一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置的制作方法

1.本发明属于空间技术领域，提供了一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，可实现基于自身支撑，空间机械臂关节故障时在轨快速拆卸和对接安装操作。


背景技术：

2.目前,国际空间站大型机械臂ssrms开展了关节和末端执行器的在轨维修工作，确保了ssrms的在轨可靠工作，有力支持了国际空间站的健康运营与建营，另外，美国借助航天飞机机械臂srms成功维修哈勃望远镜的案例给世界各国在轨维修大型机械臂提供了技术简介。
3.2021年前，中国空间站核心舱发射，截止现在，核心舱机械臂已经在轨工作近一年，2022年，中国将陆续发射实验舱i和实验舱ii，完成空间站的在轨组装建造，随实验舱i搭载上行的实验舱机械臂也将在轨运行，与核心舱机械臂一起承载更多的大型舱外操作任务。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，利用该装置实现中国空间站核心舱机械臂故障关节在轨更换，解决了中国空间站机械臂关节的在轨维修更换难题。
5.本发明解决技术的方案是：一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，其特征在于：包括第一关节维修装置和第二关节维修装置；第一关节维修装置和第二关节维修装置结构相同，均包括拆装部件、固定部件、第一安装接口、第二安装接口、第三安装接口；固定部件包括固定端和随动端；
6.第一安装接口位于拆装部件上，拆装部件还与固定部件随动端连接，固定部件随动端与固定端连接，能够相对于固定端伸缩运动；固定部件随动端还与第二安装接口固定连接，固定部件固定端还与第三安装接口固定连接；
7.第一关节维修组件、第二关节维修组件安装在故障关节两侧；第一关节维修装置的第一安装接口，用于与故障关节的连接组件连接，第二安装接口用于与故障关节的第一邻接产品的连接组件连接；第三安装接口用于与故障关节的第二邻接产品的连接组件连接；
8.第二关节维修装置的第一安装接口用于与故障关节的连接组件连接，第二安装接口用于与故障关节的第二邻接产品的连接组件连接；第三安装接口用于与故障关节的第一邻接产品的连接组件连接；
9.当第一关节维修组件的拆装部件通过第一安装接口将故障关节与第一邻接产品分离运动时，第二关节维修组件的固定部件随动端随动，当第二关节维修组件的拆装部件通过第一安装接口将故障关节与第二邻接产品分离运动时，第一关节维修组件的固定部件随动机构随动；两者配合使用完成关节的在轨更换任务。
10.优选地，固定部件随动端与第二安装接口、固定部件固定端与第三安装接口通过四个松不脱螺钉进行连接。
11.优选地，拆装部件包括拆装本体、上安装板、左侧安装板、右侧安装板、上轴承压板、前轴承压板、后轴承压板、电动工具接口、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一锥齿轮压板、键、丝杠螺母；
12.其中，上安装板、左侧安装板、右侧安装板均安装在拆装本体上，电动工具接口由轴承支撑，并通过上轴承压板压紧在上安装板上，第一锥齿轮安装在电动工具接口上，并通过第一锥齿轮压板进行压紧，第二锥齿轮通过键与丝杠螺母连接在一起；丝杠螺母两侧通过轴承固定在拆装本体上，并分别由前轴承压板和后轴承压板进行压紧；
13.电动工具接口用于连接电动工具，驱动第一锥齿轮、第二锥齿轮和丝杠螺母运动，将电动工具的回转运动转换成拆装部件的直线运动，完成故障关节与其邻接产品的分离。
