空间重复锥杆卡爪式连接分离机构设计与分析_简彬.pdf

空间重复锥杆卡爪式连接分离机构设计与分析简彬1，赵冲2，王珂2，赵海峰2，陈炳兴3，荣吉利1（1.北京理工大学 宇航学院，北京100081；2.中国科学院 空间应用工程与技术中心，北京100094；3.福州大学 机械工程及自动化学院，福建,福州350108）摘 要：为满足航空宇航领域中对可重复连接分离技术的需求，提出了一种小型轻量化、有容差、高承载和高刚度的空间重复锥杆卡爪式连接分离机构.采用 ANSYS Workbench 软件对空间重复连接分离机构进行静力学仿真校核其高承载能力，采用 ADAMS 软件建立该机构的运动学模型并验证其运动可行性.基于等效弹簧接触模型建立了空间重复锥杆卡爪式连接分离机构的连接刚度显示表达式，利用 ANSYS Workbench 软件分析在无预紧力条件下和仅有预紧力条件下的刚度，并进行线性函数拟合.结合线性规划方法，优化了预紧力使刚度和承载能力同时最大化.最后，研制原理样机，开展 10 次以上重复连接与分离实验，证明了该设计的有效性.通过研制重复锥杆卡爪式连接分离机构，为其在飞行器交会对接、卫星在轨服务、天线重复展开和大型宇航结构在轨构造等工程应用领域提供技术支撑.关键词：连接分离机构；静力学校核；运动学仿真；刚度模型中图分类号：V414.1 文献标志码：A 文章编号：1001-0645(2023)03-0267-07DOI：10.15918/j.tbit1001-0645.2022.063Design and Analysis of Space Reusable Rod-Cone-Claw TypeConnection and Separation MechanismJIAN Bin1，ZHAO Chong2，WANG Ke2，ZHAO Haifeng2，CHEN Bingxing3，RONG Jili1（1.School of Aerospace Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China;2.Technology and EngineeringCenter for Space Utilization,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100094,China;3.School of Mechanical Engineering andAutomation,Fuzhou University,Fuzhou,Fujian 350108,China）Abstract：To meet the demand for reusable connection and separation technology in the aerospace field,a spacereusable rod-cone-claw type connection and separation mechanism with the advantages of lightweight,limitedtolerance,high load-bearing,and high stiffness was proposed in this paper.The static simulation of the space re-usable connection and separation mechanism based on ANSYS Workbench was implemented to check its highbearing capacity.The kinematic simulation of the mechanism was conducted by ADAMS software to verify themotion feasibility.Based on the equivalent spring contact model,the display expression of the connection stiff-ness of the space reusable rod-cone-claw type connection and separation mechanism was established.The stiff-ness values of the reusable connection and separation mechanisms under the condition of no preload and only un-der the condition of preload were analyzed using ANSYS Workbench software,and the first-order polynomialfunction was fitted to the stiffness.Combined with the linear programming method,the preload value was optim-ized to maximize both stiffness and load-bearing capacity.Finally,the principal prototype of space