專(zhuān)利名稱(chēng)：模塊化航天器組成模塊的在軌更換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于實(shí)現(xiàn)模塊化航天器組成模塊在軌更換的機(jī)械裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的傳統(tǒng)航天器存在諸多不足，首先，傳統(tǒng)航天器的設(shè)計(jì)是面向任務(wù)的，由用戶(hù)需求驅(qū)動(dòng)，任務(wù)功能專(zhuān)一；第二，傳統(tǒng)航天器一般為多系統(tǒng)耦合集成的整體，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)高，為了提高可靠性，典型的做法是增加子系統(tǒng)冗余，但這又進(jìn)一步增加了航天器的質(zhì)量和復(fù)雜性；第三，這樣的復(fù)雜系統(tǒng)在地面制造和裝配時(shí)，往往需要在不同的地點(diǎn)進(jìn)行生產(chǎn)和運(yùn)輸，這又進(jìn)一步增加了風(fēng)險(xiǎn)、成本和時(shí)間；第四，航天器的發(fā)射對(duì)其體積、構(gòu)型和質(zhì)量也提出了嚴(yán)格的要求，使設(shè)計(jì)受到極大限制。模塊化航天器是近年來(lái)提出并發(fā)展的一種新型航天器，其內(nèi)涵就是要求將整個(gè)航天器依據(jù)功能合理劃分為多個(gè)不同的功能模塊，這些模塊物理獨(dú)立、功能獨(dú)立，通過(guò)特定的規(guī)則組合到一起，可實(shí)現(xiàn)航天器的整體功能。同時(shí)，各個(gè)模塊要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，即針對(duì)同一功能，形成系列，滿(mǎn)足不同需求指標(biāo)的模塊，且系列模塊具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械、電源、信號(hào)、熱控和流體管路接口，保證同系列模塊之間的可替換性。模塊的組合規(guī)則來(lái)源于特定航天器的功能及指標(biāo)要求，通過(guò)對(duì)組合規(guī)則的控制及對(duì)功能模塊的優(yōu)化與配置，可以形成滿(mǎn)足多種飛行任務(wù)的航天器。通過(guò)更換功能模塊(如有效載荷模塊)，航天器系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同的功能，滿(mǎn)足不同的任務(wù)要求，大大提高系統(tǒng)的適應(yīng)能力，減小不同任務(wù)的航天器設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測(cè)試時(shí)間。通過(guò)更換故障模塊，可極大地提高航天器的空間生存能力，提升航天器的運(yùn)行可用性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是:為了克服現(xiàn)有的傳統(tǒng)航天器一般為多系統(tǒng)耦合集成的整體，未進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)高，為提高系統(tǒng)可靠性的多冗余度設(shè)計(jì)又進(jìn)一步增加了航天器的質(zhì)量和復(fù)雜性等諸多不足。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種適用于航天器模塊化設(shè)計(jì)的、支持模塊在軌更換功能的機(jī)械裝置，以便為航天器可更換模塊的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。