[发明专利]一种航天器舱外在轨维修地面快速响应支持方法

权利要求书

1.一种航天器舱外在轨维修地面快速响应支持方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提出舱外故障设备的维修预案，维修预案包括维修转移路径，维修操作流程和人机工效评价标准；

舱外故障设备的维修预案，包括：航天员维修或维护舱外故障设备的转移路径，需维修或维护的舱外在轨可更换单元ORU的转移路径，在轨可更换单元ORU为需维修或维护的舱外设备的一部分；航天员维修或维护舱外在轨可更换单元ORU的站位、需维修或维护舱外在轨可更换单元ORU的机械电气接口信息，需维修或维护舱外在轨可更换单元ORU的维修工具及辅助设施，维修操作流程，人机工效评价标准，人机工效评价标准中包括：操作力矩范围、维修操作时间范围；

航天员维修或维护舱外故障设备的转移路径为：从空间站的气闸舱到需维修或维护的舱外在轨可更换单元ORU的安装位置；

需维修或维护的舱外在轨可更换单元ORU的转移路径，包括两种路径，其中一种路径为：航天员携带需维修或维护的舱外在轨可更换单元ORU的备件或维护工具，从空间站的航天员出舱的气闸舱到需维修或维护的舱外在轨可更换单元ORU的安装位置；另一种路径为：空间站的机械臂将需维修的舱外在轨可更换单元ORU的备件，从空间站的货物气闸舱到需维修或维护的舱外在轨可更换单元ORU的安装位置；

(2)建立航天器舱体的三维模型，模拟航天器舱体外所有设备布局，仿真验证维修转移路径，判断转移路径上是否有舱外设备阻挡；

(3)维修操作试验验证，记录操作力矩、操作时间；

(4)判定操作力矩、操作时间是否达到维修预案中的人机工效评价标准；

(5)确定航天员在轨出舱维修可用的维修方案。

2.根据权利要求1所述的航天器舱外在轨维修地面快速响应支持方法，其特征在于，所述步骤(2)中，转移路径仿真验证方法为：

(1)建立航天器舱体的三维模型，并模拟航天器舱体外所有设备布局，根据航天员位置，确定航天员出舱的气闸舱门，设定主路径和支路径，主路径和支路径相连形成航天员从空间站的气闸舱到需维修或维护的舱外设备的在轨可更换单元ORU安装位置，主路径为已验证过的从气闸舱门到需维修或维护的舱外设备的在轨可更换单元ORU位置附近的路径；支路径为未验证过的航天员从需维修或维护的舱外设备的附近到需维修或维护的舱外设备的在轨可更换单元ORU的路径；

根据需维修或维护的舱外在轨可更换单元ORU的备件位置和机械臂的位置，设定主路径和支路径，主路径和支路径相连形成在轨可更换单元ORU的备件从空间站的货物气闸舱到需维修或维护的舱外设备的在轨可更换单元ORU安装位置，主路径为已验证过的从货物气闸舱门到需维修或维护的舱外设备的在轨可更换单元ORU位置附近的路径；支路径为未验证过的在轨可更换单元ORU的备件从需维修或维护的舱外设备的附近到需维修或维护的舱外设备的在轨可更换单元ORU的路径；

(2)建立航天员着服后的人服系统模型，该人服系统模型能够完全模拟航天员着服后的状态；

(3)利用仿真工具，使人服系统模型按照主路径和支路径，在航天器舱体的三维模型上携带需维修或维护的舱外在轨可更换单元ORU的备件或维护工具，从空间站的航天员出舱的气闸舱到需维修或维护的舱外在轨可更换单元ORU的安装位置；使机械臂按照通用路径和专用路径，在航天器舱体的三维模型上携带在轨可更换单元ORU的备件从空间站的货物气闸舱到需维修或维护的舱外设备的在轨可更换单元ORU安装位置；

(4)判断支路径上是否有舱外设备阻挡，如果没有阻挡，则判定步骤(1)中维修预案的转移路径合理，如果有阻挡，则返回步骤(1)，以重新规划支路径。