reusable rod-cone-claw type connection and separation mechanism was developed,and 10 repeated connection and separationexperiments were carried out to prove the effectiveness of the design.The design of the space reusable rod-cone-claw type connection and separation mechanism provides theoretical and technical support for its application in 收稿日期：2022 03 15基金项目：中国科学院特别研究助理资助项目（T203021）作者简介：简彬（1979），男，高级工程师，E-mail：.通信作者：赵冲（1992），男，博士，助理研究员，E-mail：.第 43 卷第 3 期北 京 理 工 大 学 学 报Vol.43No.32023 年 3 月Transactions of Beijing Institute of TechnologyMar.2023engineering applications such as aircraft rendezvous and docking,satellite on-orbit service,antenna repeated de-ployment,and large-scale aerospace structure on-orbit construction.Key words：connection and separation mechanisms；static analysis；kinematic simulation；stiffness model 我国航空宇航领域日新月异，载人飞船、空间站建设、月球与火星着陆探测、深空探测研究等重大航天工程的陆续启动与实施，对可重复连接分离技术提出了更高更新的要求1 3.连接分离机构分为一次和重复连接分离机构.航天领域常用的一次连接分离机构是火工装置，技术成熟、连接分离可靠，用于火箭发射的多级分离和箭舱分离1.重复连接分离机构主要用于飞行器交会对接、卫星在轨服务、天线重复展开和大型宇航结构在轨构造等领域3.苏联于 1967 年采用锥杆式重复连接分离装置4实现了宇宙 186 和宇宙 188 两个舱段的对接锁定工作，阿波罗飞船的对接机构属于早期的曲柄摇杆式连接分离机构5，通过四杆机构原理驱动锁钩拉紧和释放目标飞行器连接框，实现连接与分离，该机构结构简单，连接分离可靠.欧洲航天局提出两指卡爪式连接分离机构4,6，通过电机驱动双卡爪卡紧和释放被锁紧轴进行连接和分离.SSRMS 空间站机械臂末端执行器采用锥杆式捕获机构7，其特点是具有很大的容差范围，并且利用钢丝索缠绕捕获锥头的方式降低对被捕获结构的冲击和扰动.日本宇航局针对日本空间站试验舱的空间大型扩展平台研制了用于货柜重复连接与分离机构8.美国提出了一种用于锁紧有效载荷的连接与分离机构9，通过拉紧和释放绳索，利用曲柄旋转驱使锁芯收缩和扩张实现机构与载荷板分离连接.国内研究人员张武等10为使可展太阳翼能够重复锁定和释放，研制了一种杠杆锁止式连接分离机构，结构简单易控制，锁定可靠性高；张文星等11设计了一种蜗轮蜗杆曲柄滑块式连接分离机构，具备一定容差能力和低冲击优势.综上，目前国内外出现了锥杆式、曲柄摇杆式、卡爪式和杠杆锁止式等重复连接分离机构.锥杆式和卡爪式连接分离机构结构简单、连接可靠，缺点是体积与重量较大、精度不高.曲柄摇杆式和杠杆锁止式连接分离机构通过电机驱动打破力平衡进行解锁，承载能力小，应用在大承载场合时连接可靠性难以保障.鉴于此，参考现有连接分离机构原理形式4 12，本文提出了一种小型轻量化和高承载的重复锥杆卡爪式连接分离机构，并通过 ANSYS Workbench 静力学仿真校核、ADAMS 运动学仿真、连接刚度分析和连接分离功能实验，验证了该设计的可行性13.1 锥杆卡爪式连接分离机构设计 1.1 方案设计提出了一种空间重复锥杆卡爪式连接分离机构方案，如图 1 所示，利用锥面接触进行容差定位，通过卡爪卡紧锥杆完成锁定，具有小型轻量化、有容差、高承载、高刚度、定位精度高、锁紧可靠等优点.带锥杆的公座为被锁部，剩下部分为锁紧部.锥杆公座母座调节螺母锁芯套筒支撑架轴承螺母丝杠底盖电机卡爪销滑筒螺钉图 1 空间重复锥杆卡爪式连接分离机构结构图Fig.1 Structural diagram of space reusable rod-cone-claw type connectionand separation mechanism 空间重复锥杆卡爪式连接分离机构锁紧过程如下：带锥杆的被锁部开始向母座靠近，锥杆逐步进入母座内，由公座及母座的锥面完成定位；当锥杆进入锁芯后，电机正转驱动丝杠转动，依次带动螺母、滑筒向右移动，滑筒左端带动卡爪向右运动，锁芯外凸台挤压卡爪使其向内收拢，逐渐拉紧锥杆；当电机继续转动，滑筒和卡爪难以向右运动，可为连接部提供了一定的预紧力.