一种通用式快换结构

本发明涉及抓取连接装置，具体而言，涉及一种通用式快换结构。

背景技术：

1、随着太空作业项目数量的不断提升，需要在有限的时间内完成更多的太空作业项目，为了缩短作业时间，对太空漂浮物如航天器零部件的捕获效率提出更高的要求。目前，在进行太空漂浮物的捕获过程中，通常在机械臂上安装一个快换结构，而在漂浮于太空中的航天器零部件上安装另一快换结构，通过机械臂的移动实现两个快换结构的快速对接，进而提升太空漂浮物的捕获效率。

2、但是，现有的快换结构的结构较为复杂，满足航天运输的物体所要求的轻量化和小型化设计较为困难，不利于航天运输，而且，现有的快换结构分为公母两种来配合使用，安装在机械臂上的快换结构和安装在太空漂浮物上的快换结构的具体结构并不相同，安装快换结构的过程中需要进行区分再进行安装，不利于提升太空作业的工作效率。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是如何在实现快换结构的小型化和轻量化设计的同时，提升快换结构的安装效率。

2、为解决上述问题，本发明提供了一种通用式快换结构，包括防护壳、传动机构、驱动机构和捕获件，所述传动机构安装在所述防护壳内，所述传动机构为中空结构，所述驱动机构安装在所述传动机构内，且与所述传动机构驱动连接，所述捕获件贯穿所述防护壳且与所述传动机构连接，所述防护壳上设有连接部，所述捕获件和所述连接部数量相同，且绕第一方向等间隔交替排布，所述驱动机构用于通过所述传动机构驱动所述捕获件的端部沿所述第一方向靠近或远离所述防护壳，所述捕获件用于与另一所述防护壳的所述连接部一一对应连接。

3、可选地，所述防护壳包括安装壳和导向板，所述安装壳为朝向所述第一方向开口设置的中空结构，所述传动机构安装在所述安装壳内，所述导向板覆盖安装于所述安装壳的开口端，所述导向板上设有第一对位部和第二对位部，所述第一对位部和所述第二对位部数量相同，且绕所述第一方向等间隔交替排布，所述第一对位部用于与另一所述防护壳的所述导向板的所述第二对位部沿所述第一方向对位贴合。

4、可选地，所述第二对位部位于所述捕获件贯穿所述防护壳处，所述第一对位部位于所述连接部处。

5、可选地，所述通用式快换结构还包括电连接模块，所述电连接模块安装在所述安装壳内，所述导向板上还设有安装口，所述安装口沿所述第一方向贯穿所述导向板，且位于所述第一对位部和所述第二对位部之间，所述电连接模块的连接端位于所述安装口处，且用于与另一所述防护壳上的所述电连接模块的连接端对应电连接。

6、可选地，所述传动机构包括丝杆和丝母，所述丝杆为中空结构且沿所述第一方向延伸，所述驱动机构安装在所述丝杆内，且与所述丝杆驱动连接，所述驱动机构用于驱动所述丝杆绕其自身轴线转动，所述丝母套装在所述丝杆上，且与所述捕获件连接。

7、可选地，所述驱动机构包括旋转驱动件和减速器，所述旋转驱动件与所述减速器驱动连接，所述减速器与所述丝杆同轴设置，且与所述丝杆驱动连接。

8、可选地，所述防护壳上与所述第一方向垂直的一端面上设有装配口，所述装配口覆盖安装有装配板，所述装配板上安装有驱动安装座和传动安装座，所述驱动安装座和所述传动安装座均经所述装配口装入所述防护壳内，所述驱动安装座、所述传动安装座与所述丝杆同轴设置，所述旋转驱动件安装在所述驱动安装座上，所述减速器通过所述驱动安装座安装在所述传动安装座上。

9、可选地，所述捕获件包括钩取部和支撑部，所述钩取部用于与另一所述防护壳的所述连接部连接，所述防护壳上设有第一限位部和第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部绕所述第一方向间隔排布，所述支撑部贯穿所述防护壳与所述丝母连接，且位于所述第一限位部和所述第二限位部之间。

