[發明專利]捕獲機構及多級絲杠非合作目標對接機構

有效

• 申請號: 201410418629.8
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104149992A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 李隆球;劉偉民;邵廣斌;周德開;張廣玉;劉進
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 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所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及航天航空技術領域，更具體的涉及一種捕獲機構及多級絲杠非合作目標對接機構。

背景技術

空間技術的飛速發展對航天器應用技術的研究提出了新的要求和挑戰，為拓展航天器的功能與應用范疇，各國紛紛開展各種空間應用技術的研究。從上世紀六十年代初期開始，各國展開了對空間交會對接技術的研究，前蘇聯和美國首先進行了大量的空間交會對接研究，并在實踐中成功應用。空間交會對接可以分為合作目標對接和非合作目標對接兩類。目前，合作目標對接在技術上已經相當成熟，投入應用的合作目標對接機構包括兩類：錐-桿式和周邊式。前蘇聯首次將錐-桿式對接機構應用于“聯盟號”飛船，這種對接方式結構簡單、重量輕，被大量使用。美國和前蘇聯專家首次將異體同構周邊式對接機構應用在1975年的阿波羅和聯盟號對接計劃中，這種機構通用性強，應用廣泛。而空間非合作目標對接技術的研究開展較晚，從上世紀末期才初步開始。美國、德國、日本等國紛紛開展基于對非合作目標的在軌服務技術的研究，提出了多種非合作目標在軌服務技術方案和驗證計劃。到目前為止，僅有幾個國家對此進行了實驗，相關研究基本上都處于樣機和初步實驗驗證階段。

非合作目標是指在交會對接過程中，無法向服務衛星提供專用對接接口與相對狀態等對接所需信息的航天器。航空與空間工程局、美國空間研究委員會在哈勃望遠鏡修復計劃的報告中定義過非合作目標的概念，他們指出“非合作目標是指那些沒有安裝通訊應答機或其他傳感器的目標，其他航天器不能通過發射信號或電子訊問等方式來對此類目標進行識別或定位”。目前所選定的服務對象的非合作特性的表征不同，但都有這樣的特點：沒有所需的對接接口、無法與之進行對接通信、沒有安裝合作標志器。這給交會測量、對接等操作增加了難度。在非合作情況下對目標進行識別、測量和抓捕等操作成為非合作目標對接的技術難點。

發明內容

本發明的目的是提供一種多級絲杠非合作目標對接機構，以解決目前航天器非合作情況下對目標進行識別、測量和抓捕等操作的問題。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：捕獲機構方案：它包括底座、錐齒輪副、電機、主絲杠、螺母、支撐架、抓取部末端機構、三個滑塊、三個滑軌、三個滑軌支架、上蓋、三個滾子和三個連桿機構三組連桿機構，第一電機的輸出軸與錐齒輪副的輸入端傳動連接，錐齒輪副的輸出端與主絲杠的一端傳動連接，主絲杠的另一端穿過支撐架后套裝螺母，螺母固裝在支撐架的上端面上，三個滑軌支架均布設置且固定在底座和上蓋之間且沿底座的圓周方向均布設置，每個滑軌支架的側壁上固定滑軌，三個滑塊均布固定在支撐架的外側且每個滑塊與相對應的滑軌滑動連接，連桿機構由支座、第一連桿、第二連桿和鉸接架構成，支撐架的上端面均布設置多個支座，第一連桿與第二連桿的一端均與支座鉸接，第一連桿與第二連桿的另一端均與鉸接架鉸接，每個鉸接架與抓取部末端機構固接，每個滾子固裝在上蓋的下端面上，抓取部末端機構設置在位于上蓋的上方端面；

所述對接機構由捕獲機構和伸縮機構構成，捕獲機構由底座、端蓋、錐齒輪副、三個滑軌支架、電機、三個滑塊、三個滑軌、抓取部末端機構、滾子、上蓋、三個連桿機構三組連桿機構、螺母、支撐架和主絲杠組成，端蓋設在底座上，第一電機的輸出軸與錐齒輪副的輸入端傳動連接，錐齒輪副的輸出端與主絲杠的一端傳動連接，主絲杠的另一端穿過支撐架后套裝螺母，螺母固裝在支撐架的上端面上，三個滑軌支架均布設置且固定在底座和上蓋之間且沿底座的圓周方向均布設置，每個滑軌支架的側壁上固定滑軌，三個滑塊均布固定在支撐架的外側且每個滑塊與相對應的滑軌滑動連接，連桿機構由支座、第一連桿、第二連桿和鉸接架構成，支撐架的上端面均布設置多個支座，第一連桿與第二連桿的一端均與支座鉸接，第一連桿與第二連桿的另一端均與鉸接架鉸接，每個鉸接架與抓取部末端機構固接，每個滾子固裝在上蓋的下端面上，末端機構設置在位于上蓋的上方端面；