空间重复锥杆卡爪式连接分离机构分离过程为锁紧过程的逆过程，即：电机反转，滑筒向左运动，卡爪在凸台挤压下向外运动，释放锥杆.1.2 锥面角度分析空间重复锥杆卡爪式连接分离机构连接部公座与母座的接触受力关系如图 2 所示，主要参数包括预紧力 F0、横向载荷 P、摩擦力 f、正压力 Q 和锥度，由受力关系可得公座与母座接触时锥度对横向载荷和轴向载荷的影响.横向力平衡方程：P=Qsin+f cos=Qsin+Qcos=Q(sin+cos)（1）轴向力平衡方程：Qcos f sin+F0（2）268北 京 理 工 大 学 学 报第 43 卷横向载荷与轴向载荷之间的关系为P F0(sin+cos)cossin（3）=sin+coscossin令，表示横向载荷与轴向载荷的转换系数.设定接触为钢-钢材料，查询机械设计手册14可知摩擦因数 =0.100.15，取无润滑干摩擦情况 0.15，取 090，计算可得转换系数 与锥面角度 的关系，如图 3 所示.由图 3 可知：当锥度 在 060之间，空间重复锥杆卡爪式连接分离机构所能承受的横向载荷随着锥度的增大缓慢增大；当锥度 在 6081.47之间，该机构所能承受的横向载荷随着锥度的增大快速增大；当锥度 81.47时，该机构仅受横向载荷，公座和母座的接触自锁，横向载荷不会影响轴向力.5 种典型锥度时转换系数 如表 1 所示.综上，根据图 3，当锥度 81.47，公座和母座形成自锁.但是锥度 越大，尤其超过 45后，可能会造成被锁部的锥杆难以沿着母座的锥面顺利滑入锁芯内部.因此，考虑到连接分离机构主要承受为轴向载荷，选取锥度 为 45，其承受横向载荷仍能达到轴向载荷 1.353 倍以上，足以满足条件.2 静力学与运动学仿真分析 2.1 静力学仿真分析根据机械设计手册14丝杠螺母螺旋副相关校核公式计算可知，空间重复锥杆卡爪式连接分离机构选用的丝杠螺母螺旋副可承受预紧力为 2.297 3 kN，轴向载荷 6.620 9 kN.使用 SolidWorks 软件建立重复锥杆卡爪式连接分离机构的三维结构，如图 4（a）所示.卡爪丝杠轴承锁芯螺母(a)三维结构(b)位移云图滑筒锥杆0.206 3 Max0.183 380.160 460.137 530.114 610.091 6890.068 7670.045 8440.022 9220 MinXYZ01530 mm图 4 连接分离机构静力学分析Fig.4 Static analysis of connection and separation mechanism 由于该连接分离机构结构复杂，直接使用 AN-SYS Workbench 软件进行有限元分析会使划分单元复杂、计算时间长，甚至可能使计算结果出现较大偏差15.因此，先对重复锥杆卡爪式连接分离机构模型进行简化：由于底盖、调节螺母受力较小，可忽略；丝杠、螺母、滑筒之间的接触采用绑定连接；销与滑筒、卡爪之间接触采用不分离连接；锥杆与卡爪、公座与母座为干摩擦连接.滑筒、销、锥杆与卡爪的材料为 Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr 钛合金，屈服强度达到 1 034 MPa；公座、母座、支撑架 F0PQf图 2 接触受力分析Fig.2 Contact force analysis 010203040506070809015010050050100150/()图 3 锥面角度和转换系数之间的关系Fig.3 The curve between cone angle and conversion coefficient表 1 5 种锥度的转换系数值Tab.1 Conversion coefficient of five cone angle锥度/()1530456072转换系数0.4360.7961.3532.5438.819第 3 期简彬等：空间重复锥杆卡爪式连接分离机构设计与分析269和套筒材料为 45Cr，淬火加回火处理，屈服强度达到460 MPa.在 ANSYS Workbench 软件中，首先将锁紧部母座和套筒固定，然后对公座施加 6.6 kN 轴向向外的载荷，分析重复锥杆卡爪式连接分离机构零部件的变形和应力.结果表明：该连接分离机构内部结构最大位移为 0.160 15 mm，如图 4（b）所示.应力较大的零件为锥杆和卡爪，其应力云图如图 5 所示，锥杆最大等效应力为 630.42 MPa，卡爪最大等效应力为950.91 MPa，满足钛合金材料强度要求.0510 mmXYZ0510 mmA点(a)锥杆应力云图(b)卡爪应力云图XYZ630.42 Max560.37490.33420.28350.23280.19210.14140.0970.0470.000 171 94 Min950.91 Max845.51740.12634.72529.33423.94318.54213.15107.762.362 2 Min图 5 锥杆和卡爪应力云图Fig.5 Stress nephogram of rod and claw 2.2 运动学仿真分析采用 ADAMS 软件建立空间重复锥杆卡爪式连接分离机构的运动学模型.首先，将连接分离机构模型导入 ADAMS 软件，将公座、锥杆、调节螺母、母座、套筒、锁芯、销、支撑架、轴承、底盖与地面锁定，将螺母与滑筒锁定成一个整体；然后，将两个卡爪分别与滑筒内的两个销用转动副连接，丝杠与螺母之间采用螺旋副连接，建立卡爪与锁芯、锥杆为接触关系；最后，对丝杠施加一个旋转副运动，通过控制丝杠的旋转，分析和计算各个运动部件的运动情况.仿真结果表明：连接分离机构在锁紧和解锁过程中各个部件无干涉，卡爪能够实现卡住和释放锥杆运动，从而实现锁紧和解锁功能.卡爪前端点 A 轨迹如图 6 所示，可见卡爪锁紧前和分离后的位置基本在一点.3 连接分离机构连接刚度分析 3.1 等效刚度分析空间重复锥杆卡爪式连接分离机构接触部位包括公座和母座之间接触以及锥杆和卡爪之间接触，两个接触部位具有一定的刚度，且具有一定的非线性.因此，将该连接分离机构等效为刚体通过具有定刚度的弹簧并行连接，如图 7 所示.公座和母座之间的接触等效为刚度 K1的弹簧，锥杆和卡爪之间的接触等效为刚度 K2的弹簧.锁紧部K2K1被锁部图 7 等效刚度简图Fig.7 Equivalent stiffness diagram 假设等效弹簧的刚度是关于轴向载荷的函数，在没有预紧力情况，抵抗轴向载荷 F 仅为 K2弹簧，锥杆卡爪式连接分离机构的变形为=F/K2|F（4）则锥杆卡爪式连接分离机构的刚度为K=F/=K2|F（5）锥杆卡爪连接部位所受轴向载荷为 55.5 55.0 54.5 54.0 53.5 53.0 52.5 52.0 51.567.568.068.569.069.570.070.571.071.572.0轴向坐标/mm横向坐标/mm释放轨迹卡紧轨迹A点图 6 卡爪点 A 轨迹曲线Fig.6 The trajectory curve of point A of claw270北 京 理 工 大 学 学 报第 43 卷F=F（6）F F0当预紧力为 F0，且轴向载荷情况，抵抗轴向载荷 F 为 K1和 K2弹簧，锥杆卡爪式连接分离机构的变形为=F0(K1+K2)|F0F0F(K1+K2)|(F0F)（7）则锥杆卡爪式连接分离机构的刚度为K=F/=F(K1+K2)|F0(K1+K2)|(F0F)F0(K1+K2)|(F0F)(F0F)(K1+K2)|F0（8）锥杆卡爪连接部位承受的轴向载荷为F=2K2|F=2F0K2|F(K1+K2)|F0(F0F)K2|F(K1+K2)|(F0F)（9）F F0FF0当预紧力为 F0，且轴向载荷情况，抵抗轴向载荷 F0为 K1和 K2弹簧，抵抗轴向载荷为 K2弹簧，锥杆卡爪式连接分离机构的变形为=F0+FF0K2|(F0+FF0)F0(K1+K2)|F0（10）其中残余预紧力计算为F0=2K2|F0=2F0K2|F0(K1+K2)|F0（11）则锥杆卡爪式连接分离机构的刚度为K=F/=FK2|(F0+FF0)(K1+K2)|F0(F0+FF0)(K1+K2)|F0F0K2|(F0+FF0)（12）锥杆卡爪连接部位所受轴向载荷为F=F0+FF0（13）3.2 有限元刚度分析利用 ANSYS Workbench 软件分析重复锥杆卡爪式连接分离机构在无预紧力条件下和仅有预紧力条件下的刚度，分别对被锁部施加 0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，5.0 kN 轴向载荷，计算该连接分离机构变形大小，并转换为刚度值，结果如图 8 和图 9 所示.K2=28.056K2=2F+22.887从图 8 可知：重复锥杆卡爪式连接分离机构在无预紧力条件下的刚度 K2随着轴向载荷变化具有较明显的变化.将刚度 K2量纲一化拟合为常数，具有较大误差；而将刚度 K2量纲一化拟合为一次线性函数，可与仿真刚度值基本吻合.从图 9 可知：重复锥杆卡爪式连接分离机构在仅有预紧力条件下的刚度 K1+K2随着轴向载荷变化K1+K2=43.430K1+K2=F0+39.433同样有显著的变化.直接将刚度量纲一化拟合为常数()具有较大误差，而将刚度量纲一化拟合为一次函数()，其数值可与仿真刚度值基本吻合.F F0根据式（9），在轴向载荷情况，重复锥杆卡爪式连接分离机构的刚度为K=F/=F(F0+39.433)(F0F+39.433)F0(F0F+39.433)(F0F)(F0+39.433)（14）F F0根据式（12），轴向载荷情况，重复锥杆卡爪式连接分离机构的刚度为K=F/=FK2|(F0+FF0)(K1+K2)|F0(F0+FF0)(K1+K2)|F0F0K2|(F0+FF0)=F(2(F0+FF0)+22.887)(F0+39.433)(F0+FF0)(F0+39.433)F02(F0+FF0)+22.887（15）其中残余预紧力为F0=45.774F039.4333F0（16）0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.022242628轴向载荷/kN刚度/(kNmm1)303234实际刚度平均刚度一次拟合图 8 轴向载荷与刚度的关系曲线Fig.8 The curves between axial load and stiffness 0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0404142434445464748预紧力/kN刚度/(kNmm1)实际刚度平均刚度一次拟合图 9 预紧力与刚度的关系曲线Fig.9 The curves between preload and stiffness第 3 期简彬等：空间重复锥杆卡爪式连接分离机构设计与分析271结合式（14）和式（15），通过 Matlab 软件求解出空间重复锥杆卡爪式连接分离机构刚度与轴向载荷和预紧力关系，如图 10 所示.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0303234363840424446F0=0.5 kNF0=1.0 kNF0=1.5 kNF0=2.0 kNF0=2.5 kNF0=3.0 kN轴向载荷/kN刚度/(kNmm1)图 10 预紧力、轴向载荷与刚度的关系曲线Fig.10 The curves between preload,axial load and stiffness 对比图 8 和图 10 可知：锥杆卡爪式连接分离机构在有预紧力相比无预紧力时可大幅度提高初始刚度.并且随预紧力增加，刚度增加；随轴向载荷增加，刚度先减小后增加.因此，在轴向载荷大于 5.0 kN，且预紧力小于 2.3 kN 情况下，刚度最小值由预紧力决定.通过编程求解出最小刚度大于 30 kN/mm 时预紧力为 0.44 kN.空间重复锥杆卡爪式连接分离机构在满足零件材料校核条件下应该尽可能提高刚度和承载能力，其中丝杠螺母螺旋副可承受预紧力为 2.3 kN，轴向载荷 6.6 kN.设计要求最小刚度需大于 30 kN/mm，轴向载荷需大于 5.0 kN.因此，其约束方程如式（17）所示，可得出连接分离机构预紧力和轴向载荷之间关系，如图 11 所示.|0.44kN F0 2.3kNF 5.0kNF=F0+FF0=45.774F039.4333F0+FF0 6.5kN（17）从图 11 可知：在预紧力从 0.44 kN 增加至 2.3 kN，则轴向载荷从 6.411 6 kN 减小到 5.563 9 kN，预紧力与所能承受的轴向载荷负相关，预紧力区间内全部满足轴向载荷要求.综合考虑预紧力对最小刚度和轴向载荷的影响，为了使最小刚度和轴向载荷相对设计目标达到 1.2 倍冗余度，最终选择预紧力为 1.2 kN，此时，空间重复锥杆卡爪式连接分离机构最小刚度为 35.874 kN/mm，冗余度达到 119.58%；轴向最大载荷为 6.167 1 kN，冗余度达到 123.34%.00.51.01.52.02.53.54.04.55.05.56.06.57.0F00.44 kNF5.0 kNF6.5 kN预紧力/kN轴向载荷/kNF02.3 kN图 11 预紧力与轴向载荷的关系曲线Fig.11 The curves between preload and axial load 4 锥杆卡爪式连接分离机构原理样机根据空间重复锥杆卡爪式连接分离机构的结构模型，加工了其零部件，并完成了该连接分离机构的装配、调试与实验等工作，如图 12 所示.(a)被锁部(b)锁紧部(c)连接状态图 12 锥杆卡爪式连接分离机构功能验证Fig.12 Functional verification of rod-cone-claw type con-nection and separation mechanism 具体功能实验过程如下：首先，用扳手逆时针拧动电机接头，卡爪逐步张开，将被锁部前侧放入锁紧部前侧；然后，用扳手顺时针拧动电机接头，卡爪开始合拢，使锁紧部卡紧被锁部，如图 12（b）所示；两名实验人员分别握紧被锁部和锁紧部，用力无法将其分开，连接十分可靠；最后，用扳手逆时针拧动电机接头，卡爪逐步张开，可将被锁部从锁紧部前侧取出，实现完全分离.重复上述流程 10 次以上，结果完全272北 京 理 工 大 学 学 报第 43 卷一致，表明空间重复锥杆卡爪式连接分离机构能够可靠实现重复连接与分离功能.5 结论利用 ANSYS Workbench 软件进行了静力学仿真，校核了该连接分离机构具备 6.6 kN高承载能力.在 ADAMS 软件建立运动学模型，通过仿真证明该连接分离机构运动可行性.建立了重复锥杆卡爪式连接分离机构的等效连接刚度模型，得到了预紧力与连接刚度和轴向承载能力的关系.通过线性规划优化了预紧力值，即当预紧力为 1.2 kN，刚度和承载能力分别达到 35.874 kN/mm 和6.167 1 kN，达到 1.2 倍冗余度.研制原理样机，通过 10 次以上重复连接与分离实验证明了设计的可行性.该机构可为飞行器交会对接、卫星在轨服务、天线重复展开和大型宇航结构在轨构造等工程应用领域提供理论与技术支撑.参考文献：YUE Honghao,YANG Yifei,LU Yifan,et al.Researchprogress of space non-pyrotechnic low-shock connection andseparation technology (SNLT):a reviewJ/OL.ChineseJournal of Aeronautics,2021.1 荣吉利,白美,刘志全.加严条件下火工机构可靠性评估方法J.北京理工大学学报,2004,24(2):4.RONG Jili,BAI Mei,LIU Zhiquan.Reliability assessment ofpyrotechnical devices under rigorous conditionsJ.Transactions of Beijing Institute of Technology,2004,24(2):4.(in Chinese)2 刘荣强,田大可,邓宗全,等.多模块构架式空间可展开天线背架的模态分析J.