本發(fā)明的是技術(shù)方案是，一種模塊化航天器組成模塊的在軌更換裝置，包括多個(gè)模塊化航天器組成模塊與模塊安裝結(jié)構(gòu)12，所述模塊安裝結(jié)構(gòu)12固定于航天器本體上，所述的多個(gè)模塊化航天器組成模塊則安裝于模塊安裝結(jié)構(gòu)12中；多個(gè)模塊化航天器組成模塊外部完全一致，均為長(zhǎng)方體狀；模塊安裝結(jié)構(gòu)12為剛性桁架結(jié)構(gòu)，并形成多個(gè)與長(zhǎng)方體狀模塊化航天器組成模塊相配的長(zhǎng)方體空腔，使得模塊化航天器組成模塊可以根據(jù)需要裝入相應(yīng)的長(zhǎng)方體空腔中；為了描述，定義所述長(zhǎng)方體相鄰三條邊方向分別為x、y、z方向，其中，模塊化航天器組成模塊裝入模塊安裝結(jié)構(gòu)12的長(zhǎng)方體空腔的水平運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閄方向，模塊化航天器組成模塊的厚度方向?yàn)閦方向，第三方向?yàn)閥方向；參閱圖1，單個(gè)的模塊化航天器組成模塊主要包括模塊前蓋板1、模塊上蓋板2、模塊殼體3、定位銷(xiāo)軸4、彈簧導(dǎo)向滑桿a5、壓縮彈簧a6、彈簧導(dǎo)向滑孔7、彈簧導(dǎo)向滑桿b8、壓縮彈黃b9、鎖鉤10和導(dǎo)向銷(xiāo)軸11 ；參閱圖3，模塊殼體3用于裝填模塊內(nèi)部的功能零部件，模塊殼體3的外部側(cè)面采用加筋結(jié)構(gòu)，這樣不僅可以提供機(jī)械強(qiáng)度和剛度的支持，還能夠提供熱傳導(dǎo)途徑，實(shí)現(xiàn)模塊內(nèi)部與外部的熱傳遞；模塊殼體3的外部棱邊加工有相應(yīng)的倒角平面，以便于對(duì)模塊殼體3進(jìn)行安裝和導(dǎo)向。模塊前蓋板I位于模塊殼體3的前端面，并在其前端面上有上、下兩個(gè)凸片，上凸片提供用于更換模塊的空間機(jī)械臂或航天員夾持表面，下凸片提供用于導(dǎo)向的導(dǎo)向銷(xiāo)軸孔。模塊上蓋板2位于模塊殼體3的上端面，用于實(shí)現(xiàn)模塊的封裝。參閱圖1、圖4，定位銷(xiāo)軸4通過(guò)螺紋連接安裝于模塊殼體3的后端面，其軸線(xiàn)平行于X方向，定位銷(xiāo)軸4為由螺紋段和光滑段構(gòu)成的階梯軸，階梯軸的螺紋段用于和模塊殼體3前端面上相應(yīng)的螺紋孔連接，階梯軸的光滑段伸出模塊殼體3的前端面，用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)模塊化航天器組成模塊在裝入時(shí)的精確定位，保證模塊上的電源、數(shù)據(jù)等接口正確與航天器本體上的相應(yīng)接口相連。參閱圖5、圖6，彈簧導(dǎo)向滑孔7為中空結(jié)構(gòu)，連接于模塊殼體3或模塊前蓋板I上；壓縮彈簧a6安裝在彈簧導(dǎo)向滑桿a5和彈簧導(dǎo)向滑孔7之間，彈簧導(dǎo)向滑桿a5和彈簧導(dǎo)向滑孔7配合使用，共同組成X向壓縮彈簧a6的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，起到對(duì)壓縮彈簧a6的導(dǎo)向作用，彈簧導(dǎo)向滑桿a5的前端加工成光滑圓柱形表面，與模塊殼體3前端面上對(duì)應(yīng)的插孔采用間隙配合的方式連接，彈簧導(dǎo)向滑桿a5前端的圓柱端面在模塊裝入航天器本體后受到擠壓，從而壓縮彈簧a6在預(yù)壓縮的基礎(chǔ)上受到再度壓縮，給整個(gè)模塊一個(gè)X反方向的作用力。參閱圖8，鎖鉤10為一位于模塊前蓋板I下凸片下方的帶鎖鉤平板；參閱圖9，導(dǎo)向銷(xiāo)軸11也為由螺紋段和光滑段組成的階梯軸結(jié)構(gòu)，其軸向與z向平行，其光滑段與模塊前蓋板I下凸片上的導(dǎo)向銷(xiāo)軸孔間隙配合，且光滑段端頭有凸臺(tái)與模塊前蓋板I下凸片的上表面止靠，其螺紋段與鎖鉤10平板形成螺紋連接；安裝時(shí)，導(dǎo)向銷(xiāo)軸11的端部螺紋穿過(guò)模塊前蓋板I下凸片上的導(dǎo)向銷(xiāo)軸孔與鎖鉤10平板上的螺紋孔連接，以便在鎖鉤10上下移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向銷(xiāo)軸11能夠同時(shí)在模塊前蓋板I下凸片上的導(dǎo)向銷(xiāo)軸孔中滑動(dòng)，起到對(duì)鎖鉤10的導(dǎo)向作用。