一种适用于卫星对接环对接的抱紧式捕获装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航天器在轨服务技术领域，特别涉及一种用于对目标卫星对接环对接的抱紧捕获装置。
【背景技术】
[0002]地球静止轨道(GE0)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。
[0003]由于目前在轨和在研的GE0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。
[0004]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+可更换末端执行器方案、德国DE0S和欧洲SMART-0LEV锥杆式抓捕机构方案。其中，FREND机械臂+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GE0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。
[0005]卫星对接机构刚性连接前通常需要实施进一步的精确捕获动作，为刚性连接提供必要的位置条件。因此有必要设计一种对非合作目标卫星刚性连接前的捕获装置。
【发明内容】
[0006]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对接的抱紧捕获装置。
[0007]本发明所采用的技术方案是:
[0008]—种适用于卫星对接环对接的抱紧式捕获装置，包括圆环支架和两组及以上抱紧机构；圆环支架与捕获卫星固定连接；抱紧机构包括压紧部件、运动转接件、平移导轨、转动座和十字销轴；平移导轨固定于圆环支架上，转动座绕圆环支架周向运动；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；连接部上有曲线槽，十字销轴一端固定在转动座上，另一端在曲线槽中运动；转动座带动十字销轴周向运动，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。
[0009]所述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。
[0010]所述曲线槽的截面为十字形，所述十字销轴在曲线槽中运动的一端为十字形结构，与曲线槽的截面相配合。
[0011]所述十字销轴一端的十字形结构的三个自由端连接有滚轮。
[0012]所述压紧部件的连接部与运动转接件通过燕尾槽结构相配合。
[0013]所述的抱紧机构为三组，以120°等角距分布在圆环支架上。
[0014]所述的抱紧机构为三组，以120°等角距分布在圆环支架上。
[0015]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0016]1)该抱紧对接装置由一套凸轮式传动机构(压紧部件1上的曲线槽相当于凸轮)顺序实现对接装置的径向和轴向运动，锁紧机理简单，结构上易于实现，操作方便，径向容差大。
[0017]2)压紧部件曲线槽为复合结构，可实现压紧部件的径向运动和轴向运动，曲线槽的形状和尺寸决定压紧部件径向运动和轴向运动的距离，对装置的设计灵活方便。
[0018]3)本发明中的抱紧对接装置除能够实现径向运动的抱紧动作外，还具备轴向运动能力，在抱紧目标卫星后，将捕获卫星与目标卫星拉近，为捕获目标后实施维修等操作提供便利条件。
[0019]4)本发明中的抱紧对接装置用于对目标卫星对接环的抱紧捕获，该装置采用周边式结构，从目标卫星的四周进行抱紧操作，避开目标卫星的关键部件，如远地点发动机；压紧板为与对接环曲率相同的弧形板，充分利用非合作目标卫星对接环的外部特征。
[0020]5)该抱紧对接装置适用于非合作目标卫星对接环，如1194mm直径的对接环，经适应性设计还可适用于其它直径的卫星对接环，设计上具有很强的灵活性，而且目标卫星发动机喷管不影响对接效果。
[0021]6)压紧部件的连接部与运动转接件通过燕尾槽结构相配合，精度高、可靠性高。
[0022]7)本发明的压紧装置以120°等角距分布固定在圆环支架上，受力更均匀，使抱紧式捕获的可靠性更高。
【附图说明】
[0023]图1是本发明中对接环抱紧捕获装置安装位置示意图；
[0024]图2是本发明中抱紧装置的结构示意图；
[0025]图3是本发明中压紧部件曲线槽的俯视图；
[0026]图4是本发明中压紧部件曲线槽的正视图；
[0027]图5是本发明中压紧部件的示意图；
[0028]图6是本发明中运动转接件的示意图；
[0029]图7是本发明中平移导轨的示意图；
[0030]图8是本发明中转动座的示意图；
[0031]图9是本发明中十字销轴的示意图；
[0032]图10是本发明压紧部件截面的示意图。
【具体实施方式】
[0033]如图1、图2所示，一种适用于卫星对接环的抱紧式捕获装置，包括圆环支架和两组以上抱紧机构；圆环支架与捕获卫星固定连接；抱紧机构包括压紧部件1、运动转接件2、平移导轨3、转动座4、十字销轴5，均由铝合金材料制成，抱紧机构安装在圆环支架的上表面和侧面，用于抱紧目标卫星的对接环，为后续刚性连接提供必要条件。本实施例中，抱紧机构以120°等角距分布固定在圆环支架上，共三组。平移导轨3固定于圆环支架上，转动座4能够绕圆环支架周向运动。如图5所示，压紧部件1分为连接部和压紧板。如图6所示，连接部位