[发明专利]异体同构、缓冲阻尼半主动控制对接系统及方法

权利要求书

1.一种异体同构、缓冲阻尼半主动控制对接系统，包括安装在追踪航天器的主动对接装置和安装在目标航天器的被动对接装置，所述主动对接装置包括主动对接环、以及若干直线驱动装置，所述直线驱动装置包括伸缩机构和电机，所述被动对接装置包括被动对接环；

其特征在于：所述主动对接装置还包括控制驱动子系统，所述直线驱动装置还包括离合器；所述离合器未打滑时，实现电机与伸缩机构之间的传动，且依据作用于主动对接环对应位置作用力的逆向传动作用，对应的所述电机、离合器和伸缩装置相应的发生减速或加速；所述离合器打滑时，所述伸缩机构与电机之间无传动作用；

所述控制驱动子系统将所述离合器在捕获完成前的离合力矩配置为第一档离合力矩，在捕获完成后的离合力矩配置为第二档离合力矩；所述第一档离合力矩小于第二档离合力矩；

若作用于主动对接环对应位置的作用力逆向传动至对应所述离合器所产生的力矩，超出该离合器当下被配置的第一档离合力矩或第二档离合力矩时，所述离合器打滑，否则，不打滑。

2.如权利要求1所述的异体同构、缓冲阻尼半主动控制对接系统，其特征在于：所述直线驱动装置还包括位移测量传感器，用以检测所述伸缩机构的伸缩位移并反馈至所述控制驱动子系统，在捕获后，所述控制驱动子系统依据所采集的伸缩位移驱动所述电机运作，进而调整所述主动对接环的姿态。

3.如权利要求1所述的异体同构、缓冲阻尼半主动控制对接系统，其特征在于：所述电机为双向驱动电机。

4.如权利要求1所述的异体同构、缓冲阻尼半主动控制对接系统，其特征在于：所述控制驱动子系统通过控制输入所述离合器的电压实现其离合力矩的配置。

5.如权利要求1所述的异体同构、缓冲阻尼半主动控制对接系统，其特征在于：所述离合器采用磁粉离合器或电磁离合机构或替换为磁流变阻尼器或机电控制型装置。

6.如权利要求1所述的异体同构、缓冲阻尼半主动控制对接系统，其特征在于：所述直线驱动装置还包括内伸缩筒、滚珠丝杆和丝杆螺母，所述滚珠丝杆一端固接于所述离合器，所述丝杆螺母套设于所述滚珠丝杆外侧，且通过所述滚珠丝杆的旋转实现沿所述滚珠丝杠的直线滑动，所述丝杆螺母与所述内伸缩筒固定连接，所述内伸缩筒的一端利用球铰或铰链组与所述主动对接环连接。

7.一种异体同构、缓冲阻尼半主动控制对接方法，其特征在于：采用了如权利要求1至6任意之一所述的异体同构、缓冲阻尼半主动控制对接系统；包括如下步骤：

S10：所述控制驱动子系统对所述离合器供电，使其实现电机与伸缩机构之间的传动，控制所述电机将主动对接环推出至对接位置，然后将所述离合器的离合力矩调整为第一档离合力矩，等待对接；

S20：追踪航天器运动到对接捕获初始条件范围内，主动对接装置与被动对接装置相互接触，所述主动对接环在相互作用力下发生偏转，所述控制驱动子系统依据检测得到的直线驱动装置的位移变化，通过所述电机控制相应伸缩机构伸出，从而将所述主动对接环做相应动作，以实现导向和对准；

S30：所述主动对接环和被动对接环通过其上的捕获装置实现柔性连接，完成捕获；

S40：所述控制驱动子系统获得捕获完成的信号，然后将所述离合器的离合力矩调整为第二档离合力矩；

S50：所述控制驱动子系统通过依据检测得到的直线驱动装置的位移变化，通过所述电机驱动所述伸缩机构进行伸缩，以达到所需姿态；

S60：拉近所述追踪航天器和目标航天器，实现精准定位；

S70：完成刚性连接和密封。