14.优选地，上述用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，还包括第一通用扶手底座，第一通用扶手底座安装在拆装本体，第一通用扶手底座是航天员转移第一关节维修装置和第二关节维修装置时的抓握点。
15.优选地，上述用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，还包括固定装置连接件，固定装置连接件安装在上安装板上，用于与固定部件随动端连接；
16.优选地，所述固定装置连接件上设有锥凸，固定部件随动端上设有锥槽；
17.拆装部件与固定部件随动端通过两个松不脱螺钉进行连接，并将固定装置连接件上的锥凸与固定部件随动端上的锥槽进行定位和连接，锥凸和对接锥槽完成快速定位。
18.优选地，拆装部件的上安装板、随动结构件上分别设有一对定位刻线，用于标识拆装部件与固定部件随动端连接到位；
19.随动结构件上还设有水平刻线，用于标识固定部件随动端的安装端面与固定部件随动端的上安装板面对齐。
20.优选地，所述定位刻线和水平刻线的刻线宽度为1mm，深度为0.3mm，并喷涂黑漆，与周围金属本色有明显区别。
21.优选地，右侧安装板上安装分离指示板，安装接口连接件上安装分离指针，当拆装部件处于闭合状态时，分离指示板指向分离指针的一侧，当拆装部件处于打开状态时，分离指示板指向分离指针的另一侧，航天员通过电动工具接口驱动拆装部件时，分离指针随着安装接口连接件一起运动，分离指示板采用10度的倾角安装，分离指示板上的刻线宽度为1mm，深度为0.3mm，并喷涂黑漆，与周围金属本色有明显区别，便于航天员准确识别。
22.优选地，固定部件随动端包括随动结构件、个初始紧定松不脱螺钉、随动轴、固定轴套、个轴套紧定螺钉、随动套和个导向键；
23.随动轴插入在随动结构件的内孔中，随动轴一端套在随动套内，另一端穿过固定轴套，随动轴能够相对固定轴套滑动，随动轴沿着母线方向设有个导向键，个导向键保持一定间隔；随动结构件按照同样的间隔沿着母线方向两个位置均设有上下相对的两个导向孔，每个导向孔内拧入初始紧定松不脱螺钉；固定轴套两个导向孔的间距与随动轴上两个导向键的间距相同；固定轴套通过个紧定螺钉固定在随动结构件的内孔中，导向键起到随动轴和随动套安装过程中的导向作用；
24.初始状态下，随动套位于随动结构件内孔第一位置，此时，随动轴上从里到外的第
二个导向键正对随动结构件上从里向外的第一导向孔，第一位置上下各一个初始紧定松不脱螺钉，上方的松不脱螺钉顶住导向键，将随动套与随动结构件压紧在一起，随动套和随动轴不能运动，当松开两个初始紧定松不脱螺钉时，随动套与随动轴沿内孔做轴向直线运动，当移动到位时，随动套位于随动结构件内孔第二位置，此时，随动轴上从里到外的第一个导向键正对随动结构件上从里向外的第一导向孔，随动轴上从里到外的第二个导向键正对随动结构件上从里向外的第二导向孔，四个初始紧定松不脱螺钉将随动套拧紧在随动结构件上，由随动套和固定轴套共同提供对随动轴的支撑。
25.本发明与现有技术相比的有益效果是：
26.(1)、本发明所提供的维修装置为基于自身支撑的空间大型机械臂在轨维修任务而研制，未来可用于航天员在轨维修大型空间机械臂关节维修辅助工具的技术领域。
27.(2)、本发明第一关节维修组件和第二关节维修组件的组成完全相同，仅通过不同组件的安装位置和配合使用实现了故障关节的在轨维修，减少了零部件数量，可靠性高；
28.(3)、本发明最大程度地进行了零件复用，第一关节维修装置和第二关节维修装置的组成完全相同，复用了分离装置、固定部件、第一安装接口、第二安装接口和第三安装接口，零件和部组件数量少；
29.(4)、本发明到位锁紧状态下通过四个松不脱螺钉实现了输出轴的紧定，通过设计随动轴套和固定轴套提高了关节维修装置的刚度；
