一种航天器主动捕获装置以及对接装置及方法

摘要

本发明涉及一种航天器主动捕获装置以及对接装置及方法，航天器主动捕获装置包括捕获基座以及安装在捕获基座上的捕获驱动部、卡爪式对接机构、第一捕获爪和第二捕获爪，捕获基座安装在主动机构上；第一捕获爪通过第一基座连接轴连接捕获基座，第一基座连接轴穿过捕获基座并通过驱动连杆与第二捕获爪连接；卡爪式对接机构一端与捕获驱动部的驱动端连接，另一端与第一捕获爪连接，捕获驱动部通过卡爪式对接机构驱动第一捕获爪合拢或张开，第一捕获爪通过第一基座连接轴以及驱动连杆带动第二捕获爪同步合拢或张开。本发明利用捕获装置就能完成捕获、校正、缓冲、锁紧等功能，不需要单独的锁紧组件，减轻体积、重量，节省资源。

权利要求

1.一种航天器主动捕获装置，其特征在于，包括捕获基座以及安装在所述捕获基座上的捕获驱动部、卡爪式对接机构、第一捕获爪和第二捕获爪，所述第一捕获爪和第二捕获爪分别位于所述捕获基座的两侧，所述第一捕获爪通过第一基座连接轴连接在所述捕获基座上，所述第一基座连接轴穿过所述捕获基座并通过驱动连杆与所述第二捕获爪连接；所述卡爪式对接机构一端与所述捕获驱动部的驱动端连接，另一端与所述第一捕获爪连接，所述捕获驱动部通过卡爪式对接机构驱动所述第一捕获爪合拢或张开，所述第一捕获爪通过第一基座连接轴以及驱动连杆带动所述第二捕获爪同步合拢或张开；所述驱动连杆包括相互铰接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的端部与所述第一基座连接轴连接，所述第二连杆的端部与所述第二捕获爪连接；

所述卡爪式对接机构包括驱动杆、连杆A、连杆B和连杆C，所述连杆A的两端分别与所述连杆B的中部以及所述驱动杆的一端铰接，所述驱动杆的另一端与所述捕获驱动部的驱动端连接；所述连杆B一端铰接在所述捕获基座上，所述连杆B另一端与所述连杆C一端铰接，所述连杆C另一端与所述第一捕获爪铰接；其中，当所述驱动杆和连杆A位于同一条直线上，所述连杆B和所述连杆C位于同一条直线上时，所述卡爪式对接机构到达寄点位置，所述第一捕获爪和第二捕获爪处于合拢锁紧状态；

所述连杆B包括连杆BⅠ和连杆BⅡ，所述连杆A的一端铰接在所述连杆BⅠ上，所述连杆BⅠ与所述连杆BⅡ之间设有压缩碟簧，所述连杆BⅡ与所述连杆C的一端铰接。

2.根据权利要求1所述一种航天器主动捕获装置，其特征在于，所述第一基座连接轴铰接在所述捕获基座上；所述第一捕获爪的一端连接在所述第一基座连接轴上，所述第一捕获爪上开设有第一孔，所述第一孔内设有第一轴，所述卡爪式对接机构的一端与所述第一轴连接。

3.根据权利要求1所述一种航天器主动捕获装置，其特征在于，所述第二捕获爪靠近一端的位置铰接在所述捕获基座的侧壁上，所述第二捕获爪的一端开设有第二孔，所述第二孔内设有第二轴，所述驱动连杆与所述第二轴连接。

4.根据权利要求1所述一种航天器主动捕获装置，其特征在于，所述第二连杆的长度大于所述第一连杆的长度。

5.一种对接装置，其特征在于，包括权利要求1至4任一项所述的航天器主动捕获装置，还包括主动机构和被动机构，所述捕获基座安装在所述主动机构上；所述被动机构上设有与捕获装置的第一捕获爪和第二捕获爪适配的接收杆。

6.根据权利要求5所述一种对接装置，其特征在于，所述主动机构上还设有V型导向机构，所述V型导向机构位于第一捕获爪和第二捕获爪之间，所述V型导向机构的底部弹性连接在所述主动机构内。

7.根据权利要求5所述一种对接装置，其特征在于，所述主动机构上设有二次对接主动组件，所述被动机构上设有二次对接被动组件，所述二次对接主动组件与所述二次对接被动组件对应适配；

