的連接裝置包括:載荷安裝接口 100和載荷鎖緊指向組件200，外圍設備為暴露載荷300 ;其中，載荷安裝接口 100由球體結構400和載荷安裝結構500組成；
[0024]載荷安裝結構500與暴露載荷300固定，載荷鎖緊指向組件200與空間飛行器艙外設定位置鎖定；將球體結構400與載荷鎖緊指向組件200連接使得暴露載荷置于空間飛行器艙外設定位置；
[0025]其中:載荷鎖緊指向組件200包括:把手Al、導向驅動銷A2、防松裝置3、卡環4、殼體A5、彈簧A6、球體安全擋板7、球體安全擋板限位塊8、被動摩擦杯9、限位塊驅動彈簧10、絲杠All、絲杠A擋圈12、主動摩擦杯13、碟簧14、端蓋15、防松裝置3包括:防松裝置殼體31、防松彈簧32、防松球33、絲杠B擋圈34 ;
[0026]殼體A5上表面設有圓形開口，殼體內壁側面上設有滑槽，且左側端面上設有螺紋通孔；把手Al與殼體A5通過卡環4周向滑動配合、軸向限位；絲杠Al I上設有與殼體A5螺紋通孔相配合的螺紋，絲杠All與殼體A5形成絲杠螺母副；把手Al上設有導向槽，導向驅動銷A2位于把手Al的導向槽內且徑向固定于絲杠All上；彈簧A6 —端與殼體A5左側內端面固定，另一端與球體安全擋板7固定；球體安全擋板7在殼體A5滑槽內直線移動；球體安全擋板限位塊8底部與限位塊驅動彈簧10端面固定，球體安全擋板限位塊8對球體安全擋板7起到限位作用；在殼體A5內安裝有被動摩擦杯9和主動摩擦杯13 ;被動摩擦杯9 一端與碟簧14接觸，另一端與殼體A5的止口抵觸，四周與殼體接觸，即被動摩擦杯9僅能向右壓縮碟簧14 ;主動摩擦杯13上設有孔，主動摩擦杯13通過該孔、擋圈12與絲杠All的右端面滑動連接，擋圈12設定于絲杠All右端面軸向限定絲杠All和主動摩擦杯13的相對位置且允許絲杠All相對主動摩擦杯13旋轉；鎖緊后，球體結構400的球面與被動摩擦杯9、主動摩擦杯13的球面相配合；殼體A5右端面通過端蓋15可拆卸安裝，端蓋15與殼體A5固定后起到限制碟簧14的作用；
[0027]把手Al導向槽首端和末端之間由三個拐點分為四段，第一段和第三段平行于把手Al軸向，第二段和第四段垂直于把手Al軸向；防松裝置3設置于把手Al導向槽的第四段，且位于第三個拐點和把手Al導向槽末端之間；其中第一段的行程為球體安全擋板7由鎖定位置至釋放點；
[0028]上述以導向槽首端為左，末端為右。
[0029]如圖5所示，把手Al導向槽用于推動導向驅動銷A2驅動絲杠All旋轉并為航天員指示機構狀態。
[0030]導向槽由4段直槽組成，共5個節點(從左到右依次為:起點、A、B、C、終點)，其中起點-A段與把手Al軸線平行，A-B段與把手Al軸線垂直，B-C段與把手Al軸線平行，C-終點段與把手Al軸線垂直。
[0031]起點-A段:導向槽推動導向驅動銷A2旋轉，導向驅動銷A2從A向起點運動時導向驅動銷A2驅動絲杠All旋轉，絲杠All帶動主動摩擦杯13及球體安全擋板7沿直線向左側運動壓縮兩個彈簧A6，當導向驅動銷A2到達A節點時球體安全擋板7被限位塊驅動彈簧10頂起的球體安全擋板限位塊8鎖定；導向槽推動導向驅動銷A2反向旋轉，導向驅動銷A2從起點向A運動時導向驅動銷A2驅動絲杠All旋轉，絲杠All帶動主動摩擦杯13沿直線向右側運動直至導向驅動銷A2到達A節點，此時機構處于待觸發狀態。
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