太空中卫星的操纵制造技术

公开了一种用于在太空中操纵空间物体的系统，该系统包括铰接结构，其特征在于，所述铰接结构包括单个致动器，该单个致动器被构造成等同地控制所述结构在太空中的展开、空间物体的抓持、以及所述铰接结构的折叠。改进描述了使用固定的支承结构、螺杆、由螺杆引导的分接螺环、和通过枢转连结件保持在分接螺环上并保持在固定的支承结构上的一组铰接棒，这些枢转连结件位于它们的连接处。描述了多种机械结构，特别是抓持装置，该抓持装置包括用于通过分离铰接棒来锁定和/或解锁空间物体的滚柱。描述了方法方面，特别是调节、控制和调整操纵的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星领域，并且特别涉及太空中卫星运输的领域。
技术介绍
多种卫星操纵均发生在太空中。例如，可使陈旧的卫星脱离轨道，可将卫星转移到新的轨道，而可对其它的卫星补给燃料或修复。特定运载工具(即致力于卫星运输的运载工具)的设计和实际生产是最新的改进。目前设想到的已知解决方案通常基于铰接臂的使用。这些解决方案具有许多缺点。根据现有技术的“铰接臂”为伺服控制臂，该伺服控制臂通常在关节处采用许多致动器(以便允许具有一样多的自由度)。每个致动器都与故障概率相关联，使得铰接臂的整体可靠性是存在问题的。(例如在发射时)臂的存储涉及了对于显著堆叠的需要，这在技术上或在经济上并非总是可行的。该存储还与单个故障点相关联，这并非总是可接受的。最后，铰接臂会是难以驱动的或者至少会涉及相当多的程序设计工作。对用于操纵太空中的卫星的改进方法和系统、尤其是可靠的方法和系统存在迫切的工业需要。
技术实现思路
公开了一种用于在太空中操纵空间物体的系统，该系统包括铰接结构，其特征在于，所述铰接结构包括单个致动器，这单个致动器被构造成同等地控制所述结构在太空中的展开、空间物体的抓持、以及所述铰接结构的折叠。在一个改进中，该操纵系统包括固定的支承结构和螺杆，所述中央螺杆具有固定到致动器的输出端的第一端和具有与固定的支承结构枢轴连结的枢转连结件的第二端，该操纵系统还包括由螺杆引导的分接螺环和通过枢转连结件保持在分接螺环上并保持在固r>定的支承结构上的一组铰接棒，这些枢转连结件位于它们的连接处。在一个改进中，操纵系统被以折叠构造存储在有效载荷适配器的或ACU型的存储空间中。在一个改进中，所述一组铰接棒包括三个铰接棒。在一个改进中，所述一组铰接棒包括两个铰接棒。在一个改进中，所述一组铰接棒包括至少四个铰接棒。在一个改进中，铰接棒被以大致呈平行四边形的方式设置在折叠构造中，并且铰接棒被抓持装置所终止，以保持大致恒定的抓持方位。在一个改进中，铰接棒中的一个或更多个具有弯曲部分。在一个改进中，铰接棒被抓持装置所终止。在一个改进中，至少一个抓持装置包括板、至少两个滚柱和用于所述滚柱的铰接支承件。在一个改进中，抓持装置被设置成通过铰接棒的分离来锁定和/或解锁空间物体。在一个改进中，该系统包括用于确定空间物体的位置的至少一个传感器。在一个改进中，该系统包括用于确定与空间物体的接触和/或接触压力的至少一个传感器。在一个改进中，该系统还包括由单个致动器控制的第一级或板。在一个改进中，该系统还包括与第一级和/或与铰接结构相关联的第二级或板，从而参与空间物体的抓持和/或使得引导燃料供给管成为可能。在一个改进中，该系统还包括承载燃料供给接口的第三级。在一个改进中，所述第三级被以独立于该单个致动器的方式机动化。公开了一种用于在太空中操纵空间物体的方法，该方法包括下列步骤：通过使单个致动器在第一旋转方向上开始旋转来展开铰接结构；以及通过使该致动器在第二旋转方向上开始旋转而将该铰接结构折叠来抓持该空间物体；所述铰接结构包括单个致动器，这单个致动器被构造成等同地控制所述结构在太空中的展开、空间物体的抓持、以及所述铰接结构的折叠。通常来说，可以使用不同的旋转方向(第一旋转方向与第二旋转方向反向)。在该方法的一个改进中，对应于本专利技术的具体实施方案，第一旋转方向和第二旋转方向可以是相同的。换句话说，根据本专利技术的具体实施例，相同的旋转方向可被用于展开该结构，并且还用于抓持该空间物体(以及还可能锁定所述物体)。该具体实施例是有利的，这是因为它显著降低了故障的风险并使得连续地执行该操纵成为可能。该变型实施例依赖于铰接棒的具体构造。在一个改进中，该方法还包括下列步骤：根据从位置和/或与空间物体的接触的传感器接收到的数据来调节该致动器的旋转。对于旋转的调节也可以被远程地、特别是由以一个或多个摄像机作为辅助的操作者来执行。旋转调节可以是完全手动的、完全自动的或者半自动的。公开了一种计算机程序，该计算机程序包括指令，当在计算机上执行时，这些指令使控制前述系统成为可能。根据本专利技术的一个方面，公开了一种用于在太空中操纵卫星的系统，该系统包括具有开放式运动学的机构，该机构使用单个致动器允许对空间物体进行紧凑型的存储和抓持。在一个改进中，该空间物体可包括ACU(有效载荷适配器)型的接口。有利地，根据本专利技术的操纵系统与现有系统相比通常具有增强的可靠性。较少数量的机械零件降低了发生故障的风险。例如，目标物体的抓持使用与用于实际展开的致动器相同的致动器执行。