10、可选地，所述支撑部与所述丝母绕第二方向转动连接，所述第二方向与所述第一方向和所述丝母的径向均垂直；所述第一限位部和/或所述第二限位部上设有限位杆，所述支撑部上设有限位槽，所述限位槽沿所述第一方向背离所述钩取部延伸，并朝向所述丝杆折弯设置，所述限位杆至少部分滑动安装在所述限位槽内。

11、可选地，所述钩取部沿所述丝母的径向延伸设置，所述防护壳的侧壁与顶壁的连接处凹陷形成容纳槽，所述容纳槽用于容纳另一所述防护壳上的所述捕获件的所述支撑部，所述容纳槽的槽壁凹陷形成连接槽，所述连接槽用于容纳另一所述防护壳上的所述捕获件的所述钩取部，且所述连接槽的槽壁与所述钩取部沿所述第一方向相抵，所述容纳槽和所述连接槽组成所述连接部。

12、本发明的通用式快换结构的有益效果是：设置防护壳、传动机构、驱动机构和捕获件组成通用式快换结构，其中，传动机构安装在防护壳内，可通过防护壳对传动机构进行防护，保证传动机构的工作稳定性，而传动机构为中空结构，驱动机构安装在传动机构内，且与传动机构驱动连接，这样防护壳在对传动机构进行防护的同时，也可对驱动机构进行防护，保证驱动机构的工作稳定性，而且将驱动机构设置在传动机构的内部，利用传动机构的内部空间来放置驱动机构，可有效减少驱动机构和传动机构组成的结构进行安装在所需要的空间，进而可有效减少防护壳设置的内部空间，缩小通用式快换结构的体积，实现通用式快换结构的小型化设计和轻量化设计，有利于航天运输；在此基础上，捕获件贯穿防护壳且与传动机构连接，驱动机构可通过传动机构驱动捕获件的端部沿第一方向靠近或远离防护壳，而捕获件可与另一防护壳的连接部连接，从而实现一通用式快换结构通过捕获件对另一通用式快换结构进行捕获以及连接，同时，捕获件和连接部数量相同，且绕第一方向等间隔交替排布，这样设置，任意两个通用式快换结构的结构相同，且可配合对应进行捕获和连接，而不是分为公母两种结构进行配合使用，这样在安装通用式快换结构的过程中不需要进行区分再进行安装，可有利于提升太空作业的工作效率。

技术特征：

1.一种通用式快换结构，其特征在于，包括防护壳(1)、传动机构(2)、驱动机构(3)和捕获件(4)，所述传动机构(2)安装在所述防护壳(1)内，所述传动机构(2)为中空结构，所述驱动机构(3)安装在所述传动机构(2)内，且与所述传动机构(2)驱动连接，所述捕获件(4)贯穿所述防护壳(1)且与所述传动机构(2)连接，所述防护壳(1)上设有连接部(11)，所述捕获件(4)和所述连接部(11)数量相同，且绕第一方向等间隔交替排布，所述驱动机构(3)用于通过所述传动机构(2)驱动所述捕获件(4)的端部沿所述第一方向靠近或远离所述防护壳(1)，所述捕获件(4)用于与另一所述防护壳(1)的所述连接部(11)一一对应连接。

2.根据权利要求1所述的通用式快换结构，其特征在于，所述防护壳(1)包括安装壳(12)和导向板(13)，所述安装壳(12)为朝向所述第一方向开口设置的中空结构，所述传动机构(2)安装在所述安装壳(12)内，所述导向板(13)覆盖安装于所述安装壳(12)的开口端，所述导向板(13)上设有第一对位部(131)和第二对位部(132)，所述第一对位部(131)和所述第二对位部(132)数量相同，且绕所述第一方向等间隔交替排布，所述第一对位部(131)用于与另一所述防护壳(1)的所述导向板(13)的所述第二对位部(132)沿所述第一方向对位贴合。

3.根据权利要求2所述的通用式快换结构，其特征在于，所述第二对位部(132)位于所述捕获件(4)贯穿所述防护壳(1)处，所述第一对位部(131)位于所述连接部(11)处。