壓縮彈簧b9安裝在彈簧導(dǎo)向滑桿b8和另一彈簧導(dǎo)向滑孔7之間，彈簧導(dǎo)向滑桿b8和另一彈簧導(dǎo)向滑孔7配合使用，共同組成z向壓縮彈簧b9的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，起到對(duì)壓縮彈簧b9的導(dǎo)向作用，彈簧導(dǎo)向滑桿b8的下端與鎖鉤10平板連接，該彈簧導(dǎo)向滑孔7連接于模塊前蓋板I上；這樣，鎖鉤10是在彈簧導(dǎo)向滑桿b8和導(dǎo)向銷(xiāo)軸11構(gòu)成的雙導(dǎo)向軌道內(nèi)滑動(dòng)，避免了鎖鉤在上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的卡死現(xiàn)象。使用過(guò)程一:模塊化航天器組成模塊的裝入過(guò)程。參閱圖10，模塊化航天器組成模塊在裝入模塊安裝結(jié)構(gòu)12中時(shí)，空間機(jī)械臂或航天員分別夾持著模塊前蓋板I上凸片表面和鎖鉤10平板的下表面，此時(shí)，壓縮彈簧b9受到壓縮，鎖鉤10在彈簧導(dǎo)向滑桿b8和導(dǎo)向銷(xiāo)軸11構(gòu)成的雙導(dǎo)向軌道內(nèi)向上滑動(dòng)。在相應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)下，模塊與模塊安裝結(jié)構(gòu)12相應(yīng)的空腔進(jìn)行對(duì)中，然后，空間機(jī)械臂或航天員推動(dòng)模塊沿模塊安裝結(jié)構(gòu)12上的倒角平面滑動(dòng)進(jìn)入安裝結(jié)構(gòu)12相應(yīng)空腔中，安裝到達(dá)預(yù)定位置后，彈簧導(dǎo)向滑桿a5的光滑圓柱前端面受到航天器本體結(jié)構(gòu)表面的擠壓，使得壓縮彈簧a6在預(yù)壓縮的基礎(chǔ)上再度受到壓縮，給整個(gè)模塊一個(gè)X反方向的作用力，同時(shí)，空間機(jī)械臂或航天員松開(kāi)鎖鉤10，鎖構(gòu)10在壓縮彈簧b9的作用下進(jìn)入鎖定位置，并在壓縮彈簧a6的作用下與安裝結(jié)構(gòu)12有效貼合而不會(huì)使模塊沿安裝方向，即X方向發(fā)生松動(dòng)，實(shí)現(xiàn)模塊的可靠安裝。依次裝入所需的所有模塊。使用過(guò)程二:模塊化航天器組成模塊的拔出過(guò)程。 參閱圖11，模塊化航天器組成模塊在從安裝結(jié)構(gòu)12中拔出時(shí)，空間機(jī)械臂或航天員分別夾持著相應(yīng)模塊化航天器組成模塊前蓋板I上凸片表面和鎖鉤10的下表面，此時(shí)，壓縮彈簧b9受到壓縮，鎖鉤10在彈簧導(dǎo)向滑桿b8和導(dǎo)向銷(xiāo)軸11構(gòu)成的雙導(dǎo)向軌道內(nèi)向上滑動(dòng)，空間機(jī)械臂或航天員夾持著模塊沿安裝結(jié)構(gòu)12上的倒角平面拔出，在剛拔出時(shí)，彈簧導(dǎo)向滑桿a5的光滑圓柱形表面的前端面與航天器本體結(jié)構(gòu)表面分離，壓縮彈簧a6得到釋放并推動(dòng)彈簧導(dǎo)向滑桿a5恢復(fù)至初始狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果是:上述航天器組成模塊安裝在航天器上便于獲取的位置，在不影響航天器上其他模塊功能的情況下，僅通過(guò)空間機(jī)械臂或航天員對(duì)更換裝置進(jìn)行簡(jiǎn)單的夾持操作即可完成功能模塊或故障模塊的插拔式更換，使航天器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的重構(gòu)，完成功能上的升級(jí)，極大地提高了航天器的空間生存能力，提升了航天器的運(yùn)行可用性。