30.(5)、本发明采用无源驱动，借用了航天员的电动工具，大大简化了关节维修装置的设计，并提高了环境适应性；
31.(6)、本发明使用拆装部件与固定部件可以依次完成快速定位和到位判断，先通过垂向定位销和靠面快速定位，再通过两条对位刻线方式进行到位判断，定位简单，到位识别可靠；
32.(7)、本发明中需要在轨操作的螺钉均为松不脱螺钉，可以利用航天员电动工具进行拧紧，并设计了操作标识，利用产品上定位销与安装环适配定位后，采用松不脱螺钉进行拧紧，
33.(8)、本发明操作标识综合考虑了开/合的方向和舱外通用工具的拧紧/拧松方向，侧边固定的分离对接辅助刻线采用了10度倾角的刻线，与空间站的维修接口统一，确保航天员操作与认知的一致性和正确性、保证航天员操作过程中的可视性。
34.(9)、本发明设计简单、直观，定位、固定、分离和复装过程简单，采用了无源设计方案，利用航天员的电动工具作为动力源，环境适应能力强；
35.(10)、本发明按照航天员在轨使用要求进行设计的，满足航天员空间在轨操作的人机工效要求。
附图说明
36.图1为本发明实施例第一关节维修装置的系统组成图；
37.图2为本发明实施例第二关节维修装置的系统组成图；
38.图3为本发明实施例维修装置中拆装部件和固定部件对接示意图；
39.图4为本发明实施例固定部件与第二安装接口、第三安装接口的连接示意图；
40.图5(a)为本发明实施例拆装部件与第一安装接口的连接整体示意图；
41.图5(b)为本发明实施例拆装部件与第一安装接口的连接示意图；
42.图6为本发明实施例第一安装接口示意图；
43.图7为本发明实施例第二安装接口示意图；
44.图8为本发明实施例第三安装接口示意图；
45.图9(a)为本发明实施例拆装部件上部组成图；
46.图9(b)为本发明实施例拆装部件底部组成图；
47.图10为本发明实施例拆装部件剖面图；
48.图11为本发明实施例拆装部件标识和刻线图；
49.图12为本发明实施例固定部件组成图；
50.图13为本发明实施例固定部件随动机构的剖面图；
51.图14(a)为本发明实施例固定部件随动机构初始锁紧状态图；
52.图14(b)为本发明实施例固定部件随动机构到位锁紧状态图；
53.图15为本发明实施例机械臂关节分离运动路线图；
54.图16为本发明实施例机械臂关节对接运动路线图；
55.图17为本发明实施例固定阶段故障关节、第一邻接产品和第二邻接产品的连接示意图；
56.图18为本发明实施例分离阶段故障关节、第一邻接产品和第二邻接产品的连接示意图；
57.图19为本发明拆装部件闭合状态示意图；
58.图20为本发明拆装部件打开状态示意图。
具体实施方式
59.以下主要结合附图对空间机械臂关节在轨拆装的维修装置的具体实施方案进行详细说明。
60.本发明以在轨维修空间机械臂关节的功能为出发点，设计了专用维修装置，方便航天员在轨快速拆卸故障机械臂，更换维修备件，又能保证更换过程中机械臂整臂结构具备较好的连接固定姿态。
61.该装置面向空间机械臂关节、空间机器人等多自由度空间机构产品或复杂空间机电系统进行设计，装置设计具有通用性，可推广到在空间有人条件下、采用通用标准连接接口的其它空间机构应用中。
62.该维修装置体积小，重量轻，易于航天员携带和操作，可适应空间机械臂关节任意一种在轨维修构型。
63.如图1
ˉ
图8所示，本发明提供的一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置由1套第一关节维修装置和1套第二关节维修装置，执行在轨维修任务时，第一关节维修装置安装在故障关节一侧，第二关节维修装置安装在故障关节另一侧，两者配合完成故障关节的在轨维修。
