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原文传递基于桁架装配微纳卫星追踪器及其追踪方法

专利名称：	基于桁架装配微纳卫星追踪器及其追踪方法
摘要：	本发明公开了基于桁架装配微纳卫星追踪器及其追踪方法，追踪器包括桁架游走机构、微纳卫星组和柔性围捕机构；所述的微纳卫星组包括多个(N,3≤N≤5)微纳卫星，每个微纳卫星自带姿轨控系统；所述的桁架游走机构包括N根桁架；每根桁架的一端与对应的一个微纳卫星铰接，每根桁架的另一端滑动连接在另一个微纳卫星上，N根桁架在平面上形成N边形框架；微纳卫星在姿轨控系统的驱动下能够沿与自身滑动连接的桁架滑动；所述的柔性围捕机构包括N个围捕单元，围捕单元分别设置在对应桁架上，N个围捕单元之间形成对翻滚目标的围捕空间。本发明通过追踪器的运动，消除它和目标之间的相对轨道/姿态运动，最终达到相对静止，便于它对目标的附着与固连。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西北工业大学
发明人：	马卫华;孟思洋;杨若宸;卫宣伯;徐晨;侯成刚;袁建平
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910556516.7
公开号：	CN110304272A
代理机构：	西安通大专利代理有限责任公司
代理人：	李红霖
分类号：	B64G1/10(2006.01);B;B64;B64G;B64G1
申请人地址：	710072 陕西省西安市碑林区友谊西路127号
主权项：	1.一种基于桁架装配微纳卫星追踪器，其特征在于，包括桁架游走机构、微纳卫星组和柔性围捕机构；所述的微纳卫星组包括N个微纳卫星(1)，每个微纳卫星(1)具有游走机构，N≥3；所述的桁架游走机构包括N根桁架(2)；每根桁架(2)的一端与对应的一个微纳卫星(1)铰接，每根桁架(2)的另一端滑动连接在另一个微纳卫星(1)上，N根桁架(2)在平面上形成多边形框架；微纳卫星(1)在游走机构的驱动下，按照两者之间的机械配合关系，能够沿桁架(2)运动；所述的柔性围捕机构包括N个围捕单元(4)，N个围捕单元(4)分别设置在对应的桁架(2)上，N个围捕单元(4)之间形成对翻滚目标(3)的围捕空间。 2.根据权利要求1所述的一种基于桁架装配微纳卫星追踪器，其特征在于，3≤N≤5。 3.根据权利要求1所述的一种基于桁架装配微纳卫星追踪器，其特征在于，N个所述微纳卫星(1)同时向内运动时，多边形框架之间的空间收缩进而带动N个柔性围捕机构相互靠近。 4.根据权利要求1所述的一种基于桁架装配微纳卫星追踪器，其特征在于，所述的游走机构包括驱动装置和齿轮机构，所述得桁架(2)上设置有齿条机构，驱动装置驱动齿轮机构转动，齿轮机构与所述齿条机构啮合。 5.根据权利要求1所述的一种基于桁架装配微纳卫星追踪器，其特征在于，N根桁架(2)的长度相同。 6.根据权利要求1所述的一种基于桁架装配微纳卫星追踪器，其特征在于，所述的围捕单元(4)为柔性爪。 7.根据权利要求1所述的一种基于桁架装配微纳卫星追踪器，其特征在于，所述的翻滚目标(3)的质量分布为扁粗形，其横向惯量小于轴向惯量。 8.如权利要求1所述的基于桁架装配微纳卫星追踪器的追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：微纳卫星(1)在桁架(2)上滑动，带动柔性围捕机构收缩，将翻滚目标(3)围捕到多边形框架之间的区域；微纳卫星(1)凭借初始时刻转速，完成对翻滚目标(3)角速度的逼近；同时多边形框架也收缩到最小，使柔性围捕机构实现对翻滚目标的围捕。 9.如权利要求8所述的基于桁架装配微纳卫星追踪器的追踪方法，其特征在于，针对速度较大的翻滚目标，追踪器和翻滚目标之间的相对角速度比较大的前期，翻滚目标的多边形框架预留足够大的空间；在围捕后期，多边形框架凭借结构的收缩降低了轴向相对角速度，同时姿态控制系统开始工作，降低横向相对角速度；最终，追踪器完成了角速度的跟踪同步，同时，框架也收缩到最里端，柔性围捕机构实现围捕。 10.如权利要求8所述的基于桁架装配微纳卫星追踪器的追踪方法，其特征在于，具体包括以下步骤：起旋阶段开始之前，由服务航天器平台完成远距离的轨道大致接近，追踪器被放到目标翻滚轴方向的附近；服务航天器平台通过视觉相机识别出目标星的运动参数，运动参数信息被装载到微纳卫星(1)上；追踪器沿目标翻滚轴方向合适距离进行悬停；姿轨控系统工作，完成起旋，降低和目标之间的角速度差距；使追踪器的角速度达到参考角速度；起旋后的追踪器缓慢地靠近翻滚目标(3)，基本沿直线轨迹逼近翻滚目标(3)，最终将翻滚目标(3)包围在多边形结构中间；追踪器悬停在翻滚目标(3)附近，质心大致重合，轨控系统作修正；多边形框架开始收缩，追踪器的角速度将按照参考值逼近目标的轴向角速度；同时微纳卫星(1)上的姿态控制系统进行调整，完成横向角速度的消除，之后进行更精细的姿态同步；在柔性围捕机构碰到翻滚目标(3)之前，追踪器已经达到了相对静止；依靠柔性围捕机构的柔性缓冲，固定住翻滚目标(3)；围捕完成之后，追踪器利用自身的姿轨控系统，完成结合体不规则旋转运动的消除。
所属类别：	发明专利