[發(fā)明專利]一種非合作目標捕獲機構(gòu)

有效

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• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104176279A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李隆球;邵廣斌;周德開;劉偉民;張廣玉;常曉叢
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B64G1/64
• 分類號: B64G1/64
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非合作目標交會對接時的捕獲機構(gòu)，是針對航天器發(fā)動機噴嘴和星箭對接的。

背景技術(shù)

空間非合作目標對接，是指在目標航天器狀態(tài)未知，沒有專有的對接接口且無法通信的情況下進行對接。在非合作情況下增加了對目標進行識別、測量和抓捕等操作的難度。

空間非合作目標對接在民用方面有重大意義。一方面衛(wèi)星所需的燃料消耗完全便不能再保持在正常的運轉(zhuǎn)軌道高度，最后只能結(jié)束使用，但是通常衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)功能、通信系統(tǒng)等都處于良好狀態(tài)。為了滿足之前的需求，目前通常采用的方式就是發(fā)射新的衛(wèi)星來代替失效的衛(wèi)星，這會導(dǎo)致代價沉重的資源浪費，而且還增加了太空垃圾，污染了對人類意義重大的軌道。另一方面衛(wèi)星可能遇到系統(tǒng)軟件或者硬件需要升級、關(guān)鍵部件失效等問題，這些問題得不到解決將會導(dǎo)致衛(wèi)星失效。基于此，可以將非合作目標對接技術(shù)應(yīng)用在開發(fā)空間服務(wù)衛(wèi)星上。空間服務(wù)衛(wèi)星可以通過衛(wèi)星自身所攜帶的對接機構(gòu)對失效衛(wèi)星進行對接捕獲，對失效衛(wèi)星進行補給燃料、交換數(shù)據(jù)、更換與升級零部件、重新定位入軌以及升級軟件等操作，以此來搶救維修失效衛(wèi)星、拓展與升級目標衛(wèi)星功能，以及延長目標衛(wèi)星使用壽命。

非合作目標上沒有安裝專用的對接捕獲接口，需要在目標航天器上選擇已有機構(gòu)作為對接接口。針對相對應(yīng)對接接口的非合作目標對接機構(gòu)主要有：多指手爪、遠地點發(fā)動機捕獲機構(gòu)、飛網(wǎng)飛爪及其他包絡(luò)裝置、對接環(huán)抓捕裝置、分離螺栓對接機構(gòu)、三臂型對接捕獲裝置等。但是上述現(xiàn)有的對接捕獲裝置無法適用于不同尺寸的通用接口，無法實現(xiàn)太空環(huán)境下與非合作目標的對接。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的對接捕獲裝置無法通用于不同尺寸的接口，無法實現(xiàn)太空環(huán)境下與非合作目標的對接。進而提供一種非合作目標捕獲機構(gòu)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種非合作目標捕獲機構(gòu)包括航天器機體、導(dǎo)軌支撐架、末端機械臂、導(dǎo)軌支座、球頭柱銷、柱頭彈簧、擋板、球頭末端、導(dǎo)軌、導(dǎo)軌支撐板、緩沖平臺、緩沖平臺基座、柱狀緩沖套、球頭緩沖件、緩沖平臺連接板、多個剪鉸機構(gòu)、支撐外殼、力矩電機、傳動絲杠軸、傳動軸末端支架、移動螺母、可控螺母、鎖芯、可控螺母外殼和電磁線圈，

導(dǎo)軌支撐架安裝在航天器機體上，導(dǎo)軌支撐板安裝在導(dǎo)軌支撐架上，支撐外殼豎直固定設(shè)置在航天器機體上，緩沖平臺基座安裝在支撐外殼的上端，柱狀緩沖套安裝在緩沖平臺基座上的凹槽內(nèi)，球頭緩沖件安裝在柱狀緩沖套內(nèi)，緩沖平臺通過緩沖平臺連接板與球頭緩沖件連接，力矩電機安裝在支撐外殼的下端，傳動軸末端支架安裝在緩沖平臺基座的底端，傳動絲杠軸的一端與力矩電機的轉(zhuǎn)子部分連接，傳動絲杠軸的另一端與傳動軸末端支架連接，可控螺母和移動螺母由上至下依次設(shè)置在傳動絲杠軸上，可控螺母外殼安裝在可控螺母上，鎖芯設(shè)置在可控螺母外殼上，電磁線圈設(shè)置在可控螺母外殼上并與鎖芯連接控制鎖芯的伸縮，導(dǎo)軌安裝在導(dǎo)軌支撐板上，導(dǎo)軌支座可滑動安裝在導(dǎo)軌上，末端機械臂豎直安裝在導(dǎo)軌支座上，且末端機械臂在導(dǎo)軌支座的帶動下在導(dǎo)軌上滑動，末端機械臂與導(dǎo)軌支座之間通過球頭柱銷和柱頭彈簧連接，導(dǎo)軌支座的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有擋板，且所述擋板與柱頭彈簧相抵設(shè)，導(dǎo)軌支座的上端設(shè)有球頭末端，導(dǎo)軌支座的下端通過多個剪鉸機構(gòu)分別與移動螺母和可控螺母可轉(zhuǎn)動連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：

1.本發(fā)明通過調(diào)整末端機械臂的大小，從而針對不同的對接目標進行捕獲，具有適應(yīng)性，能適應(yīng)不同尺寸的通用接口。

2.本發(fā)明消除了兩個航天器在初始對接時的誤差，保證在初始條件內(nèi)可以完成對接過程，具有良好的容錯性。

3.本發(fā)明具有緩沖功能，能夠減小在抓捕過程中目標航天器對本體航天器的損壞。

4.本發(fā)明在抓捕完成后具備自鎖功能，通過機構(gòu)本身的對目標進行固定，保證抓捕的穩(wěn)定性。

5.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、方便實用、操作靈活。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的一種非合作目標捕獲機構(gòu)包括航天器機體1、導(dǎo)軌支撐架2、末端機械臂3、導(dǎo)軌支座4、球頭柱銷5、柱頭彈簧6、擋板7、球頭末端8、導(dǎo)軌9、導(dǎo)軌支撐板10、緩沖平臺11、緩沖平臺基座12、柱狀緩沖套13、球頭緩沖件14、緩沖平臺連接板15、多個剪鉸機構(gòu)A、支撐外殼20、力矩電機21、傳動絲杠軸22、傳動軸末端支架23、移動螺母24、可控螺母25、鎖芯26、可控螺母外殼27和電磁線圈28，