[發明專利]一種衛星抓手重力卸載裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 202111506447.2
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114194424A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 王輝;何磊;吳動波;何鵬鵬;韓建超;王海元;張躍;高明強;王靜;張夢夢
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 劉小娟

本發明涉及一種衛星抓手重力卸載裝置及其使用方法。所述裝置包括：吊裝支撐盤，被配置為與所述衛星保持同步回轉運動；繩索張緊控制裝置，位于所述吊裝支撐盤的回轉中心軸線上，被配置為張緊繩索組件的一端繩索；繩索組件，包括繩索，其一端連接所述繩索張緊控制裝置，另一端連接衛星抓手；導向組件，其與所述吊裝支撐盤連接，包括相配合的導向件和導軌，所述繩索的中段繞經所述導向件，所述導向件被配置為根據所述衛星抓手的位置移動，使得自所述導向件至所述衛星抓手段的繩索保持豎直。本發明能夠實現衛星抓手多指單元在地面進行裝配及操作模擬過程中的重力卸載任務，完全模擬微重力條件下的測試工作，結構輕便，操作性好。

技術領域

本發明涉及航天技術領域，具體涉及一種航天衛星抓手重力卸載裝置地面實驗領域，更具體涉及一種衛星抓手重力卸載裝置及其使用方法。

背景技術

隨著空間探索的常態化，航天器地面仿真、驗證實驗工作任務越來越多，需模擬或創造出微重力條件，驗證衛星部件在微重力工作環境中的技術可靠性。

懸吊方法是一種常用的航天器零部件重力卸載方法，通過張緊的細繩給零部件施加一個通過其質心的集中力來抵消重力作用。相較于其他的航天器重力卸載技術，懸吊方法具有結構簡單、經濟性好、環境適應性較強等優點，尤其是涉及零部件的復雜空間運動時，采用張緊細繩索的懸吊方法由于空間受限小更具優勢。在空間衛星上采用的很多類型的展開結構，例如多指抓手、輕型機械臂、天線機構等。

現有的大多懸吊式系統，以完全被動方式為主，響應速度及卸載效率還存在不足，缺乏面向可展開機構復雜空間運動的主被動復合型高適應性重力卸載技術及裝備的研究。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明旨在提供一種衛星抓手重力卸載裝置及其使用方法，以能夠實現衛星抓手多指單元在地面進行裝配及操作模擬過程中的重力卸載任務，完全模擬微重力條件下的測試工作，使得結構輕便，操作性好。

本發明首先提出一種衛星抓手重力卸載裝置，所述裝置包括：

吊裝支撐盤，被配置為與所述衛星保持同步回轉運動；

繩索張緊控制裝置，位于所述吊裝支撐盤的回轉中心軸線上，被配置為張緊繩索組件的一端繩索；

繩索組件，包括繩索，其一端連接所述繩索張緊控制裝置，另一端連接衛星抓手；

導向組件，其與所述吊裝支撐盤連接，包括相配合的導向件和導軌，所述繩索的中段繞經所述導向件，所述導向件被配置為根據所述衛星抓手的位置移動，使得自所述導向件至所述衛星抓手段的繩索保持豎直。

根據本發明的一種實施方式，所述導向件和所述導軌為滑動配合；優選地，所述導向組件還包括驅動元件，所述驅動元件根據所述衛星抓手的位置驅動所述導向件移動。

根據本發明的一種實施方式，所述導軌為沿所述吊裝支撐盤徑向的直線導軌。

根據本發明的一種實施方式，所述繩索組件還包括吊裝部分，所述吊裝部分包括平衡桿和兩端的吊繩，所述繩索連接所述平衡桿的中心，兩端的所述吊繩分別連接衛星抓手的兩側關節。

根據本發明的一種實施方式，所述繩索張緊控制裝置包括控制器、伺服電機和繩索收緊轉輪，被配置為根據所述控制器向所述伺服電機發送的控制指令使得所述伺服電機帶動所述繩索收緊轉輪轉動以收放繩索。

根據本發明的一種實施方式，所述裝置還包括測力傳感器，被配置為測量所述繩索的張緊力，所述繩索張緊控制裝置根據所述測力傳感器測得的值調節所述繩索的張力至設定值；優選地，所述吊裝支撐盤在位于所述導軌的位置設有缺口，以便穿過所述繩索。

根據本發明的一種實施方式，所述裝置沿圓周方向設有一組所述繩索組件，所述繩索組件被配置為吊裝衛星的不同抓手手指單元，每個繩索組件對應設置相應的導向組件。