[发明专利]一种太空服务机器人及其组装方法和拆分方法

权利要求书

1.一种太空服务机器人，其特征在于，它包括至少两个基本模块，每个所述基本模块都能够在太空中独立运行；每个所述基本模块均包括一立方体卫星，所述立方体卫星上设置有若干功能部件；所述立方体卫星的内表面设置有线圈，所述线圈用于通入电流后产生磁场，所述基本模块之间通过所述线圈实现接近或分离；所述立方体卫星设置有线圈的侧面上还设置有机械锁定装置，所述基本模块之间通过所述机械锁定装置进行锁定；所述机械锁定装置与线圈同轴设置；

所述立方体卫星中不同轴的三个侧面内均安装有所述线圈，所述立方体卫星中安装有线圈的三个侧面外均安装有所述机械锁定装置。

2.如权利要求1所述的一种太空服务机器人，其特征在于，所述功能部件采用摄像机、机械臂、夹钳、破拆钳、储料箱和发动机中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种太空服务机器人，其特征在于，所述机械锁定装置采用异体同构周边式对接装置的等比例缩小版或抓手-碰撞锁式对接装置的等比例缩小版。

4.如权利要求1或2或3所述的一种太空服务机器人，其特征在于，所述基本模块为探测模块、抓捕模块、修理模块、加注模块、材料模块、动力模块或防护模块；所述探测模块用于对故障航天器进行全方位的探测，所述抓捕模块用于捕捉故障航天器，所述修理模块用于对故障航天器进行拆开、修复、连接操作，所述加注模块用于对航天器进行燃料补给，所述材料模块用于为所述修理模块提供各种修理材料，所述动力模块用于为航天器提供动力，使航天器改变轨道，所述防护模块用于抵抗太空碎片的撞击、改变太空碎片的运动方向。

5.如权利要求4所述的一种太空服务机器人，其特征在于，所述探测模块包括立方体卫星以及设置在所述立方体卫星上的摄像机、线圈和机械锁定装置，所述抓捕模块包括立方体卫星以及设置在所述立方体卫星上的机械臂或夹钳、线圈和机械锁定装置；所述修理模块包括立方体卫星以及设置在立方体卫星上的机械手臂或破拆钳、线圈和机械锁定装置；所述加注模块包括立方体卫星以及设置在所述立方体卫星上的燃料储箱、加注装置、线圈和机械锁定装置；所述材料模块包括立方体卫星以及设置在所述立方体卫星上的材料箱、线圈和机械锁定装置；所述动力模块包括立方体卫星以及设置在所述立方体卫星上的发动机、线圈和机械锁定装置；所述防护模块设置在立方体卫星的外表面上，其采用四面体结构，由金属材料制成，所述防护模块内部设置有弹簧。

6.一种太空服务机器人的组装方法，其特征在于，它包括以下步骤：

根据实际任务，选择需要组装的基本模块；

根据各基本模块之间的相对位置关系设定基本模块的组装次序；

按照设定的组装顺序，依次组装各基本模块，其具体过程为：调整待组装的两基本模块或基本模块与组合体的姿态，使得基本模块设置有线圈和机械锁定装置的组装面相对；给待组装的基本模块上的线圈通电，使其产生相互吸引的磁场，在磁场的吸引作用下，使两基本模块或基本模块与组合体之间的距离接近至机械锁定装置的工作距离；启动待组装的基本模块上的机械锁定装置进行锁定；停止给已锁定的基本模块的线圈供电，磁场消失，已锁定的基本模块或组合体形成新的组合体；重复上述组装过程直到将需要组装的基本模块全部组装完成。

7.一种太空服务机器人的拆分方法，其特征在于，它包括以下步骤：

根据太空服务机器人组合体中各基本模块的相对位置关系，确定太空服务机器人组合体中各基本模块的拆分顺序；

按照拆分顺序，对太空服务机器人组合体进行拆分，其具体过程为：调整太空服务机器人组合体的姿态；控制要拆分的基本模块上的机械锁定装置开锁，解除当前要拆分的基本模块与剩余组合体或基本模块的物理连接；给当前要拆分的基本模块和剩余组合体或基本模块上的线圈通电，使其产生相互排斥的磁场，在磁场的排斥力作用下，当前要拆分的基本模块与剩余组合体或基本模块分离，进入预定飞行轨道；重复上述拆分过程直到将太空服务机器人组合体中的基本模块全部拆分完成。