有利地，根据本专利技术的操纵系统是经济的。较少数量的机械零件同样降低了发射重量和生产成本，并由此降低了整个系统的成本。有利地，本专利技术的某些实施例允许对操纵系统进行紧凑存储。特别地，在接口锥体内的存储允许紧凑存储模式。再次有利地，根据本专利技术的变型，抓持臂的打开可以比待抓持或操纵的物体的接口宽。打开运动可以比该接口锥体的尺寸宽或更为充裕。闭合运动也可以被可靠地执行。空间物体的附接模式的变型证明是特别有利的。滚柱引导机构允许实现自动锁定。可以通过分离来执行被抓持物体的释放。操纵机构与卫星的接口之间的接触的表面可以保持是有限的(相应地降低了碰撞或机械应力的风险，并因此降低了损坏的风险)。附图说明本专利技术的不同方面和优点将在参照下列附图对于本专利技术的实施方案的优选但非限制性的模式进行的描述的支持下显现出来，附图为：图1A和图1B示意性地图示了本专利技术的原理之一；图2A、图2B和图2C图示了根据具体实施例的卫星操纵系统的存储的示例；图3A、图3B和图3C图示了变型实施方案；图4A至4I通过详述锁定和解锁空间物体的主要步骤示意性地图示了子组件的操作；图5A和5B图示了与旋转致动器的旋转相关联的某些方面；图6图示了本专利技术的改进。具体实施方式对于本专利技术的实施例进行的描述通常发生在太空中，即发生在失重状态下。然而，与当前施加的机械力相比，引力被保持成是可忽略不计的，使得此处描述的多种动作或操作或操纵均可被在地球上观测到(受到并不影响本专利技术的本质的一些变型的影响；例如，空间物体并不浮动的而是以某种方式停泊)。空间物体可以是卫星或卫星的(人造的或天然的)一部分、一块残余物、工具、空间站的元件或部分、测量器械、另一卫星运输运载工具、航天服的一部分乃至运载火箭的一节。图1A和图1B示意性地图示的本专利技术的原理之一。图1A为截面图，而图1B为透视本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在太空中操纵空间物体(100)的系统(110)，所述系统包括铰接结构，其特征在于，所述铰接结构包括单个致动器(117)，所述单个致动器(117)被构造成同等地控制所述铰接结构在太空中的展开、所述空间物体的抓持、以及所述铰接结构的折叠。

【技术特征摘要】
2014.10.24 FR 1402388;2015.06.26 FR 15013461.用于在太空中操纵空间物体(100)的系统(110)，所述系统包括铰接结构，其特征在
于，所述铰接结构包括单个致动器(117)，所述单个致动器(117)被构造成同等地控制所述
铰接结构在太空中的展开、所述空间物体的抓持、以及所述铰接结构的折叠。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述操纵系统(110)包括固定的支承结构
(111)和螺杆(112)，所述中央螺杆(112)具有固定到所述致动器(117)的输出端的第一端和
具有与所述固定的支承结构(111)枢轴连结的枢转连结件的第二端，所述操纵系统还包括
由所述螺杆引导的分接螺环(113)和通过枢转连结件保持在所述分接螺环(113)上并保持
在所述固定的支承结构(111)上的一组铰接棒(114、115)，所述枢转连结件位于它们的连接
处。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述操纵系统被以折叠构造存储在有效载荷适配
器的或ACU型的存储空间(120)中。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一组铰接棒包括三个铰接棒(114、115)。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一组铰接棒包括两个铰接棒(114、115)。
6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一组铰接棒包括至少四个铰接棒(114、115)。
7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述铰接棒(114、115)被以大致呈平行四边形的
方式设置在折叠构造中，并且所述铰接棒(115)被抓持装置(310)所终止，以保持大致恒定
的抓持方位。
8.根据权利要求2所述的系统，其中，所述铰接棒(115)中的一个或更多个具有弯曲部
分。
9.根据权利要求2所述的系统，其中，所述铰接棒(115)被抓持装置(116、340)所终止。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，至少一个抓持装置(116...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·韦扎因，Y·博达斯，D·施塔内克，C·比约，
申请(专利权)人：塔莱斯公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR