[发明专利]基于喷管捕获和星箭对接环锁紧的航天器捕获系统的捕获方法

权利要求书

1.一种基于喷管捕获和星箭对接环锁紧的航天器捕获系统的捕获方法，其特征在于，所述系统包括捕获装置、锁紧装置和六自由度调节装置；

捕获装置和锁紧装置设置在六自由度调节装置上；

六自由度调节装置，用于调整锁紧装置的位置和姿态，使锁紧装置与星箭对接环的对接面接触；

捕获装置，当与喷管位置相对时，用于检测航天器喷管喉部的位置，控制气囊进入航天器喷管喉部，对气囊充气，利用充气后的气囊锁紧喷管喉部，实现捕获；

锁紧装置，当锁紧装置与星箭对接环的对接面接触时，用于利用锁紧部件，从径向锁紧星箭对接环的外沿；

所述捕获装置还包括定位装置，所述定位装置包括1号全局相机、轴向测距装置、径向测距装置、姿态推力装置和推进推力装置和捕获控制器；

1号全局相机，用于对喷管成像；

轴向测距装置，用于测量捕获装置与喷管的距离；

径向测距装置，用于测量捕获装置与喷管的轴线偏差；

姿态推力装置，用于调节捕获装置的姿态；

推进推力装置，用于将捕获装置推入喷管内；

捕获控制器，用于根据1号全局相机的成像对喷管进行识别，当进入喷管，通过径向测距装置测量的轴线偏差获得捕获装置在喷管中的径向位置，并通过控制姿态推力装置工作，使捕获装置与喷管同轴；通过轴向测距装置测量的距离获得捕获装置在喷管中的轴向位置，并通过推进推力装置将捕获装置调整到与喷管喉部的设定距离位置，进而捕获装置进入喷管喉部，控制驱动装置和供气系统工作，利用气囊实现捕获；所述捕获装置中的气囊包括锁紧气囊和缓冲气囊；

捕获时，锁紧气囊位于喷管喉部前扩展段，缓冲气囊位于喷管喉部的后扩展段；

所述捕获装置还包括传动机构、供气系统、气瓶和驱动装置；

在驱动装置的驱动下，传动机构带动锁紧气囊深入到喷管的喉部前扩展段；

供气系统用于实现对锁紧气囊和缓冲气囊进行充放气，所述气瓶与供气系统连接，用于存储气体；

所述捕获装置还包括外壳和气囊储放机构，锁紧气囊位于外壳前端的气囊储放机构内，缓冲气囊分布在外壳的外侧；

所述气囊储放机构一端位于外壳前端，另一端位于外壳内部，传动机构与气囊储放机构连接，带动气囊储放机构运动，用于实现带动气囊深入到喷管的内部；

所述方法包括：

首先，通过径向测距装置测量捕获系统在喷管中的径向位置，并通过姿态推力装置将捕获系统调整到与喷管同轴；通过轴向测距装置测量捕获系统在喷管中的轴向位置，并通过推进推力装置将捕获系统调整到与喷管喉部设定距离位置；

其次，驱动装置通过传动机构带动气囊储放机构伸出并越过喷管的喉部；

再次，气瓶通过供气系统对锁紧气囊和缓冲气囊供气，锁紧气囊和缓冲气囊同时膨胀，并挤压喷管的喉部前后扩展段，锁紧喷管。

2.根据权利要求1所述的基于喷管捕获和星箭对接环锁紧的航天器捕获系统的捕获方法，其特征在于，捕获装置和锁紧装置通过系绳连接，所述锁紧装置为环状，捕获装置捕获完成后，系绳将捕获装置及航天器的喷管拉到锁紧装置的环状中心中。

3.根据权利要求1或2所述的基于喷管捕获和星箭对接环锁紧的航天器捕获系统的捕获方法，其特征在于，所述锁紧装置包括多个锁紧部件和运动平台，多个锁紧部件分布在运动平台上，多个锁紧部件在运动平台上能够径向收缩或扩张。

4.根据权利要求3所述的基于喷管捕获和星箭对接环锁紧的航天器捕获系统的捕获方法，其特征在于，所述运动平台包括上板、中板、下板和驱动轴；

上板、中板、下板均为环状，上板上设置有与锁紧部件相同数量的径向轨道，该轨道贯穿上板，每条轨道上配置一个锁紧部件，锁紧部件能在轨道上移动；

中板位于上板的下部，上板与中板不接触，中板的上表面沿圆周方向设置有螺旋槽，锁紧部件的底部设有螺纹，锁紧部件的底部螺纹穿过轨道与螺旋槽相配合；

驱动轴驱动中板旋转；

驱动轴设置在下板上，下板设置在六自由度调节装置上。