[发明专利]一种太空服务机器人及其组装方法和拆分方法

说明书

本发明涉及一种太空服务机器人及其组装方法和拆分方法，太空服务机器人包括至少两个基本模块，每个基本模块都能够在太空中独立运行；每个基本模块均包括一颗立方体卫星，立方体卫星上设置有若干功能部件；立方体卫星的内表面安装有线圈，线圈用于通入电流后产生磁场，实现基本模块的接近或分离；立方体卫星设置有线圈的侧面上还设置有机械锁定装置，基本模块之间通过机械锁定装置进行锁定；机械锁定装置与线圈同轴设置。本发明根据任务需要将不同功能的、独立运行的基本模块组装成能够提供不同服务的太空服务机器人，本发明能够利用少量的基本模块完成大量的任务，灵活性强、基本模块的可重复利用程度高、成本低。

技术领域

本发明属于航天技术领域，具体涉及一种太空服务机器人及其组装方法和拆分方法。

背景技术

太空服务机器人是指在大型航天器或空间站外作业的小型智能性航天器。太空服务机器人是一颗单独的航天器。太空服务机器人上安装的典型机械装置是机械臂，在星载计算机控制下，能够智能地完成抓捕、制造、维修、替换、保养目标航天器的任务。通过提供这些服务，能够延长太空中运行的卫星、宇宙飞船、空间站的寿命，提升他们的功能。

目前，美国绳系无限公司正在研制一种称为“蜘蛛制造”的太空制造机器人。利用这种机器人，能够在太空灵活地织造或修补航天器的大型网状天线等部件。美国国防预先研究计划局正在开展的卫星机器人服务项目设想在太空机器人上安装两个机械臂，利用机械臂对故障航天器进行高分辨率探测、机械修复、空间位置重新定位、安装替换部件等复杂操作。美国航空航天局设计的一种火星探测机器人，尺寸0.5米，从宇宙飞船释放到火卫一卫星上，能够借助外表的针刺跳跃滚动行走，比传统的轮式车辆更有效，更适合在重力很小的卫星上进行探测工作。然而，现有的太空服务机器人还存在以下不足：1)功能固化、无法调整。目前太空服务机器人都是按照特定用途设计的，机器人构造、形状、尺寸、器件等都是固定不变的，只能执行少数任务，通用性不强。2)可重复利用程度低。现有的太空服务机器人只能执行人们设定好的任务，导致太空服务机器人的利用率比较低。如果要完成不同类型任务，就需要发展很多类型的太空机器人，不但成本高，所需的时间也很长。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种能够灵活组装的太空服务机器人及其组装方法和拆分方法。

本发明所采用的技术方案为：一种太空服务机器人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。

进一步地，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。

进一步地，所述基本模块中安装有线圈的三个侧面上均安装有所述机械锁定装置。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。