[發明專利]一種用于航天器組的在軌低沖擊對接系統及方法

在審

• 申請號: 202210135697.8
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114408227A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 賀樂和;吳興貴;帥建軍;賀一雄;張勇平
• 申請（專利權）人: 長沙天儀空間科技研究院有限公司
• 主分類號: B64G1/64
• 分類號: B64G1/64
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

本發明涉及機械手技術領域，尤其涉及一種程序控制機械手，并尤其涉及以部件結構為特征或以機械手元件定位裝置為特征的電的程序控制機械手，還涉及一般的控制或調節系統且尤其涉及計算機控制系統，還涉及以定位的控制裝置為特征的控制系統。本發明提出了一種對接系統及方法，該系統至少包括多自由度機械臂和觸發式機械爪臂，所述方法至少包括：在兩中央處理器進行彼此通信時，兩中央處理器分別利用圖像采集設備通過拍攝對方設備本體上機械爪臂所在處的艙體的圖像；在兩中央處理器進行數據傳輸共識了調整策略后，兩中央處理器分別將調控指令下發至與之對應的多自由度機械臂；多自由度機械臂根據所述調控指令對捕獲式機械爪臂的位姿進行調控。

技術領域

本發明涉及機械手技術領域，尤其涉及一種程序控制機械手，并尤其涉及以部件結構為特征或以機械手元件定位裝置為特征的電的程序控制機械手，還涉及一般的控制或調節系統且尤其涉及計算機控制系統，還涉及以定位的控制裝置為特征的控制系統，尤其涉及一種用于航天器組的在軌低沖擊對接系統及方法。

背景技術

隨著空間機器人技術的發展，機器人在軌服務預計將在未來修復故障航天器/航空器上發揮越來越重要的作用。在軌維修任務中，通常需要服務航天器/航空器利用機械臂對第一設備本體進行捕獲對接，以形成穩定的組合體。例如，現有技術中如公開號為CN112847359A的專利文獻也提出了一種針對大尺度故障航天器的多獨立超冗余機械臂協同抓捕方法，包括：S100：對大尺度故障航天器進行結構分析；S200：根據超冗余機械臂的數量，篩選出相應數量的安全可抓捕特征，作為每個超冗余機械臂要實施抓捕的對象；S300：分配篩選出的安全可抓捕特征；S400：攜帶超冗余機械臂的航天器接近所對應的安全可抓捕特征，與對應的安全可抓捕特征的軌道運動同步；S500：分別規劃每個超冗余機械臂的抓捕路徑，實現對所對應的安全可抓捕特征的纏繞式抓捕；S600：將規劃得到的每個超冗余機械臂的抓捕路徑合在一起協同抓捕。該方法在具體的抓捕過程中，通過多個航天器的協同，可以實現對大尺度故障航天器的可靠抓捕。該專利文獻僅提出了通過分析第一設備本體上的抓捕特征的方式來控制艙體外機械臂的動作的技術方案，而未公開具體實現抓捕的機械臂的結構以及抓取方法。

對此，現有技術中如公開號為CN111390872A的專利文獻提出了一種艙外機器人雙臂協同柔性拖拽與對接逆操作方法，解決機械臂通過封閉形式將本體拖拽至目標適配器位置完成本體適配器與目標適配器的對接操作問題，采用雙臂交替主被動控制模式，即一條臂主動控制，另一條臂跟隨控制，將另一條臂作為主動臂控制，之前的主動臂變為被動臂，左右臂交替進行主被動控制，通過這種方式實現形成形封閉和力封閉狀態下的柔性拖曳及對接，該專利文獻的方案為空間站艙外機器人提供一種雙臂拖曳的新方案，實現有效對接。

上述技術方案所提出的機械臂需要較為精準地抓取到位于艙壁外的體積較小的目標適配器，抓取難度較高，并且要求其所提出的機械臂伸展開較長臂長進行抓取，為避免機械臂剛度過大而破壞第一設備本體，因此其配置了柔性較大的機械臂，在提高了對第一設備本體的保護的同時卻降低了抓取可靠度，需要更長時間或更精確計算來實現抓取。

此外，一方面由于對本領域技術人員的理解存在差異；另一方面由于申請人做出本發明時研究了大量文獻和專利，但篇幅所限并未詳細羅列所有的細節與內容，然而這絕非本發明不具備這些現有技術的特征，相反本發明已經具備現有技術的所有特征，而且申請人保留在背景技術中增加相關現有技術之權利。

發明內容

針對現有技術中如公開號為CN111390872A的專利文獻提出的一種艙外機器人雙臂協同柔性拖拽與對接逆操作的技術方案，其所提出的機械臂需要較為精準地抓取到位于艙壁外的體積較小的目標適配器，抓取難度較高，并且要求其所提出的機械臂伸展開較長臂長進行抓取，為避免機械臂剛度過大而破壞第一設備本體，因此其配置了柔性較大的機械臂，在提高了對第一設備本體的保護的同時卻降低了抓取可靠度，需要更長時間或更精確計算來實現抓取。