[發明專利]一種太空服務機器人及其組裝方法和拆分方法

有效

• 申請號: 201711180126.1
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107738277B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 李穎;張占月;李智;夏魯瑞;王磊;肖龍龍;楊雪榕;胡敏;潘升東
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B25J11/00
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 李艷霞

1.一種太空服務機器人，其特征在于，它包括至少兩個基本模塊，每個所述基本模塊都能夠在太空中獨立運行；每個所述基本模塊均包括一立方體衛星，所述立方體衛星上設置有若干功能部件；所述立方體衛星的內表面設置有線圈，所述線圈用于通入電流后產生磁場，所述基本模塊之間通過所述線圈實現接近或分離；所述立方體衛星設置有線圈的側面上還設置有機械鎖定裝置，所述基本模塊之間通過所述機械鎖定裝置進行鎖定；所述機械鎖定裝置與線圈同軸設置；

所述立方體衛星中不同軸的三個側面內均安裝有所述線圈，所述立方體衛星中安裝有線圈的三個側面外均安裝有所述機械鎖定裝置。

2.如權利要求1所述的一種太空服務機器人，其特征在于，所述功能部件采用攝像機、機械臂、夾鉗、破拆鉗、儲料箱和發動機中的一種或多種。

3.如權利要求1所述的一種太空服務機器人，其特征在于，所述機械鎖定裝置采用異體同構周邊式對接裝置的等比例縮小版或抓手-碰撞鎖式對接裝置的等比例縮小版。

4.如權利要求1或2或3所述的一種太空服務機器人，其特征在于，所述基本模塊為探測模塊、抓捕模塊、修理模塊、加注模塊、材料模塊、動力模塊或防護模塊；所述探測模塊用于對故障航天器進行全方位的探測，所述抓捕模塊用于捕捉故障航天器，所述修理模塊用于對故障航天器進行拆開、修復、連接操作，所述加注模塊用于對航天器進行燃料補給，所述材料模塊用于為所述修理模塊提供各種修理材料，所述動力模塊用于為航天器提供動力，使航天器改變軌道，所述防護模塊用于抵抗太空碎片的撞擊、改變太空碎片的運動方向。

5.如權利要求4所述的一種太空服務機器人，其特征在于，所述探測模塊包括立方體衛星以及設置在所述立方體衛星上的攝像機、線圈和機械鎖定裝置，所述抓捕模塊包括立方體衛星以及設置在所述立方體衛星上的機械臂或夾鉗、線圈和機械鎖定裝置；所述修理模塊包括立方體衛星以及設置在立方體衛星上的機械手臂或破拆鉗、線圈和機械鎖定裝置；所述加注模塊包括立方體衛星以及設置在所述立方體衛星上的燃料儲箱、加注裝置、線圈和機械鎖定裝置；所述材料模塊包括立方體衛星以及設置在所述立方體衛星上的材料箱、線圈和機械鎖定裝置；所述動力模塊包括立方體衛星以及設置在所述立方體衛星上的發動機、線圈和機械鎖定裝置；所述防護模塊設置在立方體衛星的外表面上，其采用四面體結構，由金屬材料制成，所述防護模塊內部設置有彈簧。

6.一種太空服務機器人的組裝方法，其特征在于，它包括以下步驟：

根據實際任務，選擇需要組裝的基本模塊；

根據各基本模塊之間的相對位置關系設定基本模塊的組裝次序；

按照設定的組裝順序，依次組裝各基本模塊，其具體過程為：調整待組裝的兩基本模塊或基本模塊與組合體的姿態，使得基本模塊設置有線圈和機械鎖定裝置的組裝面相對；給待組裝的基本模塊上的線圈通電，使其產生相互吸引的磁場，在磁場的吸引作用下，使兩基本模塊或基本模塊與組合體之間的距離接近至機械鎖定裝置的工作距離；啟動待組裝的基本模塊上的機械鎖定裝置進行鎖定；停止給已鎖定的基本模塊的線圈供電，磁場消失，已鎖定的基本模塊或組合體形成新的組合體；重復上述組裝過程直到將需要組裝的基本模塊全部組裝完成。

7.一種太空服務機器人的拆分方法，其特征在于，它包括以下步驟：

根據太空服務機器人組合體中各基本模塊的相對位置關系，確定太空服務機器人組合體中各基本模塊的拆分順序；

按照拆分順序，對太空服務機器人組合體進行拆分，其具體過程為：調整太空服務機器人組合體的姿態；控制要拆分的基本模塊上的機械鎖定裝置開鎖，解除當前要拆分的基本模塊與剩余組合體或基本模塊的物理連接；給當前要拆分的基本模塊和剩余組合體或基本模塊上的線圈通電，使其產生相互排斥的磁場，在磁場的排斥力作用下，當前要拆分的基本模塊與剩余組合體或基本模塊分離，進入預定飛行軌道；重復上述拆分過程直到將太空服務機器人組合體中的基本模塊全部拆分完成。