一种欠驱动三臂型非合作目标对接捕获装置，所述对接捕获装置由提升机构、前驱动捕获机构和伞状缓冲机构组成；其特征在于所述前驱动捕获机构包括欠驱动机械臂电机（１８）、滚珠丝杆（２３）、螺母（２１）、机械臂驱动板（１７）、机械臂安装平台（４）、三个机械臂，所述三个机械臂均由末端执行器（１２）、末端缓冲装置（６）、上臂（１３）、下臂（１４）、第三耦合连杆（１５）、第二耦合连杆（１６）和第一耦合连杆（２７）组成；所述伞状缓冲机构由目标对接平台（５）、喷管承载板（２６）、导向柱（７）、导向滑块（９）、三～六个缓冲连接杆（１１）、三～六个缓冲杆（１０）和顶锥台（８）组成；欠驱动机械臂电机（１８）设置在提升机构上的丝杆螺母板（２）的上端面上，欠驱动机械臂电机（１８）的输出轴与滚珠丝杆（２３）连接，螺母（２１）套装在滚珠丝杆（２３）上，机械臂驱动板（１７）固装在螺母（２１）上，所述机械臂安装平台（４）上的边缘均布设有三个豁口（４－１），三个机械臂均布安装在机械臂安装平台（４）上的三个豁口（４－１）处，所述三个第二耦合连杆（１６）的中部分别与豁口（４－１）处设有的连接件（４－２）转动连接，末端执行器（１２）设置在末端缓冲装置（６）上，末端缓冲装置（６）安装在上臂（１３）的上端，上臂（１３）的下端与下臂（１４）的上端连接，第三耦合连杆（１５）的一端与下臂（１４）连接，第三耦合连杆（１５）的另一端与第二耦合连杆（１６）的一端连接，第二耦合连杆（１６）的另一端与第一耦合连杆（２７）的一端连接，所述三个第一耦合连杆（２７）的另一端分别与机械臂驱动板（１７）转动连接；伞状缓冲机构位于机械臂安装平台（４）的上方且与机械臂安装平台（４）柔性连接，所述导向柱（７）的下端与目标对接平台（５）的上端面通过喷管承载板（２６）柔性连接，顶锥台（８）设置在导向柱（７）的上端，导向滑块（９）套装在导向柱（７）上，所述三～六个缓冲杆（１０）均布位于顶锥台（８）的下方，三～六个缓冲杆（１０）的一端与顶锥台（８）转动连接，所述三～六个缓冲连接杆（１１）的一端与导向滑块（９）转动连接，三～六个缓冲连接杆（１１）的另一端与对应位置的三～六个缓冲杆（１０）分别转动连接，所述三～六个缓冲杆（１０）的数量与三～六个缓冲连接杆（１１）的数量一致。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种对接捕获装置，具体涉及一种针对空间的非合作目标卫星 的对接捕获装置。
技术介绍
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。以针对远地点反冲发动机为对接接口的现有非合作目标对接机构如图5 所示，包括张紧销116，对接杆117，电机118，传感器119,对接机构外壳 120。该对接机构的工作原理为安装在对接杆117上的张紧销116在电机118 的驱动下，向AKM喷管喉部靠拢，当传感器119检测插入AKM喷管喉部后，传 感器119发出信号，驱动张紧销116撑开，从而与目标对接。该对接机构的主 要缺点是在张紧销116进入喉部前，对接机构易与喷管发生碰撞，导致使目 标卫星飞离对接位置，从而造成整个对接失败。因此它对运动控制精度要求极 高，且需要有灵敏的传感器以及精确的喷管姿态识别技术，该对接机构的上述 缺点，致使它在现有的交会测量及轨控技术前提下，成功率不可能太高。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有非合作目标对接机构存在在对接时易与卫星喷管发 生碰撞，致使目标卫星飞离对接位置，从而造成对接可靠性差，而且现有非合 作目标对接机构对自身运动控制精度要求极高的问题，进而提供了一种欠驱动 三臂型非合作目标对接捕获装置。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是欠驱动三臂型非合作目标 对接捕获装置由提升机构、前驱动捕获机构和伞状缓冲机构组成；所述前驱动 捕获机构包括欠驱动机械臂电机、滚珠丝杆、螺母、机械臂驱动板、机械臂安 装平台、三个机械臂，所述三个机械臂均由末端执行器、末端缓冲装置、上臂、 下臂、第三耦合连杆、第二耦合连杆和第一耦合连杆组成；所述伞状缓冲机构 由目标对接平台、喷管承载板、导向柱\导向滑块、三 六个缓冲连接杆、三 六个缓冲杆和顶锥台组成.