所述二次对接主动组件包括主动结构框架、对接驱动部和驱动盘，所述对接驱动部驱动所述驱动盘可升降的设置在所述主动结构框架内，所述驱动盘上设有快断公头、电连接器公头以及定位销；所述二次对接被动组件包括被动结构，所述被动结构上设有电连接器母头、快断母头以及定位孔，所述电连接器母头与所述电连接器公头适配，所述快断母头与所述快断公头适配，所述定位销与所述定位孔适配。

8.一种航天器主动捕获方法，其特征在于，采用权利要求5至权利要求7任一项所述的对接装置实现，包括：

航天器上行阶段，所述第一捕获爪和第二捕获爪为合拢状态；

捕获阶段，所述被动机构与主动机构开始对接时，所述捕获驱动部驱动卡爪式对接机构使第一捕获爪和第二捕获爪张开，使捕获装置到达对接初始状态；被动机构到达捕获区域内，并沿着V型导向机构滑动，所述捕获驱动部驱动卡爪式对接机构使第一捕获爪和第二捕获爪合拢并捕获被动机构的接收杆；

锁紧阶段，被动机构的接收杆被捕获后，第一捕获爪和第二捕获爪在合拢过程中继续拉紧接收杆，当接收杆到达V型导向机构的槽底时，在第一捕获爪和第二捕获爪的运动下，接收杆继续向下压缩V型导向机构，V型导向机构与捕获基座之间的碟簧被压缩吸振，当卡爪式对接机构到达寄点位置时，第一捕获爪和第二捕获爪被锁紧，进而将被动机构的接收杆锁紧在第一捕获爪和第二捕获爪之间的V型导向机构内。

说明书

一种航天器主动捕获装置以及对接装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及空间对接相关技术领域，具体涉及一种航天器主动捕获机构以及对接装置及方法。

背景技术

[0002] 随着空间站、载人登月、火星探测、深空探测、在轨服务等航天技术的发展，对接技术也在不断进步，各种航天技术发展和航天任务的推广，对对接技术的要求也在逐步增多。
现有的主动捕获式航天器对接系统中的主动捕获装置采用多个关节，系统复杂，研制、生
产、试验成本较高，可靠性低，而且尺寸较大，布局不够灵活。而且现有的主动捕获与锁紧一
般采用两套装置来实现，结构繁琐。

发明内容

[0003] 本发明为了解决上述技术问题的一种或几种，提供了一种航天器主动捕获装置以及对接装置及方法。

[0004] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种航天器主动捕获装置，包括捕获基座以及安装在所述捕获基座上的捕获驱动部、卡爪式对接机构、第一捕获爪和第二捕获
爪，所述第一捕获爪和第二捕获爪分别位于所述捕获基座的两侧，所述第一捕获爪通过第
一基座连接轴连接在所述捕获基座上，所述第一基座连接轴穿过所述捕获基座并通过驱动
连杆与所述第二捕获爪连接；所述卡爪式对接机构一端与所述捕获驱动部的驱动端连接，
另一端与所述第一捕获爪连接，所述捕获驱动部通过卡爪式对接机构驱动所述第一捕获爪
合拢或张开，所述第一捕获爪通过第一基座连接轴以及驱动连杆带动所述第二捕获爪同步
合拢或张开。

[0005] 本发明的有益效果是：本发明的航天器主动捕获装置，利用捕获装置就能够完成捕获、校正、缓冲、锁紧等功能，不需要单独的锁紧组件，利用卡爪式对接机构与驱动连杆配
合联动，可同时驱动两个捕获爪运动，简化了部组件数量，减轻了体积、重量，节省了资源。

[0006] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0007] 进一步，所述第一基座连接轴铰接在所述捕获基座上；所述第一捕获爪的一端连接在所述第一基座连接轴上，所述第一捕获爪上开设有第一孔，所述第一孔内设有第一轴，
所述卡爪式对接机构的一端与所述第一轴连接。

[0008] 采用上述进一步方案的有益效果是：使卡爪式对接机构与第一捕获爪的连接更加稳定可靠。

[0009] 进一步，所述第二捕获爪靠近一端的位置铰接在所述捕获基座的侧壁上，所述第二捕获爪的一端开设有第二孔，所述第二孔内设有第二轴，所述驱动连杆与所述第二轴连
接。

