应用于舱外空间环境的对接锁紧机构设计

发布时间：2021-06-21 20:23

　　根据空间站实验舱外暴露载荷的需求以及现有机械臂的抓举能力,开展了暴露载荷与空间站资源传输设备——对接锁紧机构的设计。主要进行了机构总体设计和误差分析,针对舱外真空、高低温交变、辐照等环境进行了抗环境效应设计,针对发射时的力学冲击进行了仿真计算。系列验证试验表明,设计能够满足使用要求。 

【文章来源】：真空与低温. 2020,26(06)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

冲击载荷下三个方向的最大应力分布

通过对接锁紧机构与实验舱小机械臂的操作匹配性试验，验证了目前的设计能够逐步减小机械臂操作误差，机械臂能够抓举试验载荷与对接锁紧机构完成第一步对接，并由机构运动完成第二步锁紧及盲插连接器插合。对接过程中机械臂抓举载荷和机构一步对接时，受到的阻力如图6所示，实测最大阻力为170 N，在机械臂能够承受的阻力（300 N）范围之内。3.2 温度试验

空间站实验舱整舱发射前，安装在舱外暴露平台上的对接锁紧机构随整舱发射至空间站轨道并待机；暴露载荷开始试验时由机械臂抓举载荷安装到对接锁紧机构上，由对接锁紧机构与机械臂配合实现对载荷的锁紧和电气接口的对接；对接锁紧机构故障时，由航天员出舱将工具插入到机构的机械解锁接口，启动工具拆卸暴露载荷。其工作原理是通过销孔配合引导机械臂安放载荷，实现第一步对接，通过微动开关监测一步对接到位，机械臂停止动作。机构内部控制器控制电机和减速机运动驱动丝杠螺母，带动盲插连接器直线运动实现电气接口对接，同时锁紧组件进入到载荷端锁紧孔，实现对载荷的锁紧。两个盲插连接器的电路连通并上报状态后锁紧完成，对接锁紧机构停止动作。图2 载荷端接口示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]盲插连接器在发射组件设计中的应用[J]. 孟凡娟.  无线电工程. 2016(07)
[2]航天重大工程中的力学问题[J]. 孟光,周徐斌,苗军.  力学进展. 2016(00)
[3]载人空间站空间科学应用研究[J]. 苏怀朋,赵振昊,孙永进,王峰.  宇航学报. 2014(09)
[4]空间对接锁系表面强化及润滑处理技术[J]. 沙春生,宋晓航,熊艳艳,宿国友,郭立杰.  真空科学与技术学报. 2014(07)
[5]航天相机碳纤维外罩结构及模态分析和试验[J]. 初昶波,柴文义,张昊苏,贺天兵,汶德胜.  红外与激光工程. 2013(04)
[6]实施我国载人空间站工程 推动载人航天事业科学发展[J]. 王永志.  载人航天. 2011(01)
[7]有限元建模中的几何清理问题[J]. 刘荣军,吴新跃,郑建华.  机械设计与制造. 2005(09)
[8]有限元法的应用现状研究[J]. 于亚婷,杜平安,王振伟.  机械设计. 2005(03)
[9]从分子密封学角度浅析空间站舱门密封[J]. 潘仁度.  润滑与密封. 2003(03)



本文编号：3241347