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原文传递一种六杆独立力柔顺主动控制的航天器对接系统

专利名称：	一种六杆独立力柔顺主动控制的航天器对接系统
摘要：	本发明涉及一种六杆独立力柔顺主动控制的航天器对接系统，属于航天器对接系统设计领域；包括被动对接件和主动对接件；被动对接件包括被动对接环、3个被动导向板、3个卡板器和n个被动锁紧机构；所述主动对接件包括主动对接环、3个主动导向板、3个捕获锁、n个主动锁紧机构、6个直线驱动机构和导向环；对接过程6个直线驱动机构单独控制，不耦合，通过6个直线驱动机构驱动导向环对准被动对接环，最终自适应完成捕获缓冲力柔顺主动控制，最终实现两飞行器的对接；本发明通过改变直线驱动机构的控制特性，实现不同的阻尼刚度模拟，以适应不同吨位的航天器对接。
专利类型：	发明专利
申请人：	上海宇航系统工程研究所
发明人：	张崇峰;邱华勇;沈涛;王卫军;杨永常;陈超云;罗超
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911368949.6
公开号：	CN111071493A
代理机构：	中国航天科技专利中心
代理人：	李晶尧
分类号：	B64G1/64;B;B64;B64G;B64G1;B64G1/64
申请人地址：	201108 上海市闵行区金都路3805号
主权项：	1.一种六杆独立力柔顺主动控制的航天器对接系统，其特征在于：包括被动对接件(1)和主动对接件(2)；被动对接件(1)包括被动对接环(11)、3个被动导向板(12)、3个卡板器(13)和n个被动锁紧机构(14)；被动对接环(11)为轴向竖直放置的柱状结构；被动对接环(11)的轴向底端设置有柱状被动凹槽；n个被动锁紧机构(14)沿周向均匀分布在被动对接环(11)轴向底端面；3个被动导向板(12)沿周向均匀设置在凹槽的内壁；3个卡板器(13)沿周向均匀设置在凹槽的内壁；所述主动对接件(2)包括主动对接环(21)、3个主动导向板(22)、3个捕获锁(23)、n个主动锁紧机构(24)、6个直线驱动机构(25)和导向环(26)；其中，主动对接环(21)为轴向竖直放置的柱状结构；主动对接环(21)的轴向顶端设置有柱状主动凹槽；n个主动锁紧机构(24)沿轴向均匀分布在主动对接环(21)的轴向顶端面；导向环(26)为环状结构；导向环(26)设置在主动对接环(21)的上方；3个主动导向板(22)沿周向均匀设置在导向环(26)的内壁；3个捕获锁(23)对应设置在3个主动导向板(22)的侧壁上；6个直线驱动机构(25)两两一组分为3组；每组直线驱动机构(25)分别对应一个主动导向板(22)；每组直线驱动机构(25)的轴向底端与主动对接环(21)凹槽侧壁连接；每组直线驱动机构(25)的轴向顶端与一个主动导向板(22)连接。 2.根据权利要求1所述的一种六杆独立力柔顺主动控制的航天器对接系统，其特征在于：所述n为正整数，且n≥10。 3.根据权利要求2所述的一种六杆独立力柔顺主动控制的航天器对接系统，其特征在于：所述3个被动导向板(12)与3个卡板器(13)间隔交错分布；相邻的被动导向板(12)与卡板器(13)之间夹角为60°。 4.根据权利要求3所述的一种六杆独立力柔顺主动控制的航天器对接系统，其特征在于：所述直线驱动机构(25)包括上连接支点(251)、弹性缓冲装置(252)、滚柱丝杠(253)、位置测量装置(254)、力传感器(255)和下连接支点(256)；其中，滚柱丝杠(253)竖直放置；弹性缓冲装置(252)固定安装在滚柱丝杠(253)的轴向顶端；上连接支点(251)固定安装在弹性缓冲装置(252)的顶端；上连接支点(251)与主动导向板(22)的内壁旋转连接；位置测量装置(254)套装在滚柱丝杠(253)的外壁；力传感器(255)安装在滚柱丝杠(253)的轴向底端；下连接支点(256)固定设置在力传感器(255)的底端；下连接支点(256)与主动对接环(21)凹槽侧壁旋转连接。 5.根据权利要求4所述的一种六杆独立力柔顺主动控制的航天器对接系统，其特征在于：所述位置测量装置(254)实现对滚柱丝杠(253)伸长量的测量；所述力传感器(255)实现对直线驱动机构(25)承力的测量。 6.根据权利要求5所述的一种六杆独立力柔顺主动控制的航天器对接系统，其特征在于：3组直线驱动机构(25)实现对导向环(26)的6自由度姿态调整。 7.根据权利要求6所述的一种六杆独立力柔顺主动控制的航天器对接系统，其特征在于：所述对接系统的对接过程为：主动对接件(2)移动至被动对接件(1)的下方；通过6个直线驱动机构(25)将导向环(26)推出主动对接环(21)的凹槽；主动对接件(2)与被动对接件(1)粗对准后；6个直线驱动机构(25)调整导向环(26)伸入被动对接环(11)的凹槽；当主动导向板(22)与被动导向板(12)接触时，通过力传感器(255)实现监测；通过6个直线驱动机构(25)旋转导向环(26)；实现3个主动导向板(22)对准3个被动导向板(12)的空隙；完成对准；导向环(26)继续伸入，直至3个捕获锁(23)对3个卡板器(13)的锁死；实现主动对接件(2)与被动对接件(1)对接部位的固定；通过6个直线驱动机构(25)带动主动对接环(21)竖直上移，直至主动对接环(21)与被动对接环(11)同轴对接；通过主动锁紧机构(24)实现对被动锁紧机构(14)的锁死密封，完成对接。
所属类别：	发明专利