[0010] 采用上述进一步方案的有益效果是：使驱动连杆与第二捕获爪的连接更加稳定可靠。

[0011] 进一步，所述驱动连杆包括相互铰接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的端部与所述第一基座连接轴连接，所述第二连杆的端部与所述第二捕获爪连接；所述第二连
杆的长度大于所述第一连杆的长度。

[0012] 采用上述进一步方案的有益效果是：采用相互铰接的第一连杆和第二连杆，使捕获锁紧过程更加稳定可靠。

[0013] 进一步，所述卡爪式对接机构包括驱动杆、连杆A、连杆B和连杆C，所述连杆A的两端分别与所述连杆B的中部以及所述驱动杆的一端铰接，所述驱动杆的另一端与所述捕获
驱动部的驱动端连接；所述连杆B一端铰接在所述捕获基座上，所述连杆B另一端与所述连
杆C一端铰接，所述连杆C另一端与所述第一捕获爪铰接；其中，当所述驱动杆和连杆A位于
同一条直线上，所述连杆B和所述连杆C位于同一条直线上时，所述卡爪式对接机构到达寄
点位置，所述第一捕获爪和第二捕获爪处于合拢锁紧状态。

[0014] 采用上述进一步方案的有益效果是：通过四连杆的传动，带动第一捕获爪运动将被动机构锁紧，捕获驱动部停止工作时，所述卡爪式对接机构到达寄点位置，即进入自锁状
态，从而建立起可靠的刚性连接。

[0015] 进一步，所述连杆B包括连杆BⅠ和连杆BⅡ，所述连杆A的一端铰接在所述连杆BⅠ上，所述连杆BⅠ与所述连杆BⅡ之间设有压缩碟簧，所述连杆BⅡ与所述连杆C的一端铰接。

[0016] 进一步，所述主动机构上还设有V型导向机构，所述V型导向机构位于第一捕获爪和第二捕获爪之间，所述V型导向机构的底部弹性连接在所述主动机构内。

[0017] 采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置V型导向机构，可以为捕获被动机构提供导向，并通过V型导向机构底部的弹性连接吸收被动机构运动的能量，达到缓冲吸振的
目的。

[0018] 一种对接装置，包括所述的航天器主动捕获装置，还包括主动机构和被动机构，所述捕获基座安装在所述主动机构上；所述被动机构上设有与所述捕获装置的第一捕获爪和
第二捕获爪适配的接收杆。

[0019] 本发明的对接装置，通过卡爪式对接机构与驱动连杆配合联动，实现两个捕获爪的合拢捕获并锁紧被动机构的接收杆或张开释放被动机构的接收杆，利用捕获装置就能够
完成捕获、校正、缓冲、锁紧等功能，不需要单独的锁紧组件，利用卡爪式对接机构与驱动连
杆配合联动，可同时驱动两个捕获爪运动，结构简单，配置灵活，用途广泛，能够适用于空间
复杂环境的捕获对接。

[0020] 进一步，所述主动机构上设有二次对接主动组件，所述被动机构上设有二次对接被动组件，所述二次对接主动组件与所述二次对接被动组件对应适配；

[0021] 所述二次对接主动组件包括主动结构框架、对接驱动部和驱动盘，所述对接驱动部驱动所述驱动盘可升降的设置在所述主动结构框架内，所述驱动盘上设有快断公头、电
连接器公头以及定位销；所述二次对接被动组件包括被动结构，所述被动结构上设有电连
接器母头、快断母头以及定位孔，所述电连接器母头与所述电连接器公头适配，所述快断母
头与所述快断公头适配，所述定位销与所述定位孔适配。

[0022] 采用上述进一步方案的有益效果是：通过对接驱动部驱动驱动盘升降，利用定位销与定位孔配合定位，实现电连接器公头与电连接器母头的对接，实现快断公头与快断母
头的对接。

