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

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)，屬于航天器在軌服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明為了解決現(xiàn)有運(yùn)載火箭的搭載和推進(jìn)能力較差，無法滿足超大口徑空間光學(xué)載荷運(yùn)載需求的問題，本發(fā)明所述組裝系統(tǒng)中三鏡模塊位于航天器平臺的軸線上，且三鏡模塊與航天器平臺的頂部固定連接，兩個太陽翼帆板沿周向等距安裝在航天器平臺的外圓面上，計量環(huán)設(shè)置在航天器平臺的下方，且計量環(huán)的一端與航天器平臺底部固定連接，貨運(yùn)艙設(shè)置在計量環(huán)的下部，且貨運(yùn)艙與計量環(huán)拆卸連接，可伸縮機(jī)械臂設(shè)置在計量環(huán)上，且可伸縮機(jī)械臂通過滑動塊與計量環(huán)滑動連接，伸縮機(jī)械臂可沿計量環(huán)的周向滑動，且可伸縮機(jī)械臂用于抓取貨運(yùn)艙中的零件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天器在軌服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于多空間機(jī)器人的超大型空間望遠(yuǎn)鏡在軌組裝系統(tǒng)。

背景技術(shù)

空間目標(biāo)監(jiān)視、空間態(tài)勢感知和高性能天文觀測等領(lǐng)域?qū)Τ罂趶焦鈱W(xué)有效載荷的需求強(qiáng)烈，急需突破超大口徑空間光學(xué)載荷研制技術(shù)，為我國研制下一代空間監(jiān)視預(yù)警系統(tǒng)、空間天文望遠(yuǎn)鏡奠定技術(shù)基礎(chǔ)。然而，受限于運(yùn)載火箭的搭載和推進(jìn)能力，現(xiàn)有的運(yùn)載火箭無法滿足超大口徑空間光學(xué)載荷的運(yùn)載需求，導(dǎo)致了我國在下一代空間監(jiān)視預(yù)警系統(tǒng)和空間天文望遠(yuǎn)鏡的研制工作遭遇瓶頸，嚴(yán)重影響了我國空間探索的科學(xué)進(jìn)程，因此，為適應(yīng)現(xiàn)有運(yùn)載火箭的搭載和推進(jìn)能力，同時實(shí)現(xiàn)可以發(fā)射運(yùn)載超大口徑空間光學(xué)載荷的空間望遠(yuǎn)鏡，研發(fā)一種基于多空間機(jī)器人的超大型空間望遠(yuǎn)鏡在軌組裝系統(tǒng)是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有運(yùn)載火箭的搭載和推進(jìn)能力較差，無法滿足超大口徑空間光學(xué)載荷運(yùn)載需求的問題，進(jìn)而提供一種基于多空間機(jī)器人的超大型空間望遠(yuǎn)鏡在軌組裝系統(tǒng)；

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)，所述組裝系統(tǒng)包括航天器平臺、計量環(huán)、可伸縮機(jī)械臂、貨運(yùn)艙、三鏡模塊和兩個太陽翼帆板，所述三鏡模塊位于航天器平臺的軸線上，且三鏡模塊與航天器平臺的頂部固定連接，兩個太陽翼帆板沿周向等距安裝在航天器平臺的外圓面上，計量環(huán)設(shè)置在航天器平臺的下方，且計量環(huán)的一端與航天器平臺的底部固定連接，貨運(yùn)艙設(shè)置在計量環(huán)的下部，且貨運(yùn)艙與計量環(huán)拆卸連接，可伸縮機(jī)械臂設(shè)置在計量環(huán)上，且可伸縮機(jī)械臂通過滑動塊與計量環(huán)滑動連接，伸縮機(jī)械臂可沿計量環(huán)的周向滑動，且可伸縮機(jī)械臂用于抓取貨運(yùn)艙中的零件；

進(jìn)一步地，所述可伸縮機(jī)械臂與滑動塊通過球鉸進(jìn)行連接；

進(jìn)一步地，所述貨運(yùn)艙為圓柱形結(jié)構(gòu)，貨運(yùn)艙沿周向依次設(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，若干個模塊化子鏡、次鏡模塊、三個次鏡支架、擋光環(huán)結(jié)構(gòu)和擋光環(huán)結(jié)構(gòu)安裝基座對應(yīng)放入在各個放料艙中；

進(jìn)一步地，所述貨運(yùn)艙的外壁上沿圓周方向均布設(shè)有若干適配器，每個適配器自身攜帶大容差浮動電連接器；

進(jìn)一步地，所述貨運(yùn)艙的外壁上還設(shè)有多功能靈巧機(jī)器人，多功能靈巧機(jī)器人自身攜帶可充電電池，多功能靈巧機(jī)器人通過適配器和貨運(yùn)艙實(shí)現(xiàn)機(jī)械鎖緊和電氣連接；

進(jìn)一步地，所述多功能靈巧機(jī)器人包括兩個固定臂和一個工作臂，兩個固定臂用于與適配器進(jìn)行機(jī)械鎖緊和電氣連接，工作臂用于抓取零件；

進(jìn)一步地，所述每個模塊化子鏡上帶有機(jī)械鎖緊和電氣連接接口，若干個模塊化子鏡通過可伸縮機(jī)械臂依次抓取拼接形成主鏡，主鏡呈正六邊形，主鏡的中心為三鏡模塊，主鏡設(shè)置在航天器平臺上；

進(jìn)一步地，所述三個次鏡支架通過可伸縮機(jī)械臂依次抓取設(shè)置在主鏡的上表面上，且每個次鏡支架的一端與主鏡中的一個模塊化子鏡固定連接，且任意兩個次鏡支架之間的夾角為120°；

進(jìn)一步地，所述次鏡模塊通過可伸縮機(jī)械臂抓取安裝在三個次鏡支架的另一端上，次鏡模塊和三個次鏡支架與對應(yīng)模塊化子鏡的固接點(diǎn)組成四面體結(jié)構(gòu)；

進(jìn)一步地，所述擋光環(huán)結(jié)構(gòu)安裝基座為六邊形結(jié)構(gòu)，且擋光環(huán)結(jié)構(gòu)安裝基座的六角處與主鏡六邊形頂點(diǎn)的模塊化子鏡對應(yīng)固接；