[发明专利]一种使用空间机器人的空间桁架在轨装配系统及方法

权利要求书

1.一种使用空间机器人的空间桁架在轨装配系统，其特征在于，包括多功能补给舱（8），以及设置于多功能补给舱（8）内的初始轨道（9），初始轨道（9）上安装有四个空间装配机器人（10）；空间装配机器人由三维巡游装置（1）和小卫星（2）组成，小卫星（2）安装于三维巡游装置（1）上；三维巡游装置（1）安装在初始轨道（9）上，能够沿初始轨道（9）轴向移动或周向转动；每个三维巡游装置均携带有两根备用杆，其中一根备用杆为首先安装的杆，其端部安装有连接器；定义三维坐标系，以小卫星（2）的中心为原点，初始轨道（9）的轴向为y轴，竖直向上的方向为z轴，垂直于y轴和z轴向纸面外且满足右手定则的方向为x轴；

三维巡游装置（1）包括通过铰链铰接在一起的前部驱动块（1-1）和后部驱动块（1-2），小卫星（2）安装于前部驱动块（1-1）的顶面上，且小卫星能够沿z轴旋转；前部驱动块（1-1）和后部驱动块（1-2）的底部均开设有与初始轨道（9）啮合的驱动槽（6），使其能够在初始轨道（9）上平移或翻转；前部驱动块（1-1）和后部驱动块（1-2）的中部开设有杆件储备槽（5）；设置于杆件储备槽（5）内的备用杆能够在电机驱动下沿y轴方向做平移运动；

后部驱动块（1-2）的前端面上方安装有两个备用连接器，备用连接器的接头中心与备用杆中心在同一平面内；

小卫星（2）的一组相对面的顶角部，安装有电推进器（7），小卫星的五个面上均贴有太阳能电池片。

2.根据权利要求1所述的使用空间机器人的空间桁架在轨装配系统，其特征在于，初始轨道（9）包括中心杆（15），以及设置于中心杆（15）正上方、正下方以及两侧的第一杆件（11）、第二杆件（12）、第三杆件（13）和第四杆件（14）；第一杆件（11）、第三杆件（13）与中心杆（15）构成的平面与第二杆件（12）、第四杆件（14）与中心杆（15）构成的平面垂直；中心杆（15）的中心顶端安装有连接器（16），中心杆（15）的末端设置有用于支撑整个初始轨道（9）的支撑结构（17）。

3.根据权利要求2所述的使用空间机器人的空间桁架在轨装配系统，其特征在于，第一杆件（11）、第二杆件（12）、第三杆件（13）和第四杆件（14）分别搭载第一装配机器人（18）、第二装配机器人（19）、第三装配机器人（20）和第四装配机器人（21）。

4.一种采用权利要求3所述系统的使用空间机器人的空间桁架在轨装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）当卫星接收到装配启动指令后，多功能补给舱启动；

2）初始轨道向外伸展到固定位置，其次四个装配机器人各携带两根备用杆沿初始轨道同步向外平移，使得空间装配机器人的前部驱动块（1-1）和小卫星部分悬空，后部驱动块（1-2）部分与备用杆啮合；

3）铰链驱动前部驱动块（1-1）和小卫星部分抬起90°，使得前部驱动块（1-1）的驱动槽的中心线与连接器中心在同一直线上；

4）四个装配机器人的前部驱动块（1-1）的杆件储备槽中的电机分别驱动带连接器的备用杆到各自的驱动槽中；

5）驱动槽中的驱动电机带动备用杆向连接器靠近，备用杆与连接器接触并自动锁紧。