[發明專利]一種適用于高軌衛星的弱撞擊通用抓捕機構

有效

• 申請號: 201410783968.6
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104494846A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 李志;孫玉成;黃劍斌;陳大可;朱孟萍
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: B64G4/00
• 分類號: B64G4/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 莊恒玲

技術領域

本發明屬于空間衛星抓捕技術領域，具體地，涉及一種適用于高軌衛星的弱撞擊通用抓捕機構結構設計，特別是吸能減震方式的選取以及對遠地點發動機抓捕鎖緊及釋放的實現。

背景技術

高軌衛星由于其衛星覆蓋面積大，且相對地面運動速度較慢，在通信、導航、預警、遙感等軍用和民用領域發揮著重要作用。對高軌衛星開展在軌服務可延長衛星壽命、提高任務執行能力，是當前國內外的研究熱點之一。在對高軌衛星進行在軌服務的過程中，根據需要可對在軌衛星進行輔助變軌、燃料補給、姿態控制、衛星接管、故障修復等操作。在該類操作過程中，均需對衛星進行抓捕，并根據任務需要在特定條件下進行釋放。

目前，對高軌衛星的抓捕主要包括機械臂抓捕、爪式抓捕、錐桿對接、飛網抓捕及繩系抓捕等幾種抓捕方式。在對高軌衛星進行抓捕時，由于現有國內外的高軌衛星在軌道轉移時主要采用的是軌控發動機，而軌控發動機通常呈錐面，并具有較大的尺寸和較強的剛度，因此適合采用錐桿抓捕工具進行抓捕。另外，對于高軌衛星通常不具備標準抓捕和對接接口，因此選擇發動機噴管作為一般高軌衛星目標對接捕獲接口具有廣泛的應用領域。

現有的、針對遠地點發動機的各類抓捕機構，有些需要在近距離范圍內，精確控制抓捕機構的抓捕頭對正遠地點發動的喉管位置，然后再進行導入和抓捕鎖緊；有些則需要通過機械臂或繩系纏繞等操作，實現對目標的抓捕；還有一些抓捕方式則需要通過高精度姿態操作系統控制，采用剛性抓捕機構進行對目標的抓捕，例如德國、瑞士和西班牙聯合開發的OLEV(Orbit?Life?Extension?Vehicle)抓捕機構。然而，現有的抓捕方式均存在捕獲對接時擾動大、適應性差及姿控精度要求高等缺點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種可重復使用的、適用于高軌衛星的弱撞擊通用抓捕機構，應用該機構可以實現對高軌衛星進行可靠的軌道救援及維修維護，為我國空間探索提供技術支撐。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案包括：

一種適用于高軌衛星的弱撞擊通用抓捕機構，包括：順序連接的導向阻尼裝置、棘爪脹緊裝置外殼和可伸展星載裝置，以及安裝在前三者內部的棘爪脹緊裝置，其中，

所述導向阻尼裝置包括裝置本體、阻尼組件、多個瓣式結構、以及多個到位傳感器，其中，所述裝置本體具有第一內腔，其第一端固定至所述棘爪脹緊裝置外殼的第一端；所述多個瓣式結構組合后整體外形呈錐形，該錐形的弧度略大于待對接的錐形結構內壁的弧度，以便于在對接過程中，多個瓣式結構中的一個或兩個瓣形結構能夠先接觸待對接的錐形結構內壁；每個瓣式結構通過一組阻尼組件連接至所述裝置本體的外壁，并且每組阻尼組件包括至少一個線性彈簧阻尼器、以及安裝在每個線性彈簧阻尼器兩端的球鉸；所述多個到位傳感器的數量與所述多個瓣式結構的數量一致，每個到位傳感器安裝在所述裝置本體的頂部靠近相應的瓣式結構的位置處，并且每個到位傳感器與外部的控制系統連接，用于在對應的瓣式結構與待對接的錐形結構內壁接觸的過程中向控制系統發送相應的信號；

所述棘爪脹緊裝置外殼具有第二內腔，該第二內腔與所述導向阻尼裝置的第一內腔連通；

所述可伸展星載裝置包括安裝座、驅動組件以及可伸展套筒組件，所述可伸展套筒組件的第一端連接至所述棘爪脹緊裝置外殼的第二端，所述可伸展套筒組件的第二端連接至所述安裝座；所述驅動組件安裝在所述安裝座中，并能夠驅動所述可伸展套筒組件伸展或縮回；所述安裝座用于將整個弱撞擊通用抓捕機構與外部的機構連接；并且所述可伸展套筒組件具有第三內腔；