，欠驱动机械臂电机设置在提升机构上的丝杆螺母板 的上端面上，欠驱动机械臂电机的输出轴与滚珠丝杆连接，螺母套装在滚珠丝 杆上，机械臂驱动板固装在螺母上，所述机械臂安装平台上的边缘均布设有三 个豁口，三个机械臂均布安装在机械臂安装平台上的三个豁口处，所述三个第 二耦合连杆的中部分别与豁口处设有的连接件转动连接，末端执行器设置在末 端缓冲装置上，末端缓冲装置安装在上臂的上端，上臂的下端与下臂的上端连 接，第三耦合连杆的一端与下臂连接，第三耦合连杆的另一端与第二耦合连杆 的一端连接，第二耦合连杆的另一端与第一耦合连杆的一端连接，所述三个第一耦合连杆的另一端分别与机械臂驱动板转动连接；伞状缓冲机构位于机械臂 安装平台的上方且与机械臂安装平台柔性连接，所述导向柱的下端与目标对接 平台的上端面通过喷管承载板柔性连接，顶锥台设置在导向柱的上端，导向滑 块套装在导向柱上，所述三 六个缓冲杆均布位于顶锥台的下方，三 六个缓 冲杆的一端与顶锥台转动连接，所述三 六个缓冲连接杆的一端与导向滑块转 动连接，三 六个缓冲连接杆的另一端与对应位置的三 六个缓冲杆分别转动 连接，所述三 六个缓冲杆的数量与三 六个缓冲连接杆的数量一致。 本专利技术具有以下有益效果-本专利技术具有对接可靠性高、捕获包络范围宽、驱动元件少、控制简单、捕 获迅速的优点，而且对交会测量及运动控制精度要求低，能与多种型号卫星进 行对接，对接初始条件要求较低。此外，本专利技术所述的对接捕获装置仅采用两 个电机驱动，控制简单，因此使得在与目标对接过程中，对接的可靠性大为提 高。本专利技术是针对空间非合作目标卫星的对接捕获装置，主要用于解决空间交 会对接(RVD)
中的对接捕获问题，在现有对接交会技术及测量技术的 前提下，能包络捕获卫星喷管，安全可靠的对接捕获卫星。本专利技术采用建立封闭区域包络卫星喷管来实现对接，可以保证对接捕获机 构与喷管接触前，确定对接位置，而且不会在为稳定捕获之前，因为冲击碰撞 而致使目标脱离捕获；此外，由于采用了三个(欠驱动)机械臂的前驱动捕获 机构，因此仅采用一个电机通过丝杆和连杆耦合来驱动三个机械臂，通过欠驱 动机械臂的被动柔顺的形状自适应来包络捕获卫星喷管，具有驱动元件少，控 制可靠的特点；所设计的(伞状缓冲机构)伞状缓冲对心装置能缓冲径向和轴向的冲击，伞状缓冲机构的外形结构与卫星喷管的锥形内腔相配合，具有一定的对心导向作用，因此最终喷管自动与对接机构对心；而且本专利技术的对接机构可 以在与喷管存在角度偏差和径向偏差时，安全可靠对接；本专利技术对运动精度要 求不高；整个对接捕获机构仅采用两个电机驱动，因此结构简单、控制容易、性能稳定、对接捕获可靠。 附图说明图1是本专利技术的立体图，图2是本专利技术所述前驱动捕获机构的立体图(为 便于表达，没有画出欠驱动机械臂电机)，图3是本专利技术所述的伞状缓冲机构 立体图，图4是提升机构的主视图(为便于表达，没有画出三个提升机构导向 柱)，图5是现有技术中的非合作目标对接机构示意图。具体实施例方式具体实施方式一如图1 3所示，本实施方式所述的欠驱动三臂型非合 作目标对接捕获装置由提升机构、前驱动捕获机构和伞状缓冲机构组成；所述 前驱动捕获机构包括欠驱动机械臂电机18、滚珠丝杆23、螺母21、机械臂驱 动板17、机械臂安装平台4、三个机械臂，所述三个机械臂均由末端执行器 12、末端缓冲装置6、上臂13、下臂14、第三耦合连杆15、第二耦合连杆16 和第一耦合连杆27组成；所述伞状缓冲机构由目标对接平台5、喷管承载板 26、导向柱7、导向滑块9、三 六个缓冲连接杆11、三 六个缓冲杆10和 顶锥台8组成；欠驱动机械臂电机18设置在提升机构上的丝杆螺母板2的上 端面上，欠驱动机械臂电机18的输出轴与滚珠丝杆23连接，螺母21套装在 滚珠丝杆23上，机械臂驱动板17固装在螺母21上，所述机械臂安装平台4 上的边缘均布设有三个豁口 4-1，三个机械臂均布安装在机械臂安装平台4上 