北京理工大学学报,2011,31(6):685 690.LIU Rongqiang,TIAN Dake,DENG Zongquan,et al.Modalanalysis of truss structure for deployable truss antenna withmulti-moduleJ.Transactions of Beijing Institute ofTechnology,2011,31(6):685 690.(in Chinese)3 刘宇.俄罗斯典型空间对接机构及其特性J.航天器工程,1994(2):33 38.LIU Yu.Russias typical space docking mechanism and itscharacteristicsJ.Spacecraft Engineering,1994(2):33 38.(inChinese)4 EL-BAZ F,WARNER D M.Apollo-Soyuz test project:summary science reportR.S.l.：Scientific and Technical 5 Information Office,National Aeronautics and SpaceAdministration,1977.GAMPE F.Docking mechanism for in-orbit assembly andspacecraft servicingR.S.l.：Dornier System GMBHFriedrichshafen(Germany FR),1984.6 MARCOTTE B.Canadian ISS program involvementJ.ActaAstronautica,2004,54(11-12):785 786.7 DOGGETT W,DORSEY J,JONES T,et al.A modular,reusable latch and decking system for securing payloads duringlaunch and planetary surface transportC/Proceedings ofAIAA SPACE 2011 Conference&Exposition.S.l.:AIAA,2010:7151.8 SHIMODA T,WADA M,IMAI S.Design of KIBO structureand verificationC/Proceedings of 40th InternationalConference on Environmental Systems.Barcelona,Spain,s.n.,2010:6144.9 张武,瞿玉棣.太阳电池阵多次展开锁定机构研究J.机械设计,2006,23(5):9 11.ZHANG Wu,QU Yudi.Research on multi-development andlocking mechanism for solar cell arrayJ.Journal of MachineDesign,2006,23(5):9 11.(in Chinese)10 张文星,岳洪浩,刘卫,等.空间重复锁紧与分离装置容差性能分析与验证J.南京航空航天大学学报,2018,50(3):9.ZHANG Wenxing,YUE Honghao,LIU Wei,et al.Misalignment tolerance analysis and verification of spacereusable lock and separation deviceJ.Journal of NanjingUniversity of Aeronautics&Astronautics,2018,50(3):9.(inChinese)11 HICKS M T,ENOCH M,CAPOTS L H.HexPak testbeddevelopmentC/Proceedings of 4th Responsive SpaceConference.Los Angeles,CA,s.n.,2006:RS4-2006 3006.12 赵冲.可展收桁架式卫星平台的设计及分析D.哈尔滨:哈尔滨工业大学,2017.ZHAO Chong.Design and analysis of deployable truss-typesatellite busD.Harbin:Harbin Institute of Technology,2017.(in Chinese)13 成大先.机械设计手册 M.5版.北京:化学工业出版社,2010.CHENG Daxian.Mechanical design handbookM.5th ed.Beijng:Chemical Industry Press,2010.(in Chinese)14 贺李平,任雪梅.螺栓联接的有限元建模方法研究J.北京理工大学学报,2020,40(12):1275 1281.HE Liping,REN Xuemei.Study on finite element modelingmethod of bolted jointsJ.Transactions of Beijing Institute ofTechnology,2020,40(12):1275 1281.15（责任编辑：匡梅）第 3 期简彬等：空间重复锥杆卡爪式连接分离机构设计与分析273