64.第一关节维修装置和第二关节维修装置结构相同，均包括拆装部件1、固定部件2、第一安装接口3、第二安装接口4、第三安装接口5；第一安装接口3位于拆装部件1上，拆装部件1还与固定部件随动端6连接，固定部件随动端与固定端连接，能够相对于固定端伸缩运
动；固定部件随动端6还与第二安装接口4固定连接，固定部件固定端还与第三安装接口5固定连接。
65.拆装部件起到分离作用，拆装部件采用锥齿轮和丝杠螺母的传动方案，电动工具驱动锥齿轮和丝杠螺母运动，将电动工具的回转运动转换成拆装部件的直线运动，完成故障关节与其邻接产品的分离，固定部件为包括随动端和固定端两部分，起到随动和固定故障关节两侧相邻关节相对位姿的双重作用。
66.第一关节维修装置的拆装部件上的第一安装接口与故障关节的快速连接公组件或快速连接母组件连接，第一关节维修装置的固定部件随动机构端安装的第二安装接口，第二安装接口可以与故障关节的第一相邻产品的快速连接母组件连接，第一关节维修装置的固定部件固定端安装的第三安装接口可以与故障关节的相邻产品2的快速连接母组件连接。
67.第二关节维修装置的拆装部件上安装的第一安装接口用于与故障关节的快速连接公组件或快速连接母组件连接，第二关节维修装置的固定部件随动端安装的第二安装接口用于与故障关节的第邻接产品的快速连接公组件连接，第二关节维修装置的固定部件固定端安装有第二安装接口，第二安装接口可以与故障关节的邻接产品的快速连接公组件连接。
68.关节维修装置主要由第一关节维修装置、第二关节维修装置两套组成相同但安装方式不同的组件装置组成。第一关节维修装置、第二关节维修装置需要配合使用才可以完成故障关节的在轨维修任务，当第一关节维修组件的拆装部件1通过第一安装接口3将故障关节与第一邻接产品分离运动时，第二关节维修组件的固定部件随动端随动，当第二关节维修组件的拆装部件1通过第一安装接口3将故障关节与第二邻接产品分离运动时，第一关节维修组件的固定部件随动机构随动；两者配合使用完成关节的在轨更换任务。
69.拆装部件1与固定部件随动端6的连接通过两个松不脱螺钉、两个垂直排列的定位销和锥槽8进行定位和连接，对于第一关节维修装置，固定部件随动端6和第二安装接口4、固定部件固定端7和第三安装接口5分别通过四个松不脱螺钉进行连接，对于第二关节维修装置，固定部件随动端6和第三安装接口5、固定部件固定端7和第二安装接口4分别通过四个松不脱螺钉进行连接。
70.拆装部件的具体实施方案如图9(a)、图9(b)、图10、图11所示，拆装部件主要由拆装本体9、上安装板11、左侧安装板15、右侧安装板19、通用扶手底座10、固定装置连接件14、安装接口连接件17、上轴承压板13、前轴承压板18、后轴承压板16、电动工具接口12、分离指针19、第一锥齿轮23、第二锥齿轮22、第一锥齿轮压板27、键30、丝杠螺母29、第一锥齿轮压板轴承24、丝杠螺母左侧轴承26和丝杠螺母右侧轴承25组成。其中，上安装板11、左侧安装板15、右侧安装板19、通用扶手底座10、均安装在拆装本体9上，电动工具接口12由一对第一锥齿轮轴承支撑，并通过上轴承压板13压紧在上安装板11上，第一锥齿轮23安装在电动工具接口12上，并通过第一锥齿轮压板27进行压紧，第二锥齿轮22通过键30与丝杠螺母29连接在一起，丝杠螺母29两侧通过轴承固定在拆装本体9上，并分别由前轴承压板18和后轴承压板16进行压紧，具体为丝杠螺母29的左侧安装一对丝杠螺母左侧轴承26，右侧安装一对丝杠螺母右侧轴承25组成，两者分别由前轴承压板18和后轴承压板16进行压紧。
71.电动工具接口用于连接电动工具，驱动第一锥齿轮、第二锥齿轮和丝杠螺母运动，
将电动工具的回转运动转换成拆装部件的直线运动，完成故障关节与其邻接产品的分离。
72.固定装置连接件14安装在上安装板11上，用于与固定部件随动端连接，安装接口连接件17与丝杠螺母连接在一起，分离指针19与安装接口连接件17连接在一起，固定装置连接件14安装在上安装板11上，用于连接第一安装接口。
73.所述固定装置连接件14上设有锥凸6-1，固定部件随动端6上设有锥槽8，
74.拆装部件1与固定部件随动端6通过两个松不脱螺钉进行连接，并将固定装置连接件14上的锥凸6-1与固定部件随动端6上的锥槽8进行定位和连接，锥凸6-1和对接锥槽8完成快速定位。
75.拆装部件1的上安装板11、随动结构件35上分别设有一对定位刻线，用于标识拆装部件1与固定部件随动端6连接到位。
76.随动结构件35上还设有水平刻线，用于标识固定部件随动端6的安装端面与固定部件随动端6的上安装板11面对齐。
77.具体为：拆装部件1安装到位时，上安装板11的第三刻线和第五刻线(定位刻线)分别与随动结构件35上的第二刻线和第四刻线(定位刻线)对正，随动结构件35上的第一刻线(水平刻线)与上安装板11的端面对齐，到位判断简单。
78.如图11所示，上述5条刻线的刻线宽度为1mm，深度为0.3mm，并喷涂黑漆，与周围金属本色有明显区别，便于航天员准确识别。
79.右侧安装板19上安装分离指示板20，安装接口连接件17上安装分离指针19，如图19所示，当拆装部件1处于闭合状态时，分离指示板20指向分离指针19的一侧，如图20所示，当拆装部件1处于打开状态时，分离指示板20指向分离指针19的另一侧，航天员通过电动工具接口12驱动拆装部件1时，分离指针19随着安装接口连接件17一起运动，分离指示板20采用10度的倾角安装，分离指示板20上的刻线宽度为1mm，深度为0.3mm，并喷涂黑漆，与周围金属本色有明显区别，便于航天员准确识别。
80.固定部件的具体实施方案如图12和图13所示，固定部件主要由固定结构件33、随动结构件35、防飘接口31、通用扶手底座36、长键37、工具转接带32、4个初始紧定松不脱螺钉34、随动轴41、固定轴套42、2个轴套紧定螺钉40、随动套39和两个导向键38组成。防飘接口31、工具转接带32和通用扶手底座36通过螺钉安装在随动结构件35上，固定结构件33和随动结构件35通过四个松不脱螺钉连接在一起,长键37安装在固定轴套42和随动结构件35之间，限制两者的圆周方向转动，固定轴套42通过下面两个紧定螺钉40固定在随动结构件35的内孔中。
81.初始状态下，随动套39位于随动结构件35内孔第一位置，此时，随动轴41上从里到外的第二个导向键38正对随动结构件35上从里向外的第一导向孔，第一位置上下各一个初始紧定松不脱螺钉34，上方的松不脱螺钉顶住导向键38，通过导向键38将随动套39与随动结构件35压紧在一起，随动套39和随动轴不能运动，当松开两个初始紧定松不脱螺钉34时，随动套39与随动轴41沿内孔做轴向直线运动，当移动到位时，随动套39位于随动结构件35内孔第二位置，此时，随动轴41上从里到外的第一个导向键38正对随动结构件35上从里向外的第一导向孔，随动轴41上从里到外的第二个导向键38正对随动结构件35上从里向外的第二导向孔，四个初始紧定松不脱螺钉34将随动套39拧紧在随动结构件35上，由随动套39和固定轴套42共同提供对随动轴41的支撑。
82.关节在轨维修过程：
83.如图15～如18所示，故障关节的在轨更换分成故障关节拆卸和安装两部分工作，其中，故障关节拆卸分成定位与连接、分离、解除固定与连接等3个阶段，故障关节拆卸分成定位与连接、对接、解除连接等3个阶段，两者过程的操作动作类似，此处，仅对故障关节拆卸的定位与连接、分离、解除固定与连接3个阶段进行说明。
84.故障关节在定位与连接阶段，一名航天员通过航天员扶手握住拆装组件上的通用扶手底座10和固定组件上的通用扶手底座36，将第一关节维修装置的拆装组件第一安装接口3与故障关节的快速连接公组件连接，将第一关节维修装置的固定部件上第二安装接口4与故障关节第一邻接产品1的快速连接母组件连接，将第一关节维修装置的固定部件上第三安装接口5与故障关节第二邻接产品的快速连接公组件连接。另一名航天员通过航天员扶手握住拆装组件上的通用扶手底座10和固定组件上的通用扶手底座36，将第二关节维修装置的拆装组件第一安装接口3与故障关节的快速连接母组件连接，将第二关节维修装置的固定部件上第三安装接口4与故障关节第一邻接产品的快速连接公组件连接，将固定部件上第二安装接口5与故障关节第二邻接产品的快速连接母组件连接。完成固定与连接工作。
85.在分离阶段，航天员需要完成包括快速连接装置膨胀螺栓的拆卸、电连接器的分离、以及快速连接装置公母的分离等三部分工作，随后，航天员需要松开依次第一关节维修装置和第二关节维修装置上的四颗初始紧定松不脱螺钉34，随动套39和随动轴41的释放，然后再利用自身携带的舱外操作工具及专用维修工具，分别操作第一关节维修装置和第二关节维修装置的操作接口，驱动拆装部件运动，使机械臂故障关节按照图15中所示的方向运动，完成关节与相邻产品的分离。分离到位后，拧紧四颗初始紧定松不脱螺钉34，完成随动套39和随动轴41的释放的固定。
86.在解除连接阶段，航天员需要拆除第一关节维修装置和第二关节维修装置上的第一安装接口3，即完成故障关节的拆卸，完成解除连接工作。
87.综上所述，本发明提供的用于航天员在轨拆装空间机械臂关节的维修装置主要由第一关节维修装置、第二关节维修装置等两套组成完全相同的装置组成，其中，每套维修组件均由1个拆装部件、1个固定部件、1个第一安装接口、1个第二安装接口和1个第三安装接口组成，两套机构配合使用才可以完成中国空间站核心舱机械臂故障关节在轨维修任务，主要创新点如下：
88.1、本发明的第一关节维修装置和维修组件的组成完全相同，仅通过不同组件的安装位置和配合使用实现了故障关节的在轨维修；
89.2、本发明到位锁紧状态下通过四个松不脱螺钉实现了输出轴的紧定，通过设计随动轴套和固定轴套提高了关节维修装置的刚度；
90.3、本发明采用无源驱动，借用了航天员的电动工具，大大简化了关节维修装置的设计，并提高了环境适应性；
91.4、本发明的拆装部件与固定部件的对位方式：先通过垂向定位销和靠面快速定位，再通过两条对位刻线方式进行到位判断，可以保证维修装置自身的刚度，以及对位可靠；
92.5、本发明设计的维修装置快速定位：利用产品上定位销与安装环适配定位，同时
利用松不脱螺钉进行精确定位固定；
93.6、维修装置的操作标识设计：操作标识综合考虑了开/合的方向和舱外通用工具的拧紧/拧松方向，保证航天员操作的认知一致性；
94.7、本发明的维修装置倾角刻线：侧边固定的分离对接辅助刻线，采用倾角为10度的设计理念，保证航天员操作过程中的可视性。
95.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，其特征在于：包括第一关节维修装置和第二关节维修装置；第一关节维修装置和第二关节维修装置结构相同，均包括拆装部件(1)、固定部件(2)、第一安装接口(3)、第二安装接口(4)、第三安装接口(5)；固定部件包括固定端和随动端；第一安装接口(3)位于拆装部件(1)上，拆装部件(1)还与固定部件随动端(6)连接，固定部件随动端与固定端连接，能够相对于固定端伸缩运动；固定部件随动端(6)还与第二安装接口(4)固定连接，固定部件固定端还与第三安装接口(5)固定连接；第一关节维修组件、第二关节维修组件安装在故障关节两侧；第一关节维修装置的第一安装接口(3)，用于与故障关节的连接组件连接，第二安装接口(4)用于与故障关节的第一邻接产品的连接组件连