本发明涉及对接锁紧装置，具体提供一种气动对接球锁装置。
背景技术：
1、随着航空航天技术的发展，面对空间中大型结构在轨服务的需求，人们提出了模块化设计的概念，即通过模块化单元对空间中的航天设备进行在轨组装、维修、功能拓展等，因此对空间对接锁紧机构也提出了新的要求。
2、对接锁紧技术是空间在轨服务的关键技术组成之一，模块化航天器以及空间大型结构在轨组装过程中相互的连接和可控分离，以及在运动过程中相邻模块的稳固连接、功能扩展都与模块间的对接锁紧装置的设计紧密相关。对接锁紧装置是保证各个空间模块之间功能实现的前提，而空间模块单元之间的连接可靠性有利于高效率、高准确性地完成空间在轨任务。
3、中国专利公告号为cn220168324u，公告日为2023年12月12日，专利名称为“一种快速对接锁紧锁体及锁紧装置”的实用新型专利申请，公开了快速对接锁紧锁体包括连接面板与锁体腔，腔体内部驱动旋转组件驱动旋转轴带动楔形锁头转动，可以将其锁定在对接组件中，或者从对接组件中进行解锁，从而实现锁闭和开启。
4、目前这种对接锁紧装置设计方案使用充电电池及电机进行驱动，需要定期充电或更换电池，受到电池寿命影响。磁吸式对接机构的优点是连接灵活快速，但仅靠电磁吸引来连接部件，存在连接强度低及稳定性差的缺点。楔形锁头与锁紧面板之间使用驱动及传动机构，成本高、体积重量大、结构复杂，并且对接锁紧时由于楔形锁头不到位，可能会导致对接锁紧失败。对接接口虽然可以实现模块化单元之间的对接锁紧，但是对接锁紧过程中，输出力及速度调节不便，大大降低了对接锁紧的精度及稳定性，导致误差较大，难以实现快速精确对接，无法满足连接稳定性、简易化及轻量化的要求。
技术实现思路
1、本发明为解决上述问题，提供了一种气动对接球锁装置，通过采用紧凑、完全集成的双气缸二级气动推进设计，能够分别控制气动对接球锁装置的对接与锁紧，具有对接精度高，调控简单的技术效果。
2、本发明提供的一种气动对接球锁装置，具体地，包括一级运动单元、二级运动单元、锁紧单元和传感器单元，一级运动单元包括一级气缸和一级活塞，一级活塞可伸缩地设置于一级气缸内部，一级运动单元能够沿直线前进或后退运动；二级运动单元连接于一级运动单元，以使一级运动单元能够驱动二级运动单元沿直线前进或后退运动，二级运动单元包括二级气缸和二级活塞，二级活塞可伸缩地设置于二级气缸内部；锁紧单元包括主动锁紧单元和被动锁紧单元，主动锁紧单元连接于二级运动单元，以使二级运动单元能够驱动主动锁紧单元与被动锁紧单元相互锁紧或解锁；传感器单元设置于主动锁紧单元上，传感器单元用于检测主动锁紧单元和被动锁紧单元之间的距离。
3、优选的，一级运动单元还包括一级外壳，一级外壳为筒形结构，一级外壳底部连接有一级底座，一级底座上开设有多个第一安装孔；其中，一级气缸位于一级外壳内部，与一级底座连接，一级活塞将一级气缸分隔为位于底部的第一腔室和位于顶部的第二腔室，一级气缸上设置有一级前进通气孔和一级后退通气孔，一级前进通气孔连通于第一腔室与外界，一级后退通气孔连通于第二腔室与外界。
4、优选的，二级运动单元还包括二级外壳，二级外壳可伸缩地设置于一级外壳内部，二级外壳底部连接有二级底座；其中，二级气缸位于二级外壳内部，与二级底座连接，二级活塞将二级气缸分隔为位于底部的第三腔室和位于顶部的第四腔室，二级气缸上设置有二级前进通气孔和二级后退通气孔，二级前进通气孔连通于第三腔室与外界，二级后退通气孔连通于第四腔室与外界。
5、优选的，二级运动单元还包括第一导向销，一级外壳上沿轴向开设有第一导向槽，第一导向销设置于二级外壳上，第一导向销可滑动地卡设于第一导向槽。
