专利名称：三臂型非合作目标对接机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卫星对接机构。
技术背景非合作目标对接技术不同于以往的对接技术，它的对接目标是没有安装对接接口的卫星。因此一般选择卫星的远地点反冲发动机(AKM)喷管作为对 接接口。现有的非合作目标对接机构如图7所示，包括张紧销16，对接杆 17，电机18，传感器19，对接机构外壳20。该对接机构的工作原理为安 装在对接杆17上的张紧销16在电机18的驱动下，向AKM喷管喉部靠拢， 当传感器19检测插入AKM喷管喉部后，传感器19发出信号，驱动张紧销 16撑开，从而与目标对接。但是这种对接机构的最大缺点在于在张紧销 16进入喉部前，对接机构极易与喷管发生碰撞，这会使目标飞离对接位置， 从而造成整个对接失败。因此它的对接成功率比较低，且对运动精度要求极 高。发明内容本发明的目的是为解决现有卫星对接机构对接成功率比较低，且对运动 精度要求极高的问题，提供一种三臂型非合作目标对接机构。本发明由固定 平台、支撑平台、丝杠、三个机械臂大臂、三个缓冲柱、目标对接平台、三 个机械臂小臂、三个末端执行器、三个一号电动机、三个二号电动机、三个 缓冲活塞、三个滑杆和顶板组成，固定平台设置在支撑平台的下侧，三个机 械臂大臂呈120°角设置在支撑平台的周边上，机械臂大臂的一端与支撑平 台铰接，机械臂大臂的另一端与机械臂小臂的一端铰接，机械臂小臂的另一 端与末端执行器相连接，每个机械臂大臂与支撑平台之间连接有一个一号电 动机， 一个机械臂大臂与一个机械臂小臂之间连接有一个二号电动机，每个 缓冲柱的下端均与支撑平台的上端固定连接，每个缓冲柱的上端设有一个缓 冲活塞，每个缓冲活塞的自由端均与目标对接平台的下端固定连接，三个滑 杆的下端通过支撑平台均与固定平台固定连接，三个滑杆的上端均与顶板滑动连接，丝杠与支撑平台螺纹连接，丝杠的顶端与顶板转动连接。本发明当对接机构到达预定位置后，三个机械臂与目标对接平台构成了 封闭区域来包络喷管，这样就使喷管处在一个无法逃脱的空间内，由三个机 械臂下压与目标对接平台上推来卡紧、固定目标飞行器。本发明对接成功'率 高，能与较多型号卫星进行对接，对机械臂的运动精度要求低，且对接初始 条件要求较低。这使得在与目标对接过程中，对接的可靠性大为提高。
图l是本发明的整体结构示意图，图2是支撑平台2的结构示意图，图 3是图2的A _ A剖视图，图4是手爪8和缓冲杆14的连接结构示意图， 图5是手爪8和扭转弹簧13的连接结构示意图，图6是图5的B向视图， 图7是背景技术中对接机构的连接结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一(参见图1 图6 )本实施方式由固定平台1、支撑平 台2、丝杠3、三个机械臂大臂4、三个缓冲柱5、目标对接平台6、三个机 械臂小臂7、三个末端执行器、三个一号电动机9、三个二号电动机ll、三 个缓冲活塞12、三个滑杆21和顶板22组成，固定平台1安装于追踪卫星或 其它固定平面上，固定平台1设置在支撑平台2的下侧，三个机械臂大臂4 呈120°角设置在支撑平台2的周边上，机械臂大臂4的一端与支撑平台2 铰接，机械臂大臂4的另一端与机械臂小臂7的一端铰接，机械臂小臂7的 另一端与末端执行器相连接，每个机械臂大臂4与支撑平台2之间连接有一 个一号电动机9， 一个机械臂大臂4与一个机械臂小臂7之间连接有一个二 号电动机11，每个缓冲柱5的下端均与支撑平台2的上端固定连接，每个缓 冲柱5的上端设有一个缓冲活塞12，每个缓冲活塞12的自由端均与目标对 接平台6的下端固定连接，三个滑杆21的下端通过支撑平台2均与固定平 台1固定连接，三个滑杆21的上端均与顶板22滑动连接，丝杠3与支撑平 台2螺纹连接，丝杠3的顶端与顶板22转动连接。
具体实施方式
二:(参见图3 图6 )本实施方式的末端执行器包含手爪 8、扭转弹簧13、缓冲杆14和胡克铰15，缓冲杆14固定在机械臂小臂7的 顶端上，胡克铰15的一端与缓冲杆14相连接，胡克铰15的另一端与手爪84相连接，手爪8由两片板状物组成，两片板状物之间固定连接有扭转弹簧13。 其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三(参见图3、图4)本实施方式的末端执行器还包含弹 簧阻尼器23，弹簧阻尼器23设置在缓冲杆14与机械臂小臂7之间。其它组 成和连接关系与具体实施方式
