一种对接锁紧机构及其面相多场景的机械对接装置

1.本发明涉及飞行器机械对接技术领域，特别是涉及一种对接锁紧机构及其面相多场景的机械对接装置。


背景技术：

2.在外层空间技术日益发展的今天，航天方面，对接需求庞大。飞行器空间交会对接(rvd)技术是建立大型空间站的必需技术，利用这项技术可以将分段功能舱体刚性联结成密封连通的空间飞行器复合体；飞行器空间交会对接技术也是实施空间救援的关键技术，通过对接机构主动端与被动端的捕获、调姿、拉近、锁定建立机械连接实现在轨组合，其中捕获和调姿在对接过程中发挥重要作用。在空间活动突遇险情时，其它飞船可以与之交会对接营救遇险航天员；长期在轨飞行的飞行器需要定期加注燃料、更换航天员、运送物品等活动，上述空间活动都依靠空间交会对接技术。在外层空间卫星运行保障方面，利用对接技术，使用追踪卫星与目标卫星进行对接，可以完成对目标卫星进行补加燃料、改变轨道、报废处理等各项工作，航天器对接技术意义重大。目前所公开的关于对接的发明专利，大多需要在两航天器在前期阶段，有着非常高的相对运动精度才能完成对接操作，且在对接过程中对其对接主体产生的扰动特别敏感，无法实现柔性效果的对接及锁定，很容易造成对接过程的失败。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种对接锁紧机构及其面相多场景的机械对接装置，以解决上述现有技术存在的问题，锁紧机构本体上设置的钩爪可以实现通过利用对接时冲击力实现钩爪与锥形套的自动锁紧，整个对接锁紧机构结构简单，实现原理可靠，易于加工和实现，适用范围广，可扩展到航天、航海等多任务需求的场景。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种对接锁紧机构，包括分别安装在对接公头和对接母头上且互相插接配合的锁紧机构本体和锥形套，所述锁紧机构本体内设有中空腔体，所述中空腔体内设有沿其轴线方向延伸的固定杆，所述固定杆上套接有与其同轴延伸的滑套，所述滑套的一端设有环形凸起，另一端滑动连接有呈环状结构的滑块，所述环形凸起和所述滑块之间连接有复位弹簧，所述锁紧机构本体的外周壁上沿周向等间隔设有若干容纳槽，各所述容纳槽内均设有能够朝其外周侧张开并卡接在所述锥形套内的钩爪，所述钩爪沿所述中空腔体轴线延伸，其一端铰接在所述容纳槽处，另一端与所述滑块之间设有用于将所述钩爪顶起张开的连杆，所述连杆的两端分别铰接在所述滑块和所述钩爪上。
5.优选的，所述固定杆为转动安装在所述中空腔体内的丝杠，所述丝杠上连接有滚珠螺母，且其一端设有用于驱动其自转的驱动机构，所述滑套固定套接在所述滚珠螺母上，且所述中空腔体内还设有用于限制所述滚珠螺母转动的限位结构。
6.优选的，所述驱动机构包括安装在所述中空腔体中的电机，所述电机的输出轴传
动连接有减速器，所述减速器的输出轴与所述丝杠之间传动连接有联轴器。
7.优选的，所述滑套上安装有防止所述滑块脱离的限位螺母，所述限位螺母位于所述滑块远离所述环形凸起的一侧。
8.还提供一种面相多场景的机械对接装置，包括对接公头和对接母头，所述锁紧机构本体安装在所述对接公头用于插入所述对接母头的一端，所述对接母头上设有与所述锁紧机构本体插接配合的锥形套，所述锥形套的截面沿所述对接公头的插接方向逐渐减小，所述锥形套的内周壁上同轴开设有环形卡槽，所述锁紧机构本体上的所述钩爪张开后卡接在所述环形卡槽中。
9.优选的，所述锁紧机构本体上沿其插接方向上的前端设有锥头，所述锥头呈便于插入所述锥形套内的球面状结构，且所述锥形套上的中心位置处还设有与所述锥头配合插接的插接通道。
10.优选的，所述对接公头上还设有沿其插接方向位于所述锁紧机构本体后侧的缓冲机构，所述缓冲机构包括连接块，所述连接块靠近所述锁紧机构本体的端部设有第一圆形套筒，所述第一圆形套筒沿轴向滑动连接在所述锁紧机构本体上，所述第一圆形套筒上套接有减震弹簧，所述减震弹簧抵接在所述连接块和所述锁紧机构本体上的限位凸起之间。
11.优选的，所述减震弹簧的外周侧套设有限位套筒，所述限位套筒的一端连接在所述连接块上，另一端越过所述限位凸起并滑动连接在所述锁紧机构本体的外周壁上。
12.优选的，所述对接公头上还设有沿其插接方向位于所述缓冲机构后侧的位移补偿机构，所述位移补偿机构包括连接端盖、连接在所述连接端盖和所述连接块之间的虎克铰链，所述虎克铰链的外周侧套接有提供刚度支撑的支撑弹簧、用于防杂质的保护套，所述保护套套接在所述支撑弹簧的外周侧。
13.优选的，所述虎克铰链包括两端节及位于两所述端节之间的中间节，所述中间节和各所述端节之间均铰接有用于提供两个自由度的十字轴。
14.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
15.第一，锁紧机构本体内设有中空腔体，中空腔体内设有沿其轴线方向延伸的固定杆，固定杆上套接有与其同轴延伸的滑套，滑套的一端设有环形凸起，另一端滑动连接有呈环状结构的滑块，环形凸起和滑块之间连接有复位弹簧，锁紧机构本体的外周壁上沿周向等间隔设有若干容纳槽，各容纳槽内均设有能够朝其外周侧张开并卡接在锥形套内的钩爪，钩爪沿中空腔体轴线延伸，其一端铰接在容纳槽处，另一端与滑块之间设有用于将钩爪顶起张开的连杆，连杆的两端分别铰接在滑块和钩爪上，由于复位弹簧抵接在环形凸起和滑块之间，滑块推动连杆及钩爪，使得钩爪朝外周侧保持张开状态，在对接开始时，锁紧机构本体所受到的冲击力非常巨大，巨大的冲击力可使得钩爪受力绕其铰接点往容纳槽内摆动，摆动的同时连杆受力带动滑块克服复位弹簧压缩后退，钩爪后退后，使得锁紧机构本体顺利进入锥形套中，待锁紧机构本体进入后，冲击力消失，复位弹簧回复产生恢复力使得滑块前进复位，钩爪向外张开，得以勾住锥形套的内壁，自动完成锁紧机构本体与锥形套的锁紧，整个对接锁紧机构结构简单，实现原理可靠，易于加工和实现，适用范围广，可扩展到航天、航海等多任务需求的场景。
16.第二，固定杆为转动安装在中空腔体内的丝杠，丝杠上连接有滚珠螺母，且其一端设有用于驱动其自转的驱动机构，滑套固定套接在滚珠螺母上，在完成对接机构的释放时，
驱动机构带动丝杠转动，丝杠的转动带动滚珠轴承沿轴向移动并逐渐靠近驱动机构，从而使得整个滑套和滑块在在滚珠轴承的带动下移动，滑块带动连杆运动，从而带动钩爪的收回，钩爪收回后即可完成锁紧机构本体和锥形套的脱离，完成整个对接机构解锁，进而在锁紧机构本体和锥形套完全脱离后，通过驱动机构驱动丝杠反向旋转，从而滚珠轴承逐渐远离驱动机构，使得钩爪回复到对接前状态，方便进行下一次对接。且中空腔体内还设有用于限制滚珠螺母转动的限位结构，避免丝杠在转动的过程中带动滚珠螺母周向转动，导致滚珠螺母沿丝杠轴向移动失效。
17.第三，驱动机构包括安装在中空腔体中的电机，电机的输出轴传动连接有减速器，减速器的输出轴与丝杠之间传动连接有联轴器，通过减速器以适配电机的驱动轴并提高对丝杠的扭矩，保证丝杠的有效转动，而且通过设置联轴器，以完成减速器输出轴与丝杠的适配连接，且能够方便对丝杠或减速器的更换等。
18.第四，滑套上安装有防止滑块脱离的限位螺母，限位螺母位于滑块远离环形凸起的一侧，一方面通过设置限位螺母，防止滑块在复位弹簧的驱动下弹出脱离滑套，另一方面在丝杠转动作用下，滚珠螺母带滑套逐渐靠近电机，且滑套上的限位螺母能够同步推动滑块，保证滑块能够有效拉动拉杆及钩爪。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为整个对接装置外形图；
21.图2为整个对接装置剖视图；
22.图3为对接公头剖视图；
23.图4为对接母头视图；
24.图5为位移补偿机构剖视图；
25.图6为位移补偿机构立体图；
26.图7为虎克铰链剖视图；
27.图8为虎克铰链局部视图；
28.图9为十字轴立体图；
29.图10为虎克铰链立体图；
30.图11为缓冲机构剖视图；
31.图12为锁紧机构本体剖视图；
32.图13为锁紧机构本体立体图；
33.图14为缓冲机构外形图；
34.图15为锁紧机构本体剖视图；
35.图16为锁紧机构本体立体图；
36.图17为滑块立体图；
37.图18为滑套立体图；
38.图19为锁紧机构本体内部结构示意图；
39.图20为锁紧机构本体内部结构立体图；
40.其中，1-对接公头、2-对接母头、10-位移补偿模块机构、101-连接端盖、102-虎克铰链、103-支撑弹簧、104-保护套、1021-端节、1022-中间节、1023-十字轴、1024-向心滚针滚动轴承、1025-孔用弹性挡圈、1026-轴承套、20-缓冲机构、201-连接块、202-减振弹簧、203-限位套筒、204-锁紧机构本体、205-锥头、30-锁紧机构、301-电机、302-减速器、303-钩爪销、304-钩爪、305-第一连杆销、306-连杆、307-第二连杆销、308-限位螺母、309-滑块、310-复位弹簧、311-滑套、312-滚珠螺母、313-丝杠、314-丝杠固定座、315-联轴器、316-电机转接板。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.本发明的目的是提供一种对接锁紧机构及其面相多场景的机械对接装置，以解决上述现有技术存在的问题，锁紧机构本体上设置的钩爪可以实现通过利用对接时冲击力实现钩爪与锥形套的自动锁紧，整个对接锁紧机构结构简单，实现原理可靠，易于加工和实现，适用范围广，可扩展到航天、航海等多任务需求的场景。
43.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
44.如图1至图20所示，本实施例提供一种对接锁紧机构，包括分别安装在对接公头1和对接母头2上且互相插接配合的锁紧机构本体204和锥形套，锁紧机构本体204内设有中空腔体，中空腔体内设有沿其轴线方向延伸的固定杆，固定杆上套接有与其同轴延伸的滑套311，滑套311的一端设有环形凸起，另一端滑动连接有呈环状结构的滑块309，环形凸起和滑块309之间连接有复位弹簧310，锁紧机构本体204的外周壁上沿周向等间隔设有若干容纳槽，各容纳槽内均设有能够朝其外周侧张开并卡接在锥形套内的钩爪304，钩爪304沿中空腔体轴线延伸，其一端铰接在容纳槽处，另一端与滑块309之间设有用于将钩爪304顶起张开的连杆306，优选的在容纳槽内转动设有钩爪销303，钩爪304转动连接在钩爪销303上，连杆306的两端分别铰接在滑块309和钩爪304上，钩爪304中间有三角形挖空，用以让连杆306通过并相连，由于复位弹簧310抵接在环形凸起和滑块309之间，滑块309推动连杆306及钩爪304，使得钩爪304朝外周侧保持张开状态，在对接开始时，锁紧机构本体204所受到的冲击力非常巨大，巨大的冲击力可使得钩爪304受力绕其铰接点往容纳槽内摆动，摆动的同时连杆306受力带动滑块309克服复位弹簧310压缩后退，钩爪304后退后，使得锁紧机构本体204顺利进入锥形套中，待锁紧机构本体204进入后，冲击力消失，复位弹簧310回复产生恢复力使得滑块309前进复位，钩爪304向外张开，得以勾住锥形套的内壁，自动完成锁紧机构本体204与锥形套的锁紧，整个对接锁紧机构结构简单，实现原理可靠，易于加工和实现，适用范围广，可扩展到航天、航海等多任务需求的场景。
45.其中，固定杆为转动安装在中空腔体内的丝杠313，优选的在中空腔体中设有丝杠
固定座314，丝杠313转动安装在丝杠固定座314上，丝杠313上连接有滚珠螺母312，且其一端设有用于驱动其自转的驱动机构，滑套311固定套接在滚珠螺母312上，优选滑套311和滚珠螺母312通过螺丝拧紧，在完成对接机构的释放时，驱动机构带动丝杠313转动，丝杠313的转动带动滚珠轴承沿轴向移动并逐渐靠近驱动机构，从而使得整个滑套311和滑块309在在滚珠轴承的带动下移动，滑块309带动连杆306运动，从而带动钩爪304的收回，钩爪304收回后即可完成锁紧机构本体204和锥形套的脱离，完成整个对接机构解锁，进而在锁紧机构本体204和锥形套完全脱离后，通过驱动机构驱动丝杠313反向旋转，从而滚珠轴承逐渐远离驱动机构，使得钩爪304回复到对接前状态，方便进行下一次对接。且中空腔体内还设有用于限制滚珠螺母312转动的限位结构，避免丝杠313在转动的过程中带动滚珠螺母312周向转动，导致滚珠螺母312沿丝杠313轴向移动失效。优选的，限位结构为将滚珠螺母312连接在滑套311上的螺栓等，具体在滚珠螺母312和滑套311上开设螺纹孔，并通过螺栓连接在两螺纹孔上，完成滚珠螺母312在滑套311上的固定，充分避免丝杠313在转动的过程中带动滚珠螺母312周向转动。
46.进一步的，驱动机构包括安装在中空腔体中的电机301，优选的在中空腔体中设有电机转接板316，电机301及减速器302可拆卸安装在电机转接板316上，电机301的输出轴传动连接有减速器302，减速器302的输出轴与丝杠313之间传动连接有联轴器315，具体的丝杠313穿过丝杠固定座314并与联轴器315相连，联轴器315另一端与减速器302相连，通过减速器302以适配电机301的驱动轴并提高对丝杠313的扭矩，保证丝杠313的有效转动，而且通过设置联轴器315，以完成减速器302输出轴与丝杠313的适配连接，且能够方便对丝杠313或减速器302的更换等。具体在完成对接机构的释放时，电机301、减速器302通过联轴器315带动丝杠313转动，丝杠313的转动带动滚珠轴承轴向位移，从而使得整个滑套311和滑块309在在滚珠轴承的带动下移动。在对接公头1和对接母头2全脱离后，通过电机301的反向旋转，带动丝杠313的反向旋转，从而滚珠轴承回复运动，使得整个对接装置回复到对接前状态。
47.作为本发明优选的实施方式，滑套311上安装有防止滑块309脱离的限位螺母308，优选的在滑套311上开设有供限位螺母308转动连接的螺纹结构，限位螺母308位于滑块309远离环形凸起的一侧，一方面通过设置限位螺母308，防止滑块309在复位弹簧310的驱动下弹出脱离滑套311，另一方面在丝杠313转动作用下，滚珠螺母312带滑套311逐渐靠近电机301，且滑套311上的限位螺母308能够同步推动滑块309，保证滑块309能够有效拉动拉杆及钩爪304。优选的滑块309的外周侧均匀开设有多个开槽，开槽呈中间带孔的构型，连杆306的一端通过第一连杆销305转动连接在开槽中，另一端通过第二连杆销307与钩爪304连接。
48.进一步的，还提供一种面相多场景的机械对接装置，主要应用到航天方向上的对接需求，可用于飞船与飞船之间的对接，卫星与卫星之间的对接等众多场景，整个装置包括对接公头1和对接母头2，对接公头1上设有锁紧机构30，锁紧机构本体204安装在对接公头1用于插入对接母头2的一端，对接母头2上设有与锁紧机构本体204插接配合的锥形套，锥形套的截面沿对接公头1的插接方向逐渐减小，使得锁紧机构本体204能够沿锥形套进行插接，可以实现一定周向范围内，两目标物体的精准对接，锥形套的内周壁上同轴开设有环形卡槽，锁紧机构本体204上的钩爪304张开后卡接在环形卡槽中。优选的，锥形套的厚度沿对接公头1的插接方向逐渐变大，方便在锥形套后端的内周壁上开始环形卡槽，实现与锁紧机
构本体204上的钩爪304相配合。而且在对接母头2远离锁紧机构本体204的端部设有圆盘，通过圆盘方便将对接母头2与对接主体相连接。
49.其中，锁紧机构本体204上沿其插接方向上的前端设有锥头205，优选锥头205螺纹连接在锁紧机构本体204上，锥头205呈便于插入锥形套内的球面状结构，用于运动导向，且锥形套上的中心位置处还设有与锥头205配合插接的插接通道。
50.作为优选的，对接公头1上还设有沿其插接方向位于锁紧机构本体204后侧的缓冲机构20，缓冲机构20包括连接块201，连接块201靠近锁紧机构本体204的端部设有第一圆形套筒，第一圆形套筒沿轴向滑动连接在锁紧机构本体204上，第一圆形套筒上套接有减震弹簧，减振弹簧202用以应对对接过程中的冲击力，提供缓冲作用，减震弹簧抵接在连接块201和锁紧机构本体204上的限位凸起之间，提供整个缓冲机构20的导向和限位作用。具体的，在对接开始时，锥头205受到冲击力后带动整个锁紧机构本体204向后移动，减振弹簧202受力之后提供反弹力，完成对接过程中的减振。优选连接块201远离锁紧机构本体204的端部设有第二圆形套筒，第二圆形套筒嵌入位移补偿机构10上的一端节1021中，以提高其连接刚度。且优选的第一圆形套筒套接在锁紧机构本体204的一端，用于运动导向和限位，锁紧机构本体204的另一端用于固定钩爪304等各组件。
51.进一步的，减震弹簧的外周侧套设有限位套筒203，限位套筒203的一端连接在连接块201上，另一端越过限位凸起并滑动连接在锁紧机构本体204的外周壁上，限位套筒203也可提供对接过程中运动的导向，同时可以起到保护减振弹簧202的目的。优选的，连接块201上两侧都有螺纹孔，其一端连接位移补偿机构10上的一端节1021，另一端与限位套筒203相连。同时在限位套筒203和锁紧机构本体204之间设有防止两者脱离的卡接结构，具体在限位套筒203的内周壁和锁紧机构本体204的外周壁设置环形凸缘，在限位套筒203和锁紧机构本体204相对移动至相应位置后，两环形凸缘沿限位套筒203轴向相抵接，实现限位套筒203对锁紧机构本体204的限位作用。
52.而且，对接公头1上还设有沿其插接方向位于缓冲机构20后侧的位移补偿机构10，位移补偿机构10包括连接端盖101、连接在连接端盖101和连接块201之间的虎克铰链102，连接端盖101提供螺栓接口用以连接到主体上的作用，虎克铰链102提供多自由度位移补偿能力，虎克铰链102的外周侧套接有提供刚度支撑的支撑弹簧103、用于防杂质的保护套104，保护套104优选采用橡胶套等，保护套104套接在支撑弹簧103的外周侧，支撑弹簧103为虎克铰链102的转动提供刚度支撑，并提供虎克铰链102的轴向复位能力，保护套104提供防水防尘防腐蚀防射线的能力。整个位移补偿机构10可以弥补在初期对接精度不高的情况下，通过位移补偿机构10的周向摆动，保证对接精度。
53.其中，虎克铰链102包括两端节1021及位于两端节1021之间的中间节1022，中间节1022和各端节1021之间均铰接有用于提供两个自由度的十字轴1023，每个十字轴1023可提供两个自由度的转动，整个虎克铰链102可以提供四个自由度的运动。优选十字轴1023为结构为中间带通孔的十字柱体结构，通孔的存在用于锁紧机构电机301的走线。十字轴1023的各端部均套设有向心滚针滚动轴承1024、孔用弹性挡圈1025和轴承套1026，方便十字轴1023分别与中间节1022和各端节1021之间的转动连接。
54.本发明所提出的面相多场景的机械对接装置可提供在初始对接精度低的情况下，仍能完成对接主动端与被动段的对接需求。同时，该方案提供的对接机构可满足各种不同
复杂环境下的对接需要，适用范围更为广泛。本发明拟解决在航天器初始相对运动精度不高的情况下，通过本装置仍能完成精准的对接并完成航天器的锁紧，并可允许对接主体在对接过程中出现外部或内部扰动时仍可完成对接操作。在对接中，其对接范围可控制在母头的圆周范围内，公头中位移补偿模块可以通过其十字轴1023和支撑弹簧103实现对初始对接精度大位移补偿，并同时通过该结构实现在对接都是柔性过程，避免因为航天器的突发扰动造成对接机构和对接主体产生破坏；缓冲机构20可以使在对接过程中的强大冲击力进行耗散，避免冲击力对对接机构和对接主体的破坏；锁紧机构可以实现通过利用对接时冲击力实现对接装置的自动锁紧，在对接释放过程中，通过电机301的转动即可实现整个机构的释放，解除两主体的锁定。整个对接机构结构简单，实现原理可靠，易于加工和实现，适用范围广，可扩展到航天、航海等多任务需求的场景。
55.根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
56.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
57.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种对接锁紧机构，其特征在于，包括分别安装在对接公头和对接母头上且互相插接配合的锁紧机构本体和锥形套，所述锁紧机构本体内设有中空腔体，所述中空腔体内设有沿其轴线方向延伸的固定杆，所述固定杆上套接有与其同轴延伸的滑套，所述滑套的一端设有环形凸起，另一端滑动连接有呈环状结构的滑块，所述环形凸起和所述滑块之间连接有复位弹簧，所述锁紧机构本体的外周壁上沿周向等间隔设有若干容纳槽，各所述容纳槽内均设有能够朝其外周侧张开并卡接在所述锥形套内的钩爪，所述钩爪沿所述中空腔体轴线延伸，其一端铰接在所述容纳槽处，另一端与所述滑块之间设有用于将所述钩爪顶起张开的连杆，所述连杆的两端分别铰接在所述滑块和所述钩爪上。2.根据权利要求1所述的对接锁紧机构，其特征在于，所述固定杆为转动安装在所述中空腔体内的丝杠，所述丝杠上连接有滚珠螺母，且其一端设有用于驱动其自转的驱动机构，所述滑套固定套接在所述滚珠螺母上，且所述中空腔体内还设有用于限制所述滚珠螺母转动的限位结构。3.根据权利要求2所述的对接锁紧机构，其特征在于，所述驱动机构包括安装在所述中空腔体中的电机，所述电机的输出轴传动连接有减速器，所述减速器的输出轴与所述丝杠之间传动连接有联轴器。4.根据权利要求2或3所述的对接锁紧机构，其特征在于，所述滑套上安装有防止所述滑块脱离的限位螺母，所述限位螺母位于所述滑块远离所述环形凸起的一侧。5.一种应用如权利要求1至4任一项所述的对接锁紧机构的面相多场景的机械对接装置，其特征在于，包括对接公头和对接母头，所述锁紧机构本体安装在所述对接公头用于插入所述对接母头的一端，所述对接母头上设有与所述锁紧机构本体插接配合的锥形套，所述锥形套的截面沿所述对接公头的插接方向逐渐减小，所述锥形套的内周壁上同轴开设有环形卡槽，所述锁紧机构本体上的所述钩爪张开后卡接在所述环形卡槽中。6.根据权利要求5所述的面相多场景的机械对接装置，其特征在于，所述锁紧机构本体上沿其插接方向上的前端设有锥头，所述锥头呈便于插入所述锥形套内的球面状结构，且所述锥形套上的中心位置处还设有与所述锥头配合插接的插接通道。7.根据权利要求6所述的面相多场景的机械对接装置，其特征在于，所述对接公头上还设有沿其插接方向位于所述锁紧机构本体后侧的缓冲机构，所述缓冲机构包括连接块，所述连接块靠近所述锁紧机构本体的端部设有第一圆形套筒，所述第一圆形套筒沿轴向滑动连接在所述锁紧机构本体上，所述第一圆形套筒上套接有减震弹簧，所述减震弹簧抵接在所述连接块和所述锁紧机构本体上的限位凸起之间。8.根据权利要求7所述的面相多场景的机械对接装置，其特征在于，所述减震弹簧的外周侧套设有限位套筒，所述限位套筒的一端连接在所述连接块上，另一端越过所述限位凸起并滑动连接在所述锁紧机构本体的外周壁上。9.根据权利要求8所述的面相多场景的机械对接装置，其特征在于，所述对接公头上还设有沿其插接方向位于所述缓冲机构后侧的位移补偿机构，所述位移补偿机构包括连接端盖、连接在所述连接端盖和所述连接块之间的虎克铰链，所述虎克铰链的外周侧套接有提供刚度支撑的支撑弹簧、用于防杂质的保护套，所述保护套套接在所述支撑弹簧的外周侧。10.根据权利要求9所述的面相多场景的机械对接装置，其特征在于，所述虎克铰链包括两端节及位于两所述端节之间的中间节，所述中间节和各所述端节之间均铰接有用于提
供两个自由度的十字轴。

技术总结
本发明公开一种对接锁紧机构及其面相多场景的机械对接装置，锁紧机构本体内设有中空腔体，中空腔体内设有沿其轴线方向延伸的固定杆，固定杆上套接有与其同轴延伸的滑套，滑套的一端设有环形凸起，另一端滑动连接有呈环状结构的滑块，环形凸起和滑块之间连接有复位弹簧，锁紧机构本体的外周壁上沿周向等间隔设有若干容纳槽，各容纳槽内均设有能够朝其外周侧张开并卡接在锥形套内的钩爪，钩爪沿中空腔体轴线延伸，其一端铰接在容纳槽处，另一端与滑块之间设有用于将钩爪顶起张开的连杆，连杆的两端分别铰接在滑块和钩爪上，整个对接锁紧机构结构简单，实现原理可靠，易于加工和实现，适用范围广，可扩展到航天、航海等多任务需求的场景。场景。场景。


技术研发人员：蒲华燕 毛磊 宋代平 罗均 赵晶雷 元书进
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/6/27