從整體而言，該航天器組成模塊的在軌更換裝置具有連接可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，能夠?qū)崿F(xiàn)航天器組成模塊的重復(fù)更換等優(yōu)點(diǎn)，適合于模塊化航天器組成模塊的在軌更換操作。

圖1是本發(fā)明提出的模塊化航天器組成模塊的在軌更換裝置軸測(cè)圖；圖2是模塊安裝結(jié)構(gòu)12軸測(cè)圖；圖3是模塊外殼結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖；圖4是定位銷(xiāo)軸4軸測(cè)圖；圖5是彈簧導(dǎo)向滑桿a5軸測(cè)圖；圖6是彈簧導(dǎo)向滑孔7軸測(cè)圖；圖7是彈簧導(dǎo)向滑桿b8軸測(cè)圖；圖8是鎖鉤10軸測(cè)圖；圖9是導(dǎo)向銷(xiāo)軸11測(cè)圖；圖10是模塊裝入安裝結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖；圖11是模塊從安裝結(jié)構(gòu)中拔出軸測(cè)圖；其中:1.模塊前蓋板；2.模塊上蓋板；3.模塊殼體；4.定位銷(xiāo)軸；5.彈簧導(dǎo)向滑桿a ；6.壓縮彈簧a ；7.彈簧導(dǎo)向滑孔；8.彈簧導(dǎo)向滑桿b ；9.壓縮彈簧b ；10.鎖鉤；11.導(dǎo)向銷(xiāo)軸；12.模塊安裝結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明提出的模塊化航天器組成模塊的在軌更換裝置的具體結(jié)構(gòu)，及模塊的裝入和拔出過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)介紹。[0037]參閱圖1-圖9，本實(shí)施實(shí)例中的在軌更換裝置，包括多個(gè)模塊化航天器組成模塊與模塊安裝結(jié)構(gòu)12，所述模塊安裝結(jié)構(gòu)12固定于航天器本體上，所述的多個(gè)模塊化航天器組成模塊則安裝于模塊安裝結(jié)構(gòu)12中；多個(gè)模塊化航天器組成模塊外部完全一致，均為長(zhǎng)方體狀；模塊安裝結(jié)構(gòu)12為剛性桁架結(jié)構(gòu)，并形成3個(gè)與長(zhǎng)方體狀模塊化航天器組成模塊相配的長(zhǎng)方體空腔，使得模塊化航天器組成模塊可以根據(jù)需要裝入相應(yīng)的長(zhǎng)方體空腔中；為了描述，定義所述長(zhǎng)方體相鄰三條邊方向分別為x、y、z方向，其中，模塊化航天器組成模塊裝入模塊安裝結(jié)構(gòu)12的長(zhǎng)方體空腔的水平運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閄方向，模塊化航天器組成模塊的厚度方向?yàn)閦方向，第三方向?yàn)閥方向；參閱圖2，本實(shí)施例中，模塊安裝結(jié)構(gòu)12由不同形狀的方形長(zhǎng)桿拼接而成，各長(zhǎng)桿之間用定位銷(xiāo)釘定位，并用雙頭螺桿和螺母沿各個(gè)方向?qū)⑵淅o，搭建成可靠性較高的剛性桁架結(jié)構(gòu)，桁架結(jié)構(gòu)的相應(yīng)桿件上加工有倒角平面，以便于模塊的裝入和裝入過(guò)程中的導(dǎo)向。