接；第三安装接口(5)用于与故障关节的第二邻接产品的连接组件连接；第二关节维修装置的第一安装接口用于与故障关节的连接组件连接，第二安装接口用于与故障关节的第二邻接产品的连接组件连接；第三安装接口用于与故障关节的第一邻接产品的连接组件连接；当第一关节维修组件的拆装部件(1)通过第一安装接口(3)将故障关节与第一邻接产品分离运动时，第二关节维修组件的固定部件随动端随动，当第二关节维修组件的拆装部件(1)通过第一安装接口(3)将故障关节与第二邻接产品分离运动时，第一关节维修组件的固定部件随动机构随动；两者配合使用完成关节的在轨更换任务。2.根据权利要求1所述的一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，其特征在于：固定部件随动端(6)与第二安装接口(4)、固定部件固定端(7)与第三安装接口(5)通过四个松不脱螺钉进行连接。3.根据权利要求1所述的一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，其特征在于：拆装部件包括拆装本体(9)、上安装板(11)、左侧安装板(15)、右侧安装板(19)、上轴承压板(13)、前轴承压板(18)、后轴承压板(16)、电动工具接口(12)、第一锥齿轮(23)、第二锥齿轮(22)、第一锥齿轮压板(27)、键(30)、丝杠螺母(29)；其中，上安装板(11)、左侧安装板(15)、右侧安装板(19)均安装在拆装本体(9)上，电动工具接口(12)由轴承支撑，并通过上轴承压板(13)压紧在上安装板(11)上，第一锥齿轮(23)安装在电动工具接口(12)上，并通过第一锥齿轮压板(27)进行压紧，第二锥齿轮(22)通过键(30)与丝杠螺母(29)连接在一起；丝杠螺母(29)两侧通过轴承固定在拆装本体(9)上，并分别由前轴承压板(18)和后轴承压板(16)进行压紧；电动工具接口用于连接电动工具，驱动第一锥齿轮、第二锥齿轮和丝杠螺母运动，将电动工具的回转运动转换成拆装部件的直线运动，完成故障关节与其邻接产品的分离。4.根据权利要求3所述的一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，其特征在于：还包括第一通用扶手底座(10)，第一通用扶手底座(10)安装在拆装本体(9)，第一通用扶手底座(10)是航天员转移第一关节维修装置和第二关节维修装置时的抓握点。5.根据权利要求3所述的一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，其特征在于：还包括固定装置连接件(14)，固定装置连接件(14)安装在上安装板(11)上，用于与固定部件随动端连接；6.根据权利要求5所述的一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，其特征在于：
所述固定装置连接件(14)上设有锥凸(6-1)，固定部件随动端(6)上设有锥槽(8)；拆装部件(1)与固定部件随动端(6)通过两个松不脱螺钉进行连接，并将固定装置连接件(14)上的锥凸(6-1)与固定部件随动端(6)上的锥槽(8)进行定位和连接，锥凸(6-1)和对接锥槽(8)完成快速定位。7.根据权利要求5所述的一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，其特征在于：拆装部件(1)的上安装板(11)、随动结构件(35)上分别设有一对定位刻线，用于标识拆装部件(1)与固定部件随动端(6)连接到位；随动结构件(35)上还设有水平刻线，用于标识固定部件随动端(6)的安装端面与固定部件随动端(6)的上安装板(11)面对齐。8.