[0023] 一种航天器主动捕获方法，包括：

[0024] 航天器上行阶段，所述第一捕获爪和第二捕获爪为合拢状态；

[0025] 捕获阶段，所述被动机构与主动机构开始对接时，所述捕获驱动部驱动卡爪式对接机构使第一捕获爪和第二捕获爪张开，使捕获装置到达对接初始状态；被动机构到达捕
获区域内，并沿着V型导向机构滑动，所述捕获驱动部驱动卡爪式对接机构使第一捕获爪和
第二捕获爪合拢并捕获被动机构的接收杆；

[0026] 锁紧阶段，被动机构的接收杆被捕获后，第一捕获爪和第二捕获爪在合拢过程中继续拉紧接收杆，当接收杆到达V型导向机构的槽底时，在第一捕获爪和第二捕获爪的运动
下，接收杆继续向下压缩V型导向机构，V型导向机构与捕获基座之间的碟簧被压缩吸振，当
卡爪式对接机构到达寄点位置时，第一捕获爪和第二捕获爪被锁紧，进而将被动机构的接
收杆锁紧在第一捕获爪和第二捕获爪之间的V型导向机构内。

[0027] 本发明的有益效果是：本发明的对接方法，通过卡爪式对接机构与驱动连杆配合联动，实现两个捕获爪的合拢捕获并锁紧被动机构的接收杆或张开释放被动机构的接收
杆，利用捕获装置就能够完成捕获、校正、缓冲、锁紧等功能，不需要单独的锁紧组件，利用
卡爪式对接机构与驱动连杆配合联动，可同时驱动两个捕获爪运动，结构简单，配置灵活，
用途广泛，能够适用于空间复杂环境的捕获对接。

附图说明

[0028] 图1为本发明捕获装置打开状态的主视结构示意图；

[0029] 图2为本发明捕获装置捕获状态的主视结构示意图；

[0030] 图3为本发明捕获装置锁紧状态的主视结构示意图；

[0031] 图4为本发明主动机构的立体结构示意图；

[0032] 图5为图4中A部的放大结构示意图；

[0033] 图6为图4中B部的放大结构示意图；

[0034] 图7为本发明二次对接主动组件的立体结构示意图一；

[0035] 图8为本发明二次对接主动组件的立体结构示意图二；

[0036] 图9为本发明被动机构的立体结构示意图；

[0037] 图10为本发明对接装置的立体结构示意图。

[0038] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0039] 1、主动机构；11、装配槽；

[0040] 2、捕获装置；21、捕获基座；22、捕获驱动部；

[0041] 23、卡爪式对接机构；231、驱动杆；232、连杆A；233、连杆BⅠ；234、连杆BⅡ；235、连杆C；

[0042] 24、第一捕获爪；241、第一孔；242、第一轴；243、第一基座连接轴；

[0043] 25、第二捕获爪；251、第二孔；252、第二轴；253、第二基座连接轴；

[0044] 26、驱动连杆；261、第一连杆；262、第二连杆；

[0045] 3、V型导向机构；

[0046] 4、被动机构；41、接收杆；

[0047] 5、二次对接主动组件；51、主动结构框架；52、驱动盘；53、快断公头；54、电连接器公头；55、定位销；56、导向杆；57、丝杠；58、轴承；59、对接驱动部；590、第一齿轮；591、第二
齿轮；

[0048] 6、二次对接被动组件；61、被动结构；62、电连接器母头；63、快断母头；64、定位孔。

具体实施方式

[0049] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0050] 实施例1

[0051] 如图1～图6所示，本实施例的一种航天器主动捕获装置，包括捕获基座21以及安装在所述捕获基座21上的捕获驱动部22、卡爪式对接机构23、第一捕获爪24和第二捕获爪
25，所述第一捕获爪24和第二捕获爪25分别位于所述捕获基座21的两侧，所述第一捕获爪
24通过第一基座连接轴243连接在所述捕获基座21上，所述第一基座连接轴243穿过所述捕
获基座21并通过驱动连杆26与所述第二捕获爪25连接；所述卡爪式对接机构23一端与所述
捕获驱动部22的驱动端连接，另一端与所述第一捕获爪24连接，所述捕获驱动部22通过卡
爪式对接机构23驱动所述第一捕获爪24合拢或张开，所述第一捕获爪24通过第一基座连接
轴243以及驱动连杆26带动所述第二捕获爪25同步合拢或张开。