4.根据权利要求3所述的通用式快换结构，其特征在于，还包括电连接模块(5)，所述电连接模块(5)安装在所述安装壳(12)内，所述导向板(13)上还设有安装口(133)，所述安装口(133)沿所述第一方向贯穿所述导向板(13)，且位于所述第一对位部(131)和所述第二对位部(132)之间，所述电连接模块(5)的连接端位于所述安装口(133)处，且用于与另一所述防护壳(1)上的所述电连接模块(5)的连接端对应电连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的通用式快换结构，其特征在于，所述传动机构(2)包括丝杆(21)和丝母(22)，所述丝杆(21)为中空结构且沿所述第一方向延伸，所述驱动机构(3)安装在所述丝杆(21)内，且与所述丝杆(21)驱动连接，所述驱动机构(3)用于驱动所述丝杆(21)绕其自身轴线转动，所述丝母(22)套装在所述丝杆(21)上，且与所述捕获件(4)连接。

6.根据权利要求5所述的通用式快换结构，其特征在于，所述驱动机构(3)包括旋转驱动件(31)和减速器(32)，所述旋转驱动件(31)与所述减速器(32)驱动连接，所述减速器(32)与所述丝杆(21)同轴设置，且与所述丝杆(21)驱动连接。

7.根据权利要求6所述的通用式快换结构，其特征在于，所述防护壳(1)上与所述第一方向垂直的一端面上设有装配口，所述装配口覆盖安装有装配板(14)，所述装配板(14)上安装有驱动安装座(15)和传动安装座(16)，所述驱动安装座(15)和所述传动安装座(16)均经所述装配口装入所述防护壳(1)内，所述驱动安装座(15)、所述传动安装座(16)与所述丝杆(21)同轴设置，所述旋转驱动件(31)安装在所述驱动安装座(15)上，所述减速器(32)通过所述驱动安装座(15)安装在所述传动安装座(16)上。

8.根据权利要求5所述的通用式快换结构，其特征在于，所述捕获件(4)包括钩取部(41)和支撑部(42)，所述钩取部(41)用于与另一所述防护壳(1)的所述连接部(11)连接，所述防护壳(1)上设有第一限位部(17)和第二限位部(18)，所述第一限位部(17)和所述第二限位部(18)绕所述第一方向间隔排布，所述支撑部(42)贯穿所述防护壳(1)与所述丝母(22)连接，且位于所述第一限位部(17)和所述第二限位部(18)之间。

9.根据权利要求8所述的通用式快换结构，其特征在于，所述支撑部(42)与所述丝母(22)绕第二方向转动连接，所述第二方向与所述第一方向和所述丝母(22)的径向均垂直；所述第一限位部(17)和/或所述第二限位部(18)上设有限位杆(19)，所述支撑部(42)上设有限位槽(421)，所述限位槽(421)沿所述第一方向背离所述钩取部(41)延伸，并朝向所述丝杆(21)折弯设置，所述限位杆(19)至少部分滑动安装在所述限位槽(421)内。

10.根据权利要求9所述的通用式快换结构，其特征在于，所述钩取部(41)沿所述丝母(22)的径向延伸设置，所述防护壳(1)的侧壁与顶壁的连接处凹陷形成容纳槽，所述容纳槽用于容纳另一所述防护壳(1)上的所述捕获件(4)的所述支撑部(42)，所述容纳槽的槽壁凹陷形成连接槽，所述连接槽用于容纳另一所述防护壳(1)上的所述捕获件(4)的所述钩取部(41)，且所述连接槽的槽壁与所述钩取部(41)沿所述第一方向相抵，所述容纳槽和所述连接槽组成所述连接部(11)。

技术总结
本发明提供了一种通用式快换结构，涉及抓取连接装置技术领域，本发明的通用式快换结构利用传动机构的内部空间来放置驱动机构，可有效减少驱动机构和传动机构组成的结构进行安装在所需要的空间，进而可有效减少防护壳设置的内部空间，缩小通用式快换结构的体积，实现通用式快换结构的小型化设计和轻量化设计，有利于航天运输；在此基础上，进行对应连接的两个通用式快换结构的结构相同，且通用式快换结构的捕获件和连接部绕第一方向等间隔交替排布，可使得两个通用式快换结构可不分公母的进行连接，这样在安装通用式快换结构的过程中不需要进行区分再进行安装，可有利于提升太空作业的工作效率。

技术研发人员：孙奎,邵子健,曹宝石,李雪皑,刘阳
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4