[发明专利]一种适用于卫星对接环对接的锁紧释放装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星对接锁紧装置。

背景技术

球静止轨道(GEO)卫星在轨发生故障或失效后将造成空间资源的巨大 浪费，对其抓捕、刚性连接后可实施维修或离轨等操作，使故障卫星载荷任 务能力得以延续，或释放重要轨道资源，可取得十分重要的经济效益和社会 效益。因此卫星对接机构的设计，是卫星捕获的核心部件，是影响对其能否 进行正常修复的重要因素之一。

由于目前在轨和在研的GEO卫星并未针对接受在轨服务设计，不具备 合作的对接接口。因此，结合对该类卫星的救援服务与离轨操作需求，需要 采用机械臂、锥杆等方式的抓捕机构，建立两飞行器的软抓捕状态，同时设 计锁紧与释放分离机构，在受到卫星翻滚和抓捕机构收回动作的动态环境 下，完成两飞行器的进一步精确捕获和刚性连接，使两飞行器固连在一起， 进而接管目标卫星的控制与推进，为故障卫星轨道救援、废弃卫星主动清除 等任务做好准备。

目前，国外针对于高轨非合作卫星对接技术的典型研究项目包括美国 FREND机械臂加可更换末端执行器方案、德国DEOS和欧洲SMART-OLEV 锥杆式抓捕机构方案。其中，FREND机械臂加可更换末端执行器方案主要 抓捕点仅限于承载结构，如太阳翼锁定点等，锥杆式抓捕机构主要针对GEO 卫星通用的远地点发动机进行抓捕。但此类项目并没有描述完成抓捕动作后 的刚性连接过程，而为了承受恶劣的力学环境，抓捕后的刚性连接又是实施 维修或离轨等操作的必要条件。因此有必要设计一种用于非合作目标卫星的 对接锁紧释放装置，对非合作目标卫星进行刚性连接和捕获。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于对目 标卫星对接环的对接锁紧释放装置，实现捕获卫星对目标卫星的抱紧、拉近、 锁紧、释放等动作。

本发明所采用的技术方案是：

一种适用于卫星对接环对接的锁紧释放装置，包括圆环支架、传动机构 和两组及以上的抱紧压紧机构，圆环支架固定连接在捕获卫星上；

抱紧压紧机构包括抱紧机构、压紧机构和转动座；

抱紧机构包括：压紧部件、运动转接件、平移导轨和十字销轴；平移导 轨固连于圆环支架上，压紧部件包括固定连接在一起的连接部与压紧板，连 接部与运动转接件配合，相对运动转接件做径向运动，使压紧板抱紧或释放 目标卫星对接环，运动转接件与平移导轨配合，相对于平移导轨做轴向运动， 使压紧板拉近或推远目标卫星对接环；压紧板为与对接环曲率相同的弧形 板；连接部上有第二曲线槽，十字销轴一端固定在转动座上，另一端在第二 曲线槽中运动；

压紧机构包括：压板、压板座、顶杆和顶杆导轨；顶杆导轨和压板座固 连于圆环支架上，顶杆与顶杆导轨配合，并沿顶杆导轨轴向向上或向下滑动； 转动座上有沿圆环支架周向延伸的第一曲线槽，顶杆上固定连接有沿第一曲 线槽运动的连接部件；压板与压板座转动连接；顶杆与压板的一端通过四级 副连接，将顶杆的上下运动转为压板相对压板座的转动；压板的另一端用于 压紧和释放目标卫星对接环；

传动机构用于使转动座绕圆环支架周向运动，转动座带动十字销轴一端 在第二曲线槽中运动，并使连接部件在第一曲线槽中运动；十字销轴推动压 紧部件沿运动转接件做径向运动，或推动压紧部件，由压紧部件带动运动转 接件沿平移导轨做轴向运动；第一曲线槽的形状使连接部件带动顶杆沿顶杆 导轨轴向向上或向下滑动。

所述第二曲线槽包括在轴向上平直，在径向上向背离轴心的方向倾斜的 槽；在轴向上向上倾斜，在径向上平直的槽；在轴向上平直，在径向上向轴 心的方向倾斜的槽，分别使压紧部件做径向抱紧、轴向拉近和径向释放的运 动。

所述第一曲线槽包括斜向上的槽或斜向下的槽，分别使连接部件带动顶 杆沿顶杆导轨向上或向下滑动。

所述四级副包括顶杆上端固连的第一顶杆销和压板上的第一长条孔，所 述第一顶杆销与第一长条孔配合，并在第一长条孔中转动和来回移动。

所述四级副包括压板末端固连的第二顶杆销和顶杆上水平方向的第二 长条孔，第二顶杆销与第二长条孔配合，并在第二长条孔中转动和来回移动。

所述抱紧压紧机构为3组，以120°等角距分布固定在圆环支架上。