參閱圖1，單個(gè)的模塊化航天器組成模塊主要包括模塊前蓋板1、模塊上蓋板2、模塊殼體3、定位銷(xiāo)軸4、彈簧導(dǎo)向滑桿a5、壓縮彈簧a6、彈簧導(dǎo)向滑孔7、彈簧導(dǎo)向滑桿b8、壓縮彈黃b9、鎖鉤10和導(dǎo)向銷(xiāo)軸11 ；參閱圖3，模塊殼體3用于裝填模塊內(nèi)部的功能零部件，模塊殼體3的外部側(cè)面采用加筋結(jié)構(gòu)，這樣不僅可以提供機(jī)械強(qiáng)度和剛度的支持，還能夠提供熱傳導(dǎo)途徑，實(shí)現(xiàn)模塊內(nèi)部與外部的熱傳遞；模塊殼體3的外部棱邊加工有相應(yīng)的倒角平面，以便于對(duì)模塊殼體3進(jìn)行安裝和導(dǎo)向。模塊前蓋板I位于模塊殼體3的前端面，并在其前端面上有上、下兩個(gè)凸片，上凸片提供用于更換模塊的空間機(jī)械臂或航天員夾持表面，下凸片提供用于導(dǎo)向的導(dǎo)向銷(xiāo)軸孔。模塊上蓋板2位于模塊殼體3的上端面，用于實(shí)現(xiàn)模塊的封裝。參閱圖1、圖4，定位銷(xiāo)軸4通過(guò)螺紋連接安裝于模塊殼體3的后端面，其軸線(xiàn)平行于X方向，定位銷(xiāo)軸4為由螺紋段和光滑段構(gòu)成的階梯軸，階梯軸的螺紋段用于和模塊殼體3前端面上相應(yīng)的螺紋孔連接，階梯軸的光滑段用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)模塊化航天器組成模塊在裝入時(shí)的精確定位，保證模塊上的電源、數(shù)據(jù)等接口正確與航天器本體上的相應(yīng)接口相連。參閱圖5、圖6，彈簧導(dǎo)向滑孔7為中空結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺紋連接于模塊殼體3或模塊前蓋板I上；壓縮彈簧a6安裝在彈簧導(dǎo)向滑桿a5和彈簧導(dǎo)向滑孔7之間，彈簧導(dǎo)向滑桿a5和彈簧導(dǎo)向滑孔7配合使用，共同組成X向壓縮彈簧a6的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，起到對(duì)壓縮彈簧a6的導(dǎo)向作用，彈簧導(dǎo)向滑桿a5的前端加工成光滑圓柱形表面，與模塊殼體3前端面上對(duì)應(yīng)的插孔采用間隙配合的方式連接，彈簧導(dǎo)向滑桿a5前端的圓柱端面在模塊裝入航天器本體后受到擠壓，從而壓縮彈簧a6在預(yù)壓縮的基礎(chǔ)上受到再度壓縮，給整個(gè)模塊一個(gè)X反方向的作用力。參閱圖8，鎖鉤10為一位于模塊前蓋板I下凸片下方的帶鎖鉤平板；參閱圖11，導(dǎo)向銷(xiāo)軸11也為由螺紋段和光滑段組成的階梯軸結(jié)構(gòu)，其軸向與z向平行，其光滑段與模塊前蓋板I下凸片上的導(dǎo)向銷(xiāo)軸孔間隙配合，且光滑段端頭有凸臺(tái)與模塊前蓋板I下凸片的上表面止靠，其螺紋段與鎖鉤10平板形成螺紋連接；安裝時(shí)，導(dǎo)向銷(xiāo)軸11的端部螺紋穿過(guò)模塊前蓋板I下凸片上的導(dǎo)向銷(xiāo)軸孔與鎖鉤10平板上的螺紋孔連接，以便在鎖鉤10上下移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)向銷(xiāo)軸11能夠同時(shí)在模塊前蓋板I下凸片上的導(dǎo)向銷(xiāo)軸孔中滑動(dòng)，起到對(duì)鎖鉤10的導(dǎo)向作用。壓縮彈簧b9安裝在彈簧導(dǎo)向滑桿b8和另一彈簧導(dǎo)向滑孔7之間，彈簧導(dǎo)向滑桿b8和另一彈簧導(dǎo)向滑孔7配合使用，共同組成z向壓縮彈簧b9的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，起到對(duì)壓縮彈簧b9的導(dǎo)向作用，彈簧導(dǎo)向滑桿b8的下端與鎖鉤10平板形成螺紋連接，該彈簧導(dǎo)向滑孔7連接于模塊前蓋板I上；這樣，鎖鉤10是在彈簧導(dǎo)向滑桿b8和導(dǎo)向銷(xiāo)軸11構(gòu)成的雙導(dǎo)向軌道內(nèi)滑動(dòng)，避免了鎖鉤在上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的卡死現(xiàn)象。使用過(guò)程一:模塊化航天器組成模塊的裝入過(guò)程。