[發(fā)明專利]基于多空間機(jī)器人的超大型空間望遠(yuǎn)鏡在軌組裝系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011382085.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN112404984B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫永軍;蔣再男;倪風(fēng)雷;趙京東;劉宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23P21/00
• 分類號(hào): B23P21/00
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 孟憲會(huì)

1.基于多空間機(jī)器人的超大型空間望遠(yuǎn)鏡在軌組裝系統(tǒng)，其特征在于：所述組裝系統(tǒng)包括航天器平臺(tái)（1）、計(jì)量環(huán)（2）、可伸縮機(jī)械臂（3）、貨運(yùn)艙（4）、三鏡模塊（11）和兩個(gè)太陽翼帆板（8），所述三鏡模塊（11）位于航天器平臺(tái)（1）的頂端的中心處，且三鏡模塊（11）與航天器平臺(tái)（1）的頂部固定連接，兩個(gè)太陽翼帆板（8）沿周向等距安轉(zhuǎn)在航天器平臺(tái)（1）的外圓面上，計(jì)量環(huán)（2）設(shè)置在航天器平臺(tái)（1）的下方，且計(jì)量環(huán)（2）的一端與航天器平臺(tái)（1）的底部固定連接，貨運(yùn)艙（4）設(shè)置在計(jì)量環(huán)（2）的下部，且貨運(yùn)艙（4）與計(jì)量環(huán)（2）拆卸連接，可伸縮機(jī)械臂（3）設(shè)置在計(jì)量環(huán)（2）上，且可伸縮機(jī)械臂（3）通過滑動(dòng)塊與計(jì)量環(huán)（2）滑動(dòng)連接，伸縮機(jī)械臂（3）可沿計(jì)量環(huán)（2）的周向滑動(dòng)，且可伸縮機(jī)械臂（3）用于抓取貨運(yùn)艙（4）中的零件；

所述可伸縮機(jī)械臂（3）與滑動(dòng)塊通過球鉸進(jìn)行連接，可伸縮機(jī)械臂（3）通過滑動(dòng)塊與計(jì)量環(huán)（2）實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)連接，可伸縮機(jī)械臂（3）可沿計(jì)量環(huán)（2）的軸線進(jìn)行360°圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可伸縮機(jī)械臂（3）本身具有9個(gè)自由度，包括7個(gè)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)自由度和2個(gè)臂桿的移動(dòng)自由度，可伸縮機(jī)械臂（3）通過與滑動(dòng)塊鉸接，實(shí)現(xiàn)可伸縮機(jī)械臂（3）相對(duì)于計(jì)量環(huán)（2）進(jìn)行擺動(dòng)；

所述貨運(yùn)艙（4）為圓柱形結(jié)構(gòu)，貨運(yùn)艙（4）沿周向依次設(shè)有模塊化子鏡放料艙、次鏡模塊放料艙、次鏡支架放料艙、擋光環(huán)結(jié)構(gòu)安裝基座放料艙和擋光環(huán)結(jié)構(gòu)放料艙，若干個(gè)模塊化子鏡（6）、次鏡模塊（9）、三個(gè)次鏡支架（10）、擋光環(huán)結(jié)構(gòu)（12）和擋光環(huán)結(jié)構(gòu)安裝基座（13）對(duì)應(yīng)放入在各個(gè)放料艙中，且每個(gè)放料艙上設(shè)有拉門；

所述貨運(yùn)艙（4）為拼裝結(jié)構(gòu)，使用后的貨運(yùn)艙（4）與航天器平臺(tái)（1）保持連接，后續(xù)的貨運(yùn)艙（4）通過自帶的計(jì)量環(huán)（2）依次與在先的貨運(yùn)艙（4）連接；

所述貨運(yùn)艙（4）的外壁上沿圓周方向均布設(shè)有若干適配器（5），每個(gè)適配器（5）自身攜帶大容差浮動(dòng)電連接器；

所述貨運(yùn)艙（4）的外壁上還設(shè)有多功能靈巧機(jī)器人（7），多功能靈巧機(jī)器人（7）自身攜帶可充電電池，多功能靈巧機(jī)器人（7）通過適配器（5）和貨運(yùn)艙（4）實(shí)現(xiàn)機(jī)械鎖緊和電氣連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于多空間機(jī)器人的超大型空間望遠(yuǎn)鏡在軌組裝系統(tǒng)，其特征在于：所述多功能靈巧機(jī)器人（7）包括兩個(gè)固定臂和一個(gè)工作臂，兩個(gè)固定臂用于與適配器（5）進(jìn)行機(jī)械鎖緊和電氣連接，工作臂用于抓取零件。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于多空間機(jī)器人的超大型空間望遠(yuǎn)鏡在軌組裝系統(tǒng)，其特征在于：所述每個(gè)模塊化子鏡（6）上帶有機(jī)械鎖緊和電氣連接接口，若干個(gè)模塊化子鏡（6）通過可伸縮機(jī)械臂（3）依次抓取拼接形成主鏡（14），主鏡（14）呈正六邊形，主鏡（14）的中心為三鏡模塊（11），主鏡（14）設(shè)置在航天器平臺(tái)（1）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于多空間機(jī)器人的超大型空間望遠(yuǎn)鏡在軌組裝系統(tǒng)，其特征在于：所述三個(gè)次鏡支架（10）通過可伸縮機(jī)械臂（3）依次抓取設(shè)置在主鏡（14）的上表面上，且每個(gè)次鏡支架（10）的一端與主鏡（14）中的一個(gè)模塊化子鏡（6）固定連接，且任意兩個(gè)次鏡支架（10）之間的夾角為120°。

5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于多空間機(jī)器人的超大型空間望遠(yuǎn)鏡在軌組裝系統(tǒng)，其特征在于：所述次鏡模塊（9）通過可伸縮機(jī)械臂（3）抓取安裝在三個(gè)次鏡支架（10）的另一端上，次鏡模塊（9）和三個(gè)次鏡支架（10）與對(duì)應(yīng)模塊化子鏡（6）的固接點(diǎn)組成四面體結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的基于多空間機(jī)器人的超大型空間望遠(yuǎn)鏡在軌組裝系統(tǒng)，其特征在于：所述擋光環(huán)結(jié)構(gòu)安裝基座（13）為六邊形結(jié)構(gòu)，且擋光環(huán)結(jié)構(gòu)安裝基座（13）的六角處與主鏡（14）六邊形頂點(diǎn)的模塊化子鏡（6）對(duì)應(yīng)固接；

所述擋光環(huán)結(jié)構(gòu)（12）為中空的六棱柱結(jié)構(gòu)，擋光環(huán)結(jié)構(gòu)（12）通過可伸縮機(jī)械臂（3）和多功能靈巧機(jī)器人（7）配合抓取安裝在擋光環(huán)結(jié)構(gòu)安裝基座（13）上，且三個(gè)次鏡支架（10）和次鏡模塊（9）組成的四面體結(jié)構(gòu)設(shè)置在擋光環(huán)結(jié)構(gòu)（12）中。