卫星对接结构、对接卫星及对接方法技术

本发明专利技术公开了一种卫星对接结构，包括用于与主动卫星连接的主动对接法兰组件和用于与被动卫星连接的被动对接法兰组件。主动对接法兰组件包括主动对接法兰本体、电磁铁、锁紧电机及机械锁轴，主动对接法兰本体开设有第一通孔。被动对接法兰组件包括被动对接法兰本体、永磁铁和锁紧滑道，永磁铁的位置与电磁铁的位置对应，且锁紧滑道与机械锁轴的位置对应。锁紧滑道具有限位部，锁紧电机用于驱动机械锁轴进入和脱出锁紧滑道的限位部，实现主动对接法兰组件与被动对接法兰组件之间的连接与分离。被动对接法兰本体开设有第二通孔，第一通孔与第二通孔的位置对应，用于实现主动卫星与被动卫星之间的电连接。

【技术实现步骤摘要】
卫星对接结构、对接卫星及对接方法
本专利技术涉及卫星领域，特别是涉及一种卫星对接结构、对接卫星及对接方法。
技术介绍
卫星的对接是实现卫星之间信息传递的关键因素。由于功能密度、复杂程度、研制周期、研制经费问题，对传统的大型卫星研究受到很大限制。随着科技的发展，卫星的小型化技术越来越成熟，但是小型化的短板是每颗卫星的功能受本身体积的限制和可携带载荷、电源系统的限制而不能实现如大型卫星所能实现的功能，但其功能密度、复杂程度、研制周期、研制经费都具有很大的优势，所以如果微小卫星能够实现对接，就可以利用微小卫星的优势来实现大型卫星的功能。为体现微小卫星的优势，如何实现简便、可靠的对接是研究的重点。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种简便、可靠的卫星对接结构、对接卫星及对接方法。一种卫星对接结构，包括：用于与主动卫星连接的主动对接法兰组件，包括主动对接法兰本体、电磁铁、锁紧电机及机械锁轴，所述主动对接法兰本体包括第一对接表面，所述电磁铁、所述锁紧电机及所述机械锁轴设置在所述第一对接表面，所述主动对接法兰本体开设有第一通孔；用于与被动卫星连接的被动对接法兰组件，包括被动对接法兰本体、永磁铁和锁紧滑道，所述被动对接法兰本体包括第二对接表面，所述永磁铁和所述锁紧滑道设置在所述第二对接表面；所述永磁铁的位置与所述电磁铁的位置对应，且所述锁紧滑道与所述机械锁轴的位置对应；所述锁紧滑道具有限位部，所述锁紧电机用于驱动所述机械锁轴进入和脱出所述锁紧滑道的所述限位部，实现所述主动对接法兰组件与所述被动对接法兰组件之间的连接与分离；所述被动对接法兰本体开设有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔的位置对应，用于实现所述主动卫星与所述被动卫星之间的电连接。在其中一个实施例中，所述被动对接法兰组件包括定位信标发射端，所述主动对接法兰组件包括定位信标接收端和控制器，所述定位信标接收端用于接收所述定位信标发射端发射的定位信号，所述控制器用于根据所述定位信号控制所述主动对接法兰本体的位置移动，使所述主动对接法兰本体和所述被动对接法兰本体平行设置，并使所述永磁铁与所述电磁铁对准，所述锁紧滑道与所述机械锁轴对准，以及所述第一通孔与所述第二通孔对准。在其中一个实施例中，所述锁紧滑道还包括第一滑板、第二滑板、侧壁和弹性结构，所述第一滑板和所述第二滑板沿连接方向相对设置形成滑行通道，且所述第一滑板和所述第二滑板之间具有倾角使所述滑行通道的高度逐渐变小，所述侧壁设置在所述滑行通道高度较小的一端，且分别与所述第一滑板与所述第二滑板连接，所述限位部为弧形凸起结构，与所述滑行通道的所述高度较小的一端相连，所述弧形凸起结构具有凹面，所述凹面与所述第二滑板相对，所述弹性结构与所述第二滑板的背离所述滑行通道的表面相连，并与所述弧形凸起结构相对设置，所述弹性结构能够沿所述第一滑板和所述第二滑板相对的方向压缩，将所述机械锁轴压紧在所述弧形凸起结构和所述第二滑板之间。在其中一个实施例中，所述机械锁轴为杆状结构，所述杆状结构与所述第一对接表面平行设置，所述锁紧电机能够驱动所述杆状结构平行于所述第一对接表面旋转，所述杆状结构的一端沿所述滑行通道进入所述限位部时，所述主动对接法兰组件和所述被动对接法兰组件为机械连接状态；所述杆状结构脱出所述第一滑板和所述第二滑板时，所述主动对接法兰组件和所述被动对接法兰组件为分离状态。在其中一个实施例中，所述机械锁轴锁紧在所述限位部后，所述弹性结构能够被继续压缩使所述机械锁轴能够脱出所述限位部。在其中一个实施例中，所述弧形凸起结构的圆心角为60°至80°。在其中一个实施例中，所述被动对接法兰组件包括两个所述锁紧滑道，在所述机械连接状态，所述机械锁轴的两端分别卡紧在所述两个所述锁紧滑道的所述限位部。在其中一个实施例中，所述锁紧电机与所述机械锁轴的中心相连，使所述机械锁轴绕所述锁紧电机的转轴旋转。在其中一个实施例中，所述被动对接法兰组件包括刚性褶裙，所述刚性褶裙为中空裙状结构，所述中空裙状结构包括连接端和自由端，所述刚性褶裙通过所述连接端与所述被动对接法兰的第一对接表面相连，使所述刚性褶裙与所述第二通孔连通，所述连接端的端口将所述第二通孔的孔口包围，所述中空裙状结构自所述连接端向所述自由端的直径逐渐增大。一种对接卫星，包括上述的卫星对接结构、主动卫星及被动卫星，所述主动卫星设置在所述主动对接法兰组件与所述第一对接表面相背离的表面，所述主动卫星包括可伸缩电接元件，所述可伸缩电接元件穿过所述第一通孔，从所述第一对接表面凸出，所述可伸缩电接元件包括第一电接口；所述被动卫星设置在所述被动对接法兰组件与所述第二对接表面相背离的表面，所述被动卫星包括第二电接口，所述第二电接口设置在所述第二通孔背离所述第二对接表面的一端，所述可伸缩电接元件能够穿过所述第二通孔，使所述第一电接口与所述第二电接口电连接。在其中一个实施例中，所述可伸缩电接元件包括推力电机、推力螺杆及接头，所述接头与所述推力螺杆的一端连接，所述第一电接口设置在所述接头的远离所述推力螺杆的一端，所述推力电机用于驱动所述推力螺杆将所述接头推入所述第二通孔。在其中一个实施例中，所述可伸缩电接元件还包括电接头连接杆，所述电接头连接杆与所述接头抵接，所述电接头连接杆为中空结构，所述推力螺杆设置在所述中空结构中。在其中一个实施例中，所述接头为锥形体，所述锥形体的直径由推力螺杆连接端向第一电接口端直径逐渐变小，所述对接孔为与所述接头相匹配的锥形结构。一种卫星对接方法，使用上述的对接卫星，并包括以下步骤：将所述电磁铁的电磁力逐渐增强，使所述电磁铁和所述永磁铁相互吸引直至接触；通过所述锁紧电机驱动所述机械锁轴进入所述限位部；切断所述电磁铁连接的电源；以及通过所述推力电机驱动所述推力螺杆将所述接头推出，所述接头穿过所述对接口，使主动卫星的所述第一电接口和被动卫星的所述第二电接口电接触。在其中一个实施例中，还包括以下步骤：接收对接信号，所述被动卫星通过所述定位信标发射端发射定位信号；所述主动卫星通过所述定位信标接收端接收所述定位信号；以及所述主动卫星根据所述定位信号调整位置，使所述主动对接法兰本体和所述被动对接法兰本体平行。