[发明专利]一种基于星箭对接环的非合作航天器对接锁紧系统

说明书

为了解决现有在捕获非合作航天器后对接时的通用性和适应性差的问题，本发明提供一种基于星箭对接环的非合作航天器对接锁紧系统，涉及非合作航天器捕获技术领域。本发明包括：对接装置，用于测量和调整星箭对接环与星箭对接环锁紧装置的相对位置和姿态，使锁紧装置与星箭对接环的对接面接触；锁紧装置，用于当锁紧装置与星箭对接环的对接面接触时，从径向锁紧星箭对接环的外沿。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。星箭对接环是绝大部分航天器都具备的结构，采用径向间距可调的卡爪设计，能够适应不同的星箭对接环直径。

技术领域

本发明涉及一种非合作航天器星箭对接环的对接锁紧系统，特别涉及一种基于星箭对接环的非合作航天器对接锁紧系统，涉及非合作航天器捕获技术领域。

背景技术

进入二十一世纪之后，随着空间技术的蓬勃发展，世界各国开发和探索深空的频率越来越高，航天系统越来越复杂。然而，航天技术的风险性非常高，在带来巨大效益的同时也会因航天器的发射失败、轨道运行故障和航天器寿命有限等造成巨大的损失。因此，为了尽可能降低航天器发生故障或者失效造成的损失，就需要开展诸多以延长航天寿命、清除轨道垃圾(如废弃的航天器和空间碎片)等空间任务为目标在轨服务技术研究。

空间在轨服务是指在太空中通过航天员、机器人(或机器人卫星)，或者航天员和机器人共同协作来完成包括延长卫星、服务平台、空间站附属舱以及空间运载器的寿命和能力的装配、维护和服务等太空任务，因而航天器的捕获和操纵是未来航天技术的重要发展方向，是在轨服务的重要组成部分。

捕获对接可分为撞击式对接和停靠式捕获。典型撞击式对接机构主要有“杆-锥”式对接系统和雌雄同体周边对接系统。停靠式捕获有美国航天飞机与国际空间站的对接，其特点是捕获对接时，由力传感器感知碰撞力，利用姿态调整平台修正指向偏差。

在各种捕获机构中，“杆-椎”式应用最早，其容错能力最强，质量小，控制精度需求低。后来，为了获得较大过渡通道供宇航员和物资通过，研制力雌雄同体周边式对接机构，但牺牲了一部分容错能力。

随着技术的发展，空间交会对接的需求越来越强，对简洁有效、容错能力强的对接机构提出了迫切需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有在捕获非合作航天器后对接时的通用性和适应性差的问题，本发明提供一种基于星箭对接环的非合作航天器对接锁紧系统。

本发明的基于星箭对接环的非合作航天器对接锁紧系统，所述系统包括：

对接装置，用于测量和调整星箭对接环与星箭对接环锁紧装置的相对位置和姿态，使锁紧装置与星箭对接环的对接面接触；

锁紧装置，用于当锁紧装置与星箭对接环的对接面接触时，从径向锁紧星箭对接环的外沿。

优选的是，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。

优选的是，所述运动平台包括上板5、中板9和驱动轴7；

上板5、中板9均为环状，上板5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5，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9位于上板5的下部，上板5与中板9不接触，中板9的上表面沿圆周方向设置有螺旋槽6，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6相配合；

驱动轴7驱动中板9旋转。

优选的是，所述锁紧部件包括卡爪1和滑动件，卡爪1与星箭对接环10的接触面为梯形斜面，卡爪固定在滑动件上，滑动件设置在轨道上，滑动件的底部设有螺纹。