根据权利要求7所述的一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，其特征在于：所述定位刻线和水平刻线的刻线宽度为1mm，深度为0.3mm，并喷涂黑漆，与周围金属本色有明显区别。9.根据权利要求4所述的一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，其特征在于：右侧安装板(19)上安装分离指示板(20)，安装接口连接件(17)上安装分离指针(19)，当拆装部件(1)处于闭合状态时，分离指示板(20)指向分离指针(19)的一侧，当拆装部件(1)处于打开状态时，分离指示板(20)指向分离指针(19)的另一侧，航天员通过电动工具接口(12)驱动拆装部件(1)时，分离指针(19)随着安装接口连接件(17)一起运动。10.根据权利要求1所述的一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，其特征在于：固定部件随动端包括随动结构件(35)、4个初始紧定松不脱螺钉(34)、随动轴(41)、固定轴套(42)、2个轴套紧定螺钉(40)、随动套(39)和2个导向键(38)；随动轴(41)插入在随动结构件(35)的内孔中，随动轴(41)一端套在随动套(39)内，另一端穿过固定轴套(42)，随动轴(15)能够相对固定轴套(42)滑动，随动轴(41)沿着母线方向设有2个导向键(38)，2个导向键(38)保持一定间隔；随动结构件(35)按照同样的间隔沿着母线方向两个位置均设有上下相对的两个导向孔，每个导向孔内拧入初始紧定松不脱螺钉(34)；固定轴套(42)两个导向孔的间距与随动轴(41)上两个导向键(38)的间距相同；固定轴套(42)通过2个紧定螺钉(40)固定在随动结构件(35)的内孔中，导向键(38)起到随动轴(41)和随动套(39)安装过程中的导向作用；初始状态下，随动套(39)位于随动结构件(35)内孔第一位置，此时，随动轴(41)上从里到外的第二个导向键(38)正对随动结构件(35)上从里向外的第一导向孔，第一位置上下各一个初始紧定松不脱螺钉(34)，上方的松不脱螺钉顶住导向键(38)，将随动套(39)与随动结构件(35)压紧在一起，随动套(39)和随动轴不能运动，当松开两个初始紧定松不脱螺钉(34)时，随动套(39)与随动轴(41)沿内孔做轴向直线运动，当移动到位时，随动套(39)位于随动结构件(35)内孔第二位置，此时，随动轴(41)上从里到外的第一个导向键(38)正对随动结构件(35)上从里向外的第一导向孔，随动轴(41)上从里到外的第二个导向键(38)正对随动结构件(35)上从里向外的第二导向孔，四个初始紧定松不脱螺钉(34)将随动套(39)拧紧在随动结构件(35)上，由随动套(39)和固定轴套(42)共同提供对随动轴(41)的支撑。

技术总结
本发明涉及一套用于空间机械臂关节在轨拆装的维修装置，该维修装置主要由第一关节维修装置、第二关节维修装置等两套完全相同的装置组成，其中，每套维修装置主要由1个分离机构和1个随动机构组成，两套机构配合使用才可以完成中国空间站核心舱机械臂故障关节在轨维修任务。该装置具有体积小，重量轻，便于航天员携带和操作等优点，可协助航天员完成中国空间站核心舱机械臂任意关节的在轨维修工作，解决了中国空间站机械臂关节的在轨维修更换难题。了中国空间站机械臂关节的在轨维修更换难题。了中国空间站机械臂关节的在轨维修更换难题。


技术研发人员：李德伦 朱超 张运 王康 张昕蕊 孔旭 高翔宇 胡成威 熊明华 曾磊 陈明 张文明 王友渔 许哲 方金
受保护的技术使用者：北京空间飞行器总体设计部
技术研发日：2022.08.30
技术公布日：2023/4/17