參閱圖10，本實(shí)施實(shí)例中模塊化航天器組成模塊在裝入模塊安裝結(jié)構(gòu)12中時(shí)，空間機(jī)械臂或航天員分別夾持著模塊前蓋板I上凸片表面和鎖鉤10平板的下表面，此時(shí)，壓縮彈簧b9受到壓縮，鎖鉤10在彈簧導(dǎo)向滑桿b8和導(dǎo)向銷(xiāo)軸11構(gòu)成的雙導(dǎo)向軌道內(nèi)向上滑動(dòng)。在相應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)下，模塊與模塊安裝結(jié)構(gòu)12相應(yīng)的空腔進(jìn)行對(duì)中，然后，空間機(jī)械臂或航天員推動(dòng)模塊沿模塊安裝結(jié)構(gòu)12上的倒角平面滑動(dòng)進(jìn)入安裝結(jié)構(gòu)12相應(yīng)空腔中，安裝到達(dá)預(yù)定位置后，彈簧導(dǎo)向滑桿a5的光滑圓柱前端面受到航天器本體結(jié)構(gòu)表面的擠壓，使得壓縮彈簧a6在預(yù)壓縮的基礎(chǔ)上再度受到壓縮，給整個(gè)模塊一個(gè)X反方向的作用力，同時(shí)，空間機(jī)械臂或航天員松開(kāi)鎖鉤10，鎖構(gòu)10在壓縮彈簧b9的作用下進(jìn)入鎖定位置，并在壓縮彈簧a6的作用下與安裝結(jié)構(gòu)12有效貼合而不會(huì)使模塊沿安裝方向，即X方向發(fā)生松動(dòng)，實(shí)現(xiàn)模塊的可靠安裝。依次裝入所需的所有模塊。使用過(guò)程一:模塊化航天器組成模塊的拔出過(guò)程。參閱圖11，本實(shí)施實(shí)例中模塊化航天器組成模塊在從安裝結(jié)構(gòu)12中拔出時(shí)，空間機(jī)械臂或航天員分別夾持著相應(yīng)模塊化航天器組成模塊前蓋板I上凸片表面和鎖鉤10的下表面，此時(shí)，壓縮彈簧b9受到壓縮，鎖鉤10在彈簧導(dǎo)向滑桿b8和導(dǎo)向銷(xiāo)軸11構(gòu)成的雙導(dǎo)向軌道內(nèi)向上滑動(dòng)，空間機(jī)械臂或航天員夾持著模塊沿安裝結(jié)構(gòu)12上的倒角平面拔出，在剛拔出時(shí)，彈簧導(dǎo)向滑桿a5的光滑圓柱形表面的前端面與航天器本體結(jié)構(gòu)表面分離，壓縮彈簧a6得到釋放并推動(dòng)彈簧導(dǎo)向滑桿a5恢復(fù)至初始狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種模塊化航天器組成模塊的在軌更換裝置，其特征在于:包括多個(gè)模塊化航天器組成模塊與模塊安裝結(jié)構(gòu)(12)，所述模塊安裝結(jié)構(gòu)(12)固定于航天器本體上，所述的多個(gè)模塊化航天器組成模塊則安裝于模塊安裝結(jié)構(gòu)(12)中； 多個(gè)模塊化航天器組成模塊外部完全一致，均為長(zhǎng)方體狀；模塊安裝結(jié)構(gòu)(12)為剛性桁架結(jié)構(gòu)，并形成多個(gè)與長(zhǎng)方體狀模塊化航天器組成模塊相配的長(zhǎng)方體空腔，使得模塊化航天器組成模塊可以裝入相應(yīng)的長(zhǎng)方體空腔中；定義所述長(zhǎng)方體相鄰三條邊方向分別為X、1、z方向，其中，模塊化航天器組成模塊裝入模塊安裝結(jié)構(gòu)(12)的長(zhǎng)方體空腔的水平運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閄方向，模塊化航天器組成模塊的厚度方向?yàn)閦方向，第三方向?yàn)閥方向； 單個(gè)的模塊化航天器組成模塊主要包括模塊前蓋板(I)、模塊上蓋板(2)、模塊殼體(3)、定位銷(xiāo)軸(4)、彈簧導(dǎo)向滑桿a (5)、壓縮彈簧a (6)、彈簧導(dǎo)向滑孔(7)、彈簧導(dǎo)向滑桿b (8)、壓縮彈簧b (9)、鎖鉤(10)和導(dǎo)向銷(xiāo)軸(11); 