6、优选的，主动锁紧单元包括中间壳、锁紧推动轴和阻挡球，中间壳设置于二级外壳内部，中间壳顶部开设有第一通孔，中间壳侧部开设有多个第二通孔，第二通孔下方还设置有第一限位件；锁紧推动轴位于中间壳内部，与二级活塞连接，锁紧推动轴顶部开设有楔形槽；多个阻挡球均匀设置于中间壳内部，阻挡球卡设于第二通孔和楔形槽之间。
7、优选的，被动锁紧单元包括被动锁紧件，被动锁紧件为环形结构，被动锁紧件内侧设置有第二限位件，被动锁紧件上开设有多个第二安装孔；其中，主动锁紧单元处于锁紧状态时，锁紧推动轴顶部通过第一通孔伸出，阻挡球通过第二通孔部分伸出，以使阻挡球适于卡设于楔形槽、第二通孔和第二限位件之间。
8、优选的，一级运动单元还包括一级推动件，一级推动件连接于二级外壳底部，一级推动件还套设于一级活塞，以使一级活塞能够带动二级外壳直线运动。
9、优选的，二级运动单元还包括二级推动件，二级推动件连接于锁紧推动轴底部，二级推动件还套设于二级活塞，以使二级活塞能够带动锁紧推动轴直线运动。
10、优选的，锁紧单元包括第二导向销，被动锁紧件上开设有第二导向槽，第二导向销设置于中间壳上，第二导向销可滑动地卡设于第二导向槽。
11、优选的，传感器单元包括支撑座和位置接近传感器，支撑座设置于中间壳上；位置接近传感器连接于支撑座。
12、与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：
13、本发明提供的一种气动对接球锁装置通过采用紧凑、完全集成的双气缸二级气动推进设计，能够分别控制气动对接球锁装置的对接与锁紧，具有对接精度高，调控简单的技术效果。
14、其中，本发明的一级运动单元、二级运动单元、锁紧单元之间采用环中环布置，结构紧凑，占用空间小，从而保证一级运动单元、二级运动单元、锁紧单元之间组装的便利性。
15、其中，本发明的主动锁紧单元在中间壳内部沿圆周均匀设置有多个阻挡球，通过阻挡球与楔形槽间隙的配合，实现主动锁紧单元与被动锁紧单元之间的高负载机械连接，具有连接稳定性高，对接灵活的优点。
16、其中，本发明在一级运动单元与二级运动单元之间、主动锁紧单元与被动锁紧单元之间，分别设置有导向销和导向槽，从而对主动锁紧单元起到导向作用，提高主动锁紧单元沿直线运动的精度以及快速性。
17、其中，本发明设置有传感器单元，用于检测主动锁紧单元和被动锁紧单元之间的距离，从而实现主动锁紧单元和被动锁紧单元之间的高精度精确对接。
1.一种气动对接球锁装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的气动对接球锁装置，其特征在于，所述一级运动单元(100)还包括：
3.根据权利要求2所述的气动对接球锁装置，其特征在于，所述二级运动单元(200)还包括：
4.根据权利要求3所述的气动对接球锁装置，其特征在于，所述二级运动单元(200)还包括：
5.根据权利要求3所述的气动对接球锁装置，其特征在于，所述主动锁紧单元(300)包括：
6.根据权利要求5所述的气动对接球锁装置，其特征在于，所述被动锁紧单元(400)包括：
7.根据权利要求3所述的气动对接球锁装置，其特征在于，所述一级运动单元(100)还包括：
8.根据权利要求3所述的气动对接球锁装置，其特征在于，所述二级运动单元(200)还包括：
9.根据权利要求6所述的气动对接球锁装置，其特征在于，所述锁紧单元包括：
10.根据权利要求5所述的气动对接球锁装置，其特征在于，所述传感器单元(500)包括：