二相同。本发明中由手爪8、扭转弹簧13、缓冲杆14和胡克铰15组成了末端执 行器。由于机械臂小臂7在电动机11的带动下，不断向喷管10靠拢，手爪 8与喷管10接触后，并在接触力的作用下，手爪8逐渐张开，扭转弹簧13 的两端分别固定在两个板状物上，随着手爪8张开的增大，扭转弹簧13的 扭矩也随之增大，三个机械臂上的手爪8对喷管IO产生了斜向下的夹紧力， 使喷管10下压目标对接平台6，缓冲活塞12压縮缓冲柱5中的弹簧，弹簧 受压产生一个施加在目标对接平台6上的上推力。下压力与上推力的同时作 用使喷管10被卡紧，丝杠3反转带动喷管10与对接机构返回初始位置。由 于目标卫星质量很大，因此它对对接机构轴向冲击也非常巨大，因此缓冲柱 5中的弹簧可以用来减缓冲击，以减弱它对机构的不良影响。本发明中卡紧采用被动式，即末端执行器没有采用驱动器和传感器来保 证稳定抓捕，而是通过接触时手爪8与喷管10的挤压，产生压力使手爪8 被动适应喷管尺寸形状，胡克铰15可以在较小范围内调整手爪抓捕方向来 适应喷管10的锥角，缓冲杆14用于缓冲喷管10与手爪8的接触力对机械 臂小臂7产生的冲击。通过上面叙述可以看出，本发明与背景技术中的对接机构相比区别在于 本发明采用建立封闭区域包络喷管10来实现对接，这样做可以保证在与喷 管10接触前，就可以确定目标卫星最终位置；由于三个机械臂的结构相同， 采用相同的控制，因此最终喷管自动与对接机构对心；而且本发明的对接机 构可以在与喷管存在角度偏差和径向偏差时，安全可靠对接；本对接机构对 机构的运动精度要求不高；手爪卡紧采用被动式卡紧，结构简单、控制容易。
权利要求
1、一种三臂型非合作目标对接机构，它由固定平台(1)、支撑平台(2)、丝杠(3)、三个机械臂大臂(4)、三个缓冲柱(5)、目标对接平台(6)、三个机械臂小臂(7)、三个末端执行器、三个一号电动机(9)、三个二号电动机(11)、三个缓冲活塞(12)、三个滑杆(21)和顶板(22)组成，其特征在于固定平台(1)设置在支撑平台(2)的下侧，三个机械臂大臂(4)呈120°角设置在支撑平台(2)的周边上，机械臂大臂(4)的一端与支撑平台(2)铰接，机械臂大臂(4)的另一端与机械臂小臂(7)的一端铰接，机械臂小臂(7)的另一端与末端执行器相连接，每个机械臂大臂(4)与支撑平台(2)之间连接有一个一号电动机(9)，一个机械臂大臂(4)与一个机械臂小臂(7)之间连接有一个二号电动机(11)，每个缓冲柱(5)的下端均与支撑平台(2)的上端固定连接，每个缓冲柱(5)的上端设有一个缓冲活塞(12)，每个缓冲活塞(12)的自由端均与目标对接平台(6)的下端固定连接，三个滑杆(21)的下端通过支撑平台(2)均与固定平台(1)固定连接，三个滑杆(21)的上端均与顶板(22)滑动连接，丝杠(3)与支撑平台(2)螺纹连接，丝杠(3)的顶端与顶板(22)转动连接。
2、 根据权利要求1所述的三臂型非合作目标对接机构，其特征在于 末端执行器包含手爪(8)、扭转弹簧(13)、缓冲杆(14)和胡克铰(15)， 缓冲杆(14)固定在机械臂小臂(7)的顶端上，胡克铰(15)的一端与缓 冲杆(14)相连接，胡克铰(15)的另一端与手爪(8)相连接，手爪(8) 由两片板状物组成，两片板状物之间固定连接有扭转弹簧(13)。
3、 根据权利要求2所述的三臂型非合作目标对接机构，其特征在于 末端执行器还包含弹簧阻尼器(23)，弹簧阻尼器(23)设置在缓冲杆(14) 与机械臂小臂(7)之间。
全文摘要
三臂型非合作目标对接机构，它涉及一种卫星对接机构。本发明的目的是为解决现有卫星对接机构对接成功率比较低，且对运动精度要求极高的问题。本发明三个机械臂大臂呈120°角设置在支撑平台的周边上，机械臂大臂的一端与支撑平台铰接，机械臂大臂的另一端与机械臂小臂的一端铰接，机械臂小臂的另一端与末端执行器相连接，每个缓冲柱的下端均与支撑平台的上端固定连接，每个缓冲活塞的自由端均与目标对接平台的下端固定连接。本发明当对接机构到达预定位置后，三个机械臂与目标对接平台构成了封闭区域来包络喷管，这样就使喷管处在一个无法逃脱的空间内，由三个机械臂下压与目标对接平台上推来卡紧、固定目标飞行器。
文档编号B64G1/64GK101323377SQ200810136878
公开日2008年12月17日 申请日期2008年8月6日 优先权日2008年8月6日
发明者张广玉, 李隆球, 柏合民, 王晓雪, 佐 范, 董惠娟 申请人:哈尔滨工业大学