模塊殼體(3)用于裝填模塊內(nèi)部的功能零部件； 模塊前蓋板(I)位于模塊殼體(3)的前端面，并在其前端面上有上、下兩個(gè)凸片； 模塊上蓋板(2)位于模塊殼體(3)的上端面； 定位銷(xiāo)軸(4)通過(guò)螺紋連接安裝于模塊殼體(3)的后端面,其軸線(xiàn)平行于X方向，定位銷(xiāo)軸(4)為由螺紋段和光滑段構(gòu)成的階梯軸，階梯軸的螺紋段用于和模塊殼體(3)前端面上相應(yīng)的螺紋孔連接，階梯軸的光滑段伸出模塊殼體(3)的后端面； 彈簧導(dǎo)向滑孔(7)為中空結(jié)構(gòu)，連接于模塊殼體(3)或模塊前蓋板(I)上；壓縮彈簧a(6)安裝在彈簧導(dǎo)向滑桿a (5)和彈簧導(dǎo)向滑孔(7)之間，彈簧導(dǎo)向滑桿a (5)和彈簧導(dǎo)向滑孔(7)配合使用，共同組成X向壓縮彈簧a (6)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，彈簧導(dǎo)向滑桿a (5)的前端加工成光滑圓柱形表面，與模塊殼體(3)前端面上對(duì)應(yīng)的插孔采用間隙配合的方式連接；鎖鉤(10)為一位于模塊前蓋板(I)下凸片下方的帶鎖鉤平板； 導(dǎo)向銷(xiāo)軸(11)也為由螺紋段和光滑段組成的階梯軸結(jié)構(gòu)，其軸向與z向平行，其光滑段與模塊前蓋板(I)下凸片上的導(dǎo)向銷(xiāo)軸孔間隙配合，且光滑段端頭有凸臺(tái)與模塊前蓋板(I)下凸片的上表面止靠，其螺紋段與鎖鉤(10)平板形成螺紋連接； 壓縮彈簧b (9)安裝在彈簧導(dǎo)向滑桿b (8)和另一彈簧導(dǎo)向滑孔(7)之間，彈簧導(dǎo)向滑桿b (8)和另一彈簧導(dǎo)向滑孔(7)配合使用，共同組成z向壓縮彈簧b (9)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；彈簧導(dǎo)向滑桿b (8)的下端與鎖鉤(10)平板連接，該彈簧導(dǎo)向滑孔(7)連接于模塊前蓋板(I)上。
2.一種如權(quán)利要求1所述的模塊化航天器組成模塊的在軌更換裝置，其特征在于:所述模塊殼體(3)的外部側(cè)面采用加筋結(jié)構(gòu)。
3.—種如權(quán)利要求1所述的模塊化航天器組成模塊的在軌更換裝置，其特征在于:所述模塊殼體(3)的外部棱邊加工有相應(yīng)的倒角平面。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種用于實(shí)現(xiàn)模塊化航天器組成模塊在軌更換的機(jī)械裝置，包括多個(gè)模塊化航天器組成模塊與模塊安裝結(jié)構(gòu)12，所述的多個(gè)模塊化航天器組成模塊則安裝于模塊安裝結(jié)構(gòu)12中。該裝置在不影響航天器上其他模塊功能的情況下，僅通過(guò)空間機(jī)械臂或航天員對(duì)更換裝置進(jìn)行簡(jiǎn)單的夾持操作即可完成功能模塊或故障模塊的插拔式更換，使航天器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的重構(gòu)，完成功能上的升級(jí)，極大地提高了航天器的空間生存能力，提升了航天器的運(yùn)行可用性。從整體而言，該航天器組成模塊的在軌更換裝置具有連接可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，能夠?qū)崿F(xiàn)航天器組成模塊的重復(fù)更換等優(yōu)點(diǎn)，適合于模塊化航天器組成模塊的在軌更換操作。
文檔編號(hào)B64G1/66GK202966677SQ20122047656
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者劉更, 黨金良, 佟瑞庭, 劉振帥, 馬尚君, 劉嵐, 吳立言, 楊小輝, 王海偉 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)