[发明专利]一种适用于卫星对接环对接的压紧式锁定装置

说明书

技术领域

本发明属于航天器在轨服务技术领域，特别涉及一种用于对目标卫星对 接环对接的压紧锁定装置。

背景技术

地球静止轨道(GEO)卫星在轨发生故障或失效后将造成空间资源的巨 大浪费，对其抓捕、刚性连接后可实施维修或离轨等操作，使故障卫星载荷 任务能力得以延续，或释放重要轨道资源，可取得十分重要的经济效益和社 会效益。因此卫星对接机构的设计，是卫星捕获的核心部件，是影响对其能 否进行正常修复的重要因素之一。

由于目前在轨和在研的GEO卫星并未针对接受在轨服务设计，不具备 合作的对接接口。因此，结合对该类卫星的救援服务与离轨操作需求，需要 采用机械臂、锥杆等方式的抓捕机构，建立两飞行器的软抓捕状态，同时设 计锁紧与释放分离机构，在受到卫星翻滚和抓捕机构收回动作的动态环境 下，完成两飞行器的进一步精确捕获和刚性连接，使两飞行器固连在一起， 进而接管目标卫星的控制与推进，为故障卫星轨道救援、废弃卫星主动清除 等任务做好准备。

目前，国外针对于高轨非合作卫星对接技术的典型研究项目包括美国 FREND机械臂+可更换末端执行器方案、德国DEOS和欧洲SMART-OLEV 锥杆式抓捕机构方案。其中，FREND机械臂+可更换末端执行器方案主要抓 捕点仅限于承载结构，如太阳翼锁定点等，锥杆式抓捕机构主要针对GEO 卫星通用的远地点发动机进行抓捕。但此类项目并没有描述完成抓捕动作后 的刚性连接过程，而为了承受恶劣的力学环境，抓捕后的刚性连接又是实施 维修或离轨等操作的必要条件。因此有必要设计一种对非合作目标卫星刚性 连接的锁定装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于对目 标卫星对接环对接的压紧式锁定装置。

本发明所采用的技术方案是：

一种用于对目标卫星对接环对接的压紧锁定装置，包括圆环支架和两组 及以上压紧装置；圆环支架与捕获卫星固定连接；压紧装置包括压板、压板 座、顶杆、顶杆导轨和转动座；压板座和顶杆导轨固定连接在圆环支架上， 转动座绕圆环支架周向运动；顶杆与顶杆导轨配合，并沿顶杆导轨上下运动； 转动座上有沿圆环支架周向延伸的曲线槽，顶杆上固定连接有沿曲线槽运动 的连接部件，曲线槽包括斜向上的槽或斜向下的槽，分别使连接部件带动顶 杆沿顶杆导轨向上或向下滑动；压板与压板座转动连接；顶杆与压板的一端 通过四级副连接，将顶杆的上下运动转为压板相对压板座的转动；压板的另 一端用于压紧目标卫星的对接环。

所述四级副包括顶杆上端固连的第一顶杆销和压板上的第一长条孔，所 述第一顶杆销与第一长条孔配合，并在第一长条孔中转动和来回移动。

所述四级副包括压板末端固连的第二顶杆销和顶杆上水平方向的第二 长条孔，第二顶杆销与第二长条孔配合，并在第二长条孔中转动和来回移动。

所述顶杆上的连接部件为滚轮。

所述压紧装置为3组，以120°等角距分布固定在圆环支架上。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1)本发明中的压紧式锁定装置为基于杠杆式的压紧机构，锁紧机理简 单，结构上易于实现，操作方便。

2)该压紧对接装置，对目标卫星实现刚性压紧，可提供较大的锁紧力， 具有很高的锁紧可靠性。

3)本发明中的压紧对接装置用于对目标卫星对接环的压紧锁定，该装 置采用周边式结构，从目标卫星的四周进行抱紧操作，避开目标卫星的关键 部件，如远地点发动机，利用压板压紧和释放目标，卫星充分利用非合作目 标卫星对接环的外部特征。

4)该抱紧对接装置适用于非合作目标卫星对接环，如1194mm直径的 对接环，经适应性设计还可适用于其它直径的卫星对接环，设计上具有很强 的灵活性，而且目标卫星发动机喷管不影响对接效果。

5)本发明的压紧装置以120°等角距分布固定在圆环支架上，受力更 均匀，使压紧式锁定的可靠性更高。

附图说明

图1是本发明中压紧锁定装置安装位置示意图；

图2是本发明中压紧装置的结构示意图；

图3是本发明中压板运动示意图；

图4是本发明中转动座曲线槽的示意图；

图5是本发明中压板的结构示意图；

图6是本发明中压板座的结构示意图；