[發明專利]一種便于在軌更換的星敏感器系統及在軌更換方法

有效

• 申請號: 201810588335.8
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108827320B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 劉貴喜;馬蘭;郭康;王妮;張英
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01C21/24
• 分類號: G01C21/24;G01C25/00
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 江琴賢

本發明涉及便于在軌更換的星敏感器系統及在軌更換方法。本方法包括星敏感器及其固定裝置的靈巧結構設計和使用空間機械臂在軌更換星敏感器的作業方法。星敏感器的固定裝置以及星敏感器的電接口都具有容差性，即使初始位置具有誤差，也可自動地通過結構約束和引導進行自主漸進式調整，確保星敏感器準確到達預定位置并實現電接口的精準接入。通過末端執行器為手爪的空間機械臂抓取星敏感器及末端執行器為套筒的空間機械臂擰自鎖螺栓，兩臂配合完成星敏感器進入/取出操作。本方法設計了一個便于在軌更換的星敏感器及其固定裝置的靈巧結構，并且使用空間機械臂可以可靠地實現星敏感器的在軌更換操作。

技術領域

本發明涉及星敏感器，特別是一種便于在軌更換的星敏感器系統及在軌更換方法。

背景技術

星敏感器是通過對恒星星光的敏感來測量衛星自身姿態的探測器。在衛星還在軌正常運行時，就可能出現星敏感器發生故障或者需要性能升級的情況，這時就需要對其進行在軌更換。星敏感器由于體積小、精度高，在對其的更換過程中，抓取位置、固定裝置、接插部件、更換引導結構等都需要精心設計，以確保星敏感器能高效、準確地對位并有效地接入。因此在軌更換星敏感器是一項復雜的任務。

發明內容

本發明的目的是提供一種便于在軌更換的星敏感器系統及在軌更換方法，以確保使用空間機械臂能有效地對星敏感器進行在軌方便更換。

為此，本發明的目的是這樣實現的，一種便于在軌更換的星敏感器系統，其特征在于：至少包括：星敏感器單元和固定星敏感器的滑槽單元，固定星敏感器的滑槽單元與星敏感器單元活動機械連接和電接口連接，星敏感器單元包括：電接口、遮光罩、空間機械臂抓取部位、光學及成像單元、電子盒、螺栓、底盤；

其中，電接口為圓錐體結構，電接口在電子盒一側伸出，在圓錐體電接口上有一個沿著錐體貼附的錐型凸起梯形鍵，錐型凸起梯形鍵是由寬變窄的梯形鍵，圓錐體結構的電接口端面有壓力傳感器；

遮光罩，用于減小太陽、月亮、地球及外界光源的影響，從而獲得星圖像；

空間機械臂抓取部位，用于末端執行器為手爪的空間機械臂識別抓取；

光學及成像單元，位于遮光罩內部，用于將捕獲到的星體經過光學鏡頭成像，然后將星體的光學信號轉換為模擬電信號；

電子盒，用于對模擬電信號進行模數轉換與數據采集處理；

底盤，在電子盒的底部，將星敏感器與固定它的螺栓整合在一起，底盤插入端兩邊均為斜角，可在進入滑槽過程中調整位姿，降低對空間機械臂初始對準精度的要求；

螺栓，可自鎖在底盤上，用于固定星敏感器，螺栓頭端面設有十字標識，用于末端執行器為套筒的空間機械臂識別操作；

固定星敏感器的滑槽單元包括：

圓錐孔洞，與星敏感器圓錐體結構電接口相互對應配合；

第一滑槽，用于固定電子盒，第一滑槽開口由外向內逐漸變窄；

第二滑槽，用于卡住底盤。

所述的遮光罩，在電子盒上方，遮光罩為圓錐筒結構。

所述的空間機械臂抓取部位，位于遮光罩上方，整體為圓筒結構；其上有兩個與電接口所在平面平行的平切端面，在與切面垂直的外圍面中心設有圓形標識。

所述的電子盒，為立方體結構，里面裝有探測器和電子線路。

所述的第一滑槽，開口由外向內逐漸變窄。

一種便于在軌更換的星敏感器在軌更換方法：其步驟是：

301：末端執行器為手爪的空間機械臂抓取星敏感器單元，利用機器視覺信息使星敏感器單元對準固定星敏感器的滑槽單元；