[0052] 如图5和图6所示，本实施例的所述第一基座连接轴243铰接在所述捕获基座21上；所述第一捕获爪24的一端固定连接在所述第一基座连接轴243上，所述第一基座连接轴243
铰接在捕获基座21上，所述第一捕获爪24上开设有第一孔241，所述第一孔241内设有第一
轴242，所述卡爪式对接机构23的一端与所述第一轴242铰接，使卡爪式对接机构与第一捕
获爪的连接更加稳定可靠。

[0053] 如图5和图6所示，本实施例的所述第二捕获爪25靠近一端的位置铰接在所述捕获基座21的侧壁上，所述第二捕获爪25的一端开设有第二孔251，所述第二孔251内设有第二
轴252，所述驱动连杆26与所述第二轴252铰接，使驱动连杆与第二捕获爪的连接更加稳定
可靠。

[0054] 如图5和图6所示，本实施例的所述驱动连杆26包括相互铰接的第一连杆261和第二连杆262，所述第一连杆261的端部与所述第一基座连接轴243连接，所述第二连杆262的
端部与所述第二捕获爪25连接；所述第二连杆262的长度大于所述第一连杆261的长度。采
用相互铰接的第一连杆和第二连杆，使捕获锁紧过程更加稳定可靠。

[0055] 如图1～图3所示，本实施例的所述卡爪式对接机构23包括驱动杆231、连杆A232、连杆B和连杆C235，所述连杆A232的两端分别与所述连杆B的中部以及所述驱动杆231的一
端铰接，所述驱动杆231的另一端与所述捕获驱动部22的驱动端连接；所述连杆B一端铰接
在所述捕获基座21上，所述连杆B另一端与所述连杆C235一端铰接，所述连杆C235另一端与
所述第一捕获爪24铰接；其中，捕获运动过程中，连杆B和连杆C235的铰接点从底部逐渐向
上提(如图1和图2所示)，当所述驱动杆231和连杆A232位于同一条直线上时，所述连杆B和
所述连杆C235已超过同一条直线的位置，即整个捕获运动过程中，连杆B和连杆C235从一个
大于180度的角度(下侧角度，如图1和图2所示)转动到同一条直线位置即180度的角度(下
侧角度)，然后继续运动到小于180度的角度(下侧角度，如图3所示)，最终锁紧角度，连杆B
和连杆C235之间的角度大约为175度(下侧角度，如图3所示)，此时，所述卡爪式对接机构23
到达寄点位置，所述第一捕获爪24和第二捕获爪25处于合拢锁紧状态，第一捕获爪24和第
二捕获爪25到达运动极限位置。通过四连杆的传动，带动第一捕获爪运动将被动机构锁紧，
捕获驱动部停止工作时，所述卡爪式对接机构到达寄点位置，即进入自锁状态，从而建立起
可靠的刚性连接。

[0056] 其中，具体的，如图1～图3、图5和图6所示，所述连杆B包括连杆BⅠ233和连杆BⅡ234，所述连杆A232的一端铰接在所述连杆BⅠ233上，所述连杆BⅠ233与所述连杆BⅡ234之间
设有压缩碟簧，所述连杆BⅡ234与所述连杆C235的一端铰接。

[0057] 具体的，本实施例的捕获驱动部22可以为电机减速器，捕获驱动部22的驱动轴与卡爪式对接机构23一端的驱动杆231固定连接，可驱动所述驱动杆231转动。所述卡爪式对
接机构23另一端的连杆C235可与第一捕获爪24铰接，可通过卡爪式对接机构23的传动实现
推动第一捕获爪合拢或张开。第一捕获爪24的一端固定在第一基座连接轴243上，并带动第
一基座连接轴243相对捕获基座21转动，由于第一基座连接轴243穿过捕获基座21并与驱动
连杆26的第一连杆261固定连接，可带动第一连杆261朝与第一捕获爪24相同的方向摆动，
而第一连杆261还与第二连杆262铰接，第二连杆262与第二捕获爪25铰接，第二捕获爪25通
过第二基座连接轴253铰接在捕获基座21上，第一连杆261可拉动第二捕获爪25朝与第一捕
获爪24相反的方向摆动，进而实现第一捕获爪24和第二捕获爪25的合拢与张开。

