[发明专利]关于空间站利用车轮式电磁铁圆盘对接端与升降弹簧式圆盘对接端的交会对接方法

说明书

本发明是关于空间站利用车轮式电磁铁圆盘对接端(以下简称“车轮对接端”)与升降弹簧式圆盘对接端(以下简称“弹簧对接端”)的交会对接方法，属于航天空间站的交会对接领域。当前技术不足：要求精准度特别高、速度特别慢，稍有偏差就容易碰撞损伤，而本发明在交会对接接触时，能承受更大的对准偏差和撞击力，所以更安全可靠，当然，也可以借助机械臂。交会对接简要程序：首先，车轮对接端与弹簧对接端接近后，被开启的电磁吸力吸在一起；然后，车轮对接端利用电动车轮在弹簧对接端的外表面上，像汽车一样，能前后行驶左右调整位置，进行对准；最后，车轮对接端与弹簧对接端被一套升降弹簧拉动下，进行撞锁，成功后开启两个舱门，完成交会对接。

技术领域

本发明属于航天空间站的交会对接领域。

背景技术

当前，在太空中，空间站交会对接方法，除美国利用航天飞机携带空间站对接外，其他对接方法主要程序是：先慢速接近并对准，近距离时借助机械臂控制方向，后进行撞锁，完成交会对接，这类方法不足之处：要求精准度特别高、速度特别慢，稍有偏差就容易发生碰撞损伤。

发明内容

为了解决空间站交会对接时存在的不足，本发明提供了利用车轮式电磁铁圆盘对接端(以下简称“车轮对接端”)与升降弹簧式圆盘对接端(以下简称“弹簧对接端”)的交会对接方法，其优势是：初步接触时，比当前的能承受更大的对准偏差和撞击力，所以更安全可靠，当然，也可以借助机械臂。

1.设备简述。

空间站对接端有两类：车轮对接端、弹簧对接端。

(1)车轮对接端。

此对接端最外端，有一个金属平面的五孔圆盘——1个大孔是圆盘空心，4个小孔围绕在周围；大孔内区域相接内藏式环形撞锁，不凸出，再向内相接有舱门，凹低于内藏式环形撞锁；舱门中心有综合对准仪器，包括激光对准测距仪、角度传感器、音视频监视器等；4个小孔，每一个小孔内有一个电动车轮，在弹簧作用下，平时状态稍凸出于五孔圆盘，受到撞击时，被短暂压平于五孔圆盘，既能起到减震作用，又确保不被撞坏，这4个车轮是一套电动行驶系统，像电动汽车一样，能前后行驶左右调整位置；车轮对接端的内侧有一个电磁铁控制器，在遥控下能使五孔圆盘产生相应磁场强度的电磁吸力。

(2)弹簧对接端。

此对接端外端，是一个金属平面的单孔圆盘——单孔就是圆盘空心，单孔内区域有相邻一定距离的外露式环形撞锁，其内相接有舱门，凹低于外露式环形撞锁；舱门中心有综合对准匹配仪器；单孔外区域的内部围绕着4个升降弹簧，这是一套压缩式弹簧系统，在其遥控下能使单孔圆盘升高或降低，升高则高于、降低则低于外藏式环形撞锁的最外端一定距离，初始状态是升高，受到撞击时，有减震作用。

综上所述，车轮对接端的部件五孔圆盘，内藏式环形撞锁，综合对准仪器，分别对应或匹配弹簧对接端的部件单孔圆盘，外露式环形撞锁，综合对准匹配仪器。五孔圆盘与单孔圆盘在间隔电动车轮情况下，能被电磁吸力吸在一起，并且车轮对接端在弹簧对接端上，能像电动汽车一样，进行定点停车；电磁铁控制器能分强度等级控制磁场强度，确保电磁吸力与电动车轮弹簧力、电动力相匹配，防止出现因磁场强度太大导致电动车轮不能行驶，或太小吸不住单孔圆盘。电动车轮胎冠面与单孔圆盘的外表面之间，要有一定的摩擦系数，防止因为太光滑，不利于前后行驶左右调整位置，以及后文中的对准和撞锁。

2.交会对接。

第一步，被电磁吸力吸在一起。

车轮对接端与弹簧对接端依靠综合对准仪器、综合对准匹配仪器，遥控慢速接近并对准，并适时提前遥控开启电磁铁控制器，直至五孔圆盘与单孔圆盘在间隔着电动车轮的情况下，被电磁吸力吸在一起，其撞击力能被车轮的、一套升降弹簧的减震缓冲。本发明的交会对接方法，初步接触时，两个圆盘先贴靠，比当前的能承受相对更大的对准偏差和撞击力，所以更安全可靠。

第二步，进行对准。