的三个豁口 4-1处，所述三个第二耦合连杆16的中部分别与豁口 4-1处设有 的连接件4-2转动连接，末端执行器12设置在末端缓冲装置6上，末端缓冲 装置6安装在上臂13的上端，上臂13的下端与下臂14的上端连接，第三耦 合连杆15的一端与下臂14连接，第三耦合连杆15的另一端与第二耦合连杆 16的一端连接，第二耦合连杆16的另一端与第一耦合连杆27的一端连接， 所述三个第一耦合连杆27的另一端分别与机械臂驱动板17转动连接；伞状缓 冲机构位于机械臂安装平台4的上方且与机械臂安装平台4柔性连接(通过弹簧阻尼器连接)，所述导向柱7的下端与目标对接平台5的上端面通过喷管承 载板26柔性连接，顶锥台8设置在导向柱7的上端，导向滑块9套装在导向 柱7上，所述三 六个缓冲杆10均布位于顶锥台8的下方，三 六个缓冲杆 10的一端与顶锥台8转动连接，所述三 六个缓冲连接杆11的一端与导向滑 块9转动连接，三 六个缓冲连接杆11的另一端与对应位置的三 六个缓冲 杆10分别转动连接，所述三 六个缓冲杆10的数量与三 六个缓冲连接杆 11的数量一致。前驱动捕获机构的欠驱动机械臂电机18驱动滚珠丝杆23，从而使螺母21 带动机械臂驱动板17做直线往复运动，机械臂驱动板17把运动通过第一耦合 连杆27、第二耦合连杆16和第三耦合连杆1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种欠驱动三臂型非合作目标对接捕获装置，所述对接捕获装置由提升机构、前驱动捕获机构和伞状缓冲机构组成；其特征在于所述前驱动捕获机构包括欠驱动机械臂电机（１８）、滚珠丝杆（２３）、螺母（２１）、机械臂驱动板（１７）、机械臂安装平台（４）、三个机械臂，所述三个机械臂均由末端执行器（１２）、末端缓冲装置（６）、上臂（１３）、下臂（１４）、第三耦合连杆（１５）、第二耦合连杆（１６）和第一耦合连杆（２７）组成；所述伞状缓冲机构由目标对接平台（５）、喷管承载板（２６）、导向柱（７）、导向滑块（９）、三～六个缓冲连接杆（１１）、三～六个缓冲杆（１０）和顶锥台（８）组成；欠驱动机械臂电机（１８）设置在提升机构上的丝杆螺母板（２）的上端面上，欠驱动机械臂电机（１８）的输出轴与滚珠丝杆（２３）连接，螺母（２１）套装在滚珠丝杆（２３）上，机械臂驱动板（１７）固装在螺母（２１）上，所述机械臂安装平台（４）上的边缘均布设有三个豁口（４－１），三个机械臂均布安装在机械臂安装平台（４）上的三个豁口（４－１）处，所述三个第二耦合连杆（１６）的中部分别与豁口（４－１）处设有的连接件（４－２）转动连接，末端执行器（１２）设置在末端缓冲装置（６）上，末端缓冲装置（６）安装在上臂（１３）的上端，上臂（１３）的下端与下臂（１４）的上端连接，第三耦合连杆（１５）的一端与下臂（１４）连接，第三耦合连杆（１５）的另一端与第二耦合连杆（１６）的一端连接，第二耦合连杆（１６）的另一端与第一耦合连杆（２７）的一端连接，所述三个第一耦合连杆（２７）的另一端分别与机械臂驱动板（１７）转动连接；伞状缓冲机构位于机械臂安装平台（４）的上方且与机械臂安装平台（４）柔性连接，所述导向柱（７）的下端与目标对接平台（５）的上端面通过喷管承载板（２６）柔性连接，顶锥台（８）设置在导向柱（７）的上端，导向滑块（９）套装在导向柱（７）上，所述三～六个缓冲杆（１０）均布位于顶锥台（８）的下方，三～六个缓冲杆（１０）的一端与顶锥台（８）转动连接，所述三～六个缓冲连接杆（１１）的一端与导向滑块（９）转动连接，三～六个缓冲连接杆（１１）的另一端与对应位置的三～六个缓冲杆（１０）分别转动连接，所述三～六个缓冲杆（１０）的数量与三～六个缓冲连接杆（１１）的数量一致。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张广玉，柏合民，丰飞，李隆球，陈志刚，王晓雪，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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