[發(fā)明專利]一種三指式非合作目標(biāo)捕獲機構(gòu)及其捕獲方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811217070.7
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109131955B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫永軍;劉宏;金明河;崔士鵬;孫奎;劉伊威
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B64G4/00
• 分類號: B64G4/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

一種三指式非合作目標(biāo)捕獲機構(gòu)及其捕獲方法，涉及空間機器人技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明為解決現(xiàn)有的捕獲機構(gòu)體積大、質(zhì)量重的缺點，進(jìn)而提供一種三指式非合作目標(biāo)捕獲機構(gòu)。本發(fā)明所述的驅(qū)動裝置設(shè)置在支撐壁內(nèi)，滾珠絲杠軸的頂端鉸接在上蓋板上并可旋轉(zhuǎn)，底端連接在驅(qū)動裝置上；所述的絲杠螺母套在滾珠絲杠軸上并與滾珠絲杠軸組合成螺旋副；轉(zhuǎn)接件緊套在絲杠螺母上并與捕獲指的底端通過鉸接件鉸接在一起；捕獲指的捕獲端通過上蓋板與支撐壁形成的伸縮孔伸出支撐壁并處于上蓋板的上端；通過滾珠絲杠軸的轉(zhuǎn)動帶動絲杠螺母做上下直線運動，從而帶動捕獲指相對于支撐壁進(jìn)行伸縮。本發(fā)明用于非合作目標(biāo)的捕獲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空間機器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非合作目標(biāo)捕獲機構(gòu)，尤其涉及一種三指式非合作目標(biāo)捕獲機構(gòu)及其捕獲方法。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展，世界各國對航天領(lǐng)域加大了研究力度，然而地球的軌道資源稀缺，尤其是作為通信衛(wèi)星使用的地球靜止軌道，更是一條極其珍貴的獨特軌道。因此，在軌捕獲技術(shù)已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)航天領(lǐng)域的一個研究熱點和難點。非合作目標(biāo)在軌捕獲將會在輔助機構(gòu)展開、衛(wèi)星燃料加注、維修和更換故障元件等方面發(fā)揮重要的作用。非合作目標(biāo)在軌捕獲的一大技術(shù)難點在于捕獲機構(gòu)的設(shè)計。

相對于合作目標(biāo)，非合作目標(biāo)的最大特點在于其上沒有專門的對接接口。專利CN102849228B、CN104176279 B和CN107628277 A針對衛(wèi)星的遠(yuǎn)地點反沖發(fā)動機噴管提出了捕獲機構(gòu)，該捕獲機構(gòu)不適用于星箭對接環(huán)的捕獲。專利CN106628278 A提出了星箭對接環(huán)的一種捕獲機構(gòu)和方法，該專利采用四連桿捕獲手指和水平鎖緊機構(gòu)，雖然該捕獲機構(gòu)對星箭對接環(huán)的捕獲具有容差大、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，但是存在體積大、質(zhì)量重等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有的非合作目標(biāo)捕獲機構(gòu)存在體積大、質(zhì)量重的缺點，進(jìn)而提供一種三指式非合作目標(biāo)捕獲機構(gòu)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：所述的三指式非合作目標(biāo)捕獲機構(gòu)包括殼體、驅(qū)動裝置、滾珠絲杠軸、絲杠螺母、轉(zhuǎn)接件和捕獲指；

所述的殼體包括支撐壁、上蓋板、下底板和支撐板；所述的上蓋板扣在支撐壁的上端，下底板處于支撐壁的底端，支撐板處于支撐壁內(nèi)并處于偏下的位置；

所述的驅(qū)動裝置設(shè)置在支撐壁內(nèi)，滾珠絲杠軸的頂端鉸接在上蓋板上并可旋轉(zhuǎn)，底端連接在驅(qū)動裝置上；所述的絲杠螺母套在滾珠絲杠軸上并與滾珠絲杠軸組合成螺旋副；轉(zhuǎn)接件緊套在絲杠螺母上并與捕獲指的底端通過鉸接件鉸接在一起；捕獲指的捕獲端通過上蓋板與支撐壁形成的伸縮孔伸出支撐壁并處于上蓋板的上端；通過滾珠絲杠軸的轉(zhuǎn)動帶動絲杠螺母做上下直線運動，從而帶動捕獲指相對于支撐壁進(jìn)行伸縮；

所述的驅(qū)動裝置包括電機、制動器、主動輪和從動輪；所述的電機設(shè)置在支撐板的上方，主動輪與從動輪設(shè)置在支撐板的下方，制動器設(shè)置在電機的上端；電機的電機軸上端伸入到制動器中，下端穿過支撐板與主動輪固定連接，從動輪與滾珠絲杠軸的底端固定連接，主動輪和從動輪相互嚙合。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明采用分離式無刷直流電機和帶有方塊形凹坑的捕獲指減小了捕獲機構(gòu)的尺寸和重量；

2、本發(fā)明適用于國際航天器通用的1194mm星箭對接環(huán)，保證了本發(fā)明可以適應(yīng)多種空間非合作目標(biāo)飛行器的捕獲；

3、本發(fā)明捕獲指的端部通過退讓機構(gòu)的設(shè)計，可以有效減小捕獲星箭對接環(huán)時的碰撞力，避免星箭對接環(huán)和捕獲機構(gòu)因碰撞力過大造成的損害；

4、本發(fā)明采用分離式無刷直流電機和失電制動器經(jīng)過齒輪減速器驅(qū)動中空的滾珠絲杠軸轉(zhuǎn)動，從而帶動捕獲指進(jìn)行快速張開和閉合的捕獲動作，實現(xiàn)非合作目標(biāo)星箭對接環(huán)的快速捕獲；并保證了捕獲機構(gòu)具有集成度高、體積小、質(zhì)量輕和連接剛度高的優(yōu)點；

5、采用回轉(zhuǎn)式捕獲原理，捕獲時間短。

附圖說明