[0058] 如图1～图6所示，本实施例的所述主动机构1上还设有V型导向机构3，所述V型导向机构3设置在捕获基座21上且位于第一捕获爪24和第二捕获爪25之间，即第一捕获爪24
和第二捕获爪25位于所述V型导向机构3的两侧。所述V型导向机构3的底部弹性连接在所述
主动机构1内。通过设置V型导向机构，可以为捕获被动机构提供导向，并通过V型导向机构
底部的弹性连接吸收被动机构运动的能量，达到缓冲吸振的目的。

[0059] 本实施例的V型导向机构3的张开方向与两个捕获爪的张开方向都是朝上。所述V型导向机构3下端滑动连接在捕获基座21上端，所述捕获基座21内开设有竖直布置的滑槽，
所述滑槽内设有弹性件，弹性件可以为弹簧，所述V型导向机构3的底部滑动连接在所述滑
槽内且与所述弹性件上端连接。

[0060] 本实施例的航天器主动捕获装置，利用捕获装置就能够完成捕获、校正、缓冲、锁紧等功能，不需要单独的锁紧组件，利用卡爪式对接机构与驱动连杆配合联动，可同时驱动
两个捕获爪运动，简化了部组件数量，减轻了体积、重量，节省了资源。

[0061] 实施例2

[0062] 如图10所示，本实施例的一种对接装置，包括实施例1所述的航天器主动捕获装置，还包括主动机构1和被动机构4，所述捕获基座21安装在所述主动机构1上，所述被动机
构4上设有与所述捕获装置2的第一捕获爪24和第二捕获爪25适配的接收杆41。

[0063] 如图10所示，本实施例的一个具体方案为，本实施例的一个具体方案为，如图4所示，本实施例的主动机构1可以为方形结构，可在方形结构的四个角上分别设置装配槽11，
在每个装配槽11内均设置捕获装置2。所述被动机构4也可以为方形结构，可在被动机构4的
四个角上与所述捕获装置2对应的位置分别设置接收杆41。所述被动机构4和主动机构1分
别安装到有对接需求的航天器或载荷的主动一端和被动一端。

[0064] 本实施例还提供了一种航天器主动捕获方法，包括：

[0065] 航天器上行阶段，所述第一捕获爪24和第二捕获爪25为合拢状态；

[0066] 捕获阶段，所述被动机构4与主动机构1开始对接时，所述捕获驱动部22驱动卡爪式对接机构23使第一捕获爪24和第二捕获爪25张开，使捕获装置2到达对接初始状态；被动
机构4到达捕获区域内，并沿着V型导向机构3滑动，所述捕获驱动部22驱动卡爪式对接机构
23使第一捕获爪24和第二捕获爪25合拢并捕获被动机构4的接收杆41；

[0067] 锁紧阶段，被动机构4的接收杆41被捕获后，第一捕获爪24和第二捕获爪25在合拢过程中继续拉紧接收杆41，当接收杆到达V型导向机构3的槽底时，在第一捕获爪24和第二
捕获爪25的运动下，接收杆41继续向下压缩V型导向机构3，V型导向机构3与捕获基座21之
间的碟簧被压缩吸振，当卡爪式对接机构23到达寄点位置时，第一捕获爪24和第二捕获爪
25被锁紧，进而将被动机构4的接收杆41锁紧在第一捕获爪24和第二捕获爪25之间的V型导
向机构3内。

[0068] 本实施例的对接装置以及对接方法，通过卡爪式对接机构与驱动连杆配合联动，实现两个捕获爪的合拢捕获并锁紧被动机构的接收杆或张开释放被动机构的接收杆，利用
捕获装置就能够完成捕获、校正、缓冲、锁紧等功能，不需要单独的锁紧组件，利用卡爪式对
接机构与驱动连杆配合联动，可同时驱动两个捕获爪运动，结构简单，配置灵活，用途广泛，
能够适用于空间复杂环境的捕获对接。

[0069] 实施例3

[0070] 如图4～图10所示，在实施例2的基础上，本实施例的所述主动机构1上设有二次对接主动组件5，所述被动机构4上设有二次对接被动组件6，所述二次对接主动组件5与所述
二次对接被动组件6对应适配；所述二次对接主动组件5包括主动结构框架51、对接驱动部
和驱动盘52，所述对接驱动部驱动所述驱动盘52可升降的设置在所述主动结构框架51内，
所述驱动盘52上设有快断公头53、电连接器公头54以及定位销55；所述二次对接被动组件6
包括被动结构61，所述被动结构61上设有电连接器母头62、快断母头63以及定位孔64，所述
电连接器母头62与所述电连接器公头54适配，所述快断母头63与所述快断公头53适配，所
述定位销55与所述定位孔64适配。通过对接驱动部驱动驱动盘升降，利用定位销与定位孔
配合定位，实现电连接器公头与电连接器母头的对接，实现快断公头与快断母头的对接。二
次对接主动组件5与二次对接被动组件6之间进行二次对接主要是实现主动机构与被动机
构之间电气、液路、气路的连接，实现对载荷或飞行器平台的电气连接、通讯、液路连接和气
路连接。

[0071] 具体的，所述对接驱动部59可以采用丝杠驱动机构，具体包括电机减速器为运动提供动力源，采用相互啮合的第一齿轮590和第二齿轮591将电机减速器的动力传递给丝杠
57，丝杠57通过丝杠螺母直线运动驱动驱动盘52的往复运动。丝杠57可以通过轴承58转动
连接在主动结构框架51上，驱动盘52上还连接有导向杆56，所述导向杆56沿驱动盘52的运
动方向与主动结构框架51滑动连接；驱动盘往复运动带动固定其上的快断公头、电连接器
公头、定位销直线运动，实现与被动机构上的快断母头、电连接器母头、定位孔等的对接。定
位销实现驱动盘上连接器与被动连接器对接前的精定位功能。导向杆为驱动盘的运动提供
限位，确保驱动盘往复直线运动不发生扭转。

[0072] 本实施例还提供了一种航天器主动捕获方法，包括：

[0073] 航天器上行阶段，所述第一捕获爪24和第二捕获爪25为合拢状态；

[0074] 捕获阶段，所述被动机构4与主动机构1开始对接时，所述捕获驱动部22驱动卡爪式对接机构23使第一捕获爪24和第二捕获爪25张开，使捕获装置2到达对接初始状态；被动
机构4到达捕获区域内，所述捕获驱动部22驱动卡爪式对接机构23使第一捕获爪24和第二
捕获爪25合拢并捕获被动机构4的接收杆41；

[0075] 锁紧阶段，被动机构4的接收杆41被捕获后，第一捕获爪24和第二捕获爪25在合拢过程中继续拉紧接收杆41，当卡爪式对接机构23到达寄点位置时，第一捕获爪24和第二捕
获爪25被锁紧，进而将被动机构4的接收杆41锁紧在第一捕获爪24和第二捕获爪25之间的V
型导向机构3内。被动机构上的二次对接被动组件与主动机构上的二次对接主动组件进行
对接。

[0076] 本实施例的对接装置，首先主动机构与被动机构之间进行结构对接，捕获锁紧后再进行电气、液路、气路的对接，简化对接耦合性，结构简单，具有较高的可靠性，提高任务
成功率。本实施例的对接装置，对接功能由各个部件依次完成，避免复杂对接工步耦合造成
的问题，并且各个部件尺寸较小，布局灵活，可适应多种载荷安装需求。本实施例的对接装
置可用于航天器间、航天器与载荷间、载荷与载荷间的对接，不仅可以用于停靠对接，也可
用于飞行对接，用途广泛。本实施例的对接装置的各个组件尺寸较小，不需要很大的尺寸，
就能完成对接功能，尺寸小、重量轻的优势符合航天发展趋势。

[0077] 本实施例的对接装置以及对接方法，通过卡爪式对接机构与驱动连杆配合联动，实现两个捕获爪的合拢捕获并锁紧被动机构的接收杆或张开释放被动机构的接收杆，利用
捕获装置就能够完成捕获、校正、缓冲、锁紧等功能，不需要单独的锁紧组件，利用卡爪式对
接机构与驱动连杆配合联动，可同时驱动两个捕获爪运动，结构简单，配置灵活，用途广泛，
能够适用于空间复杂环境的捕获对接。

[0078] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时
针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0079] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。

[0080] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0081] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0082] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。

[0083] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。