所述卫星对接结构通过设置永磁铁和所述电磁铁实现所述主动对接法兰组件和所述被动对接法兰组件的磁力连接。所述锁紧电机驱动所述机械锁轴滑入所述锁紧滑道的限位部，从而将所述主动对接法兰组件和被动对接法兰组件机械锁紧。锁紧后，当断开所述电磁铁的电源，能够在节能的同时保证所述主动对接法兰组件和所述被动对接法兰组件对接。所述磁力连接和机械锁紧结构简单，双重连接方式保证连接可靠，在机械锁紧的情况下断开磁力链接能够节能，符合微小卫星负荷量小的要求。附图说明图1为本专利技术一实施例的卫星对接结构示意图；图2为本专利技术一实施例的永磁铁和电磁铁结构示意图；图3为本专利技术一实施例的机械锁结构示意图；图4为本专利技术另一实施例的机械锁结构示意图；图5为本专利技术一实施例的可伸缩对接头结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术的卫星对接结构、对接卫星及对接方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星对接结构，其特征在于，包括：用于与主动卫星连接的主动对接法兰组件，包括主动对接法兰本体、电磁铁、锁紧电机及机械锁轴，所述主动对接法兰本体包括第一对接表面，所述电磁铁、所述锁紧电机及所述机械锁轴设置在所述第一对接表面，所述主动对接法兰本体开设有第一通孔；用于与被动卫星连接的被动对接法兰组件，包括被动对接法兰本体、永磁铁和锁紧滑道，所述被动对接法兰本体包括第二对接表面，所述永磁铁和所述锁紧滑道设置在所述第二对接表面；所述永磁铁的位置与所述电磁铁的位置对应，且所述锁紧滑道与所述机械锁轴的位置对应；所述锁紧滑道具有限位部，所述锁紧电机用于驱动所述机械锁轴进入和脱出所述锁紧滑道的所述限位部，实现所述主动对接法兰组件与所述被动对接法兰组件之间的连接与分离；所述被动对接法兰本体开设有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔的位置对应，用于实现所述主动卫星与所述被动卫星之间的电连接。

【技术特征摘要】
1.一种卫星对接结构，其特征在于，包括：用于与主动卫星连接的主动对接法兰组件，包括主动对接法兰本体、电磁铁、锁紧电机及机械锁轴，所述主动对接法兰本体包括第一对接表面，所述电磁铁、所述锁紧电机及所述机械锁轴设置在所述第一对接表面，所述主动对接法兰本体开设有第一通孔；用于与被动卫星连接的被动对接法兰组件，包括被动对接法兰本体、永磁铁和锁紧滑道，所述被动对接法兰本体包括第二对接表面，所述永磁铁和所述锁紧滑道设置在所述第二对接表面；所述永磁铁的位置与所述电磁铁的位置对应，且所述锁紧滑道与所述机械锁轴的位置对应；所述锁紧滑道具有限位部，所述锁紧电机用于驱动所述机械锁轴进入和脱出所述锁紧滑道的所述限位部，实现所述主动对接法兰组件与所述被动对接法兰组件之间的连接与分离；所述被动对接法兰本体开设有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔的位置对应，用于实现所述主动卫星与所述被动卫星之间的电连接。2.根据权利要求1所述的卫星对接结构，其特征在于，所述被动对接法兰组件包括定位信标发射端，所述主动对接法兰组件包括定位信标接收端和控制器，所述定位信标接收端用于接收所述定位信标发射端发射的定位信号，所述控制器用于根据所述定位信号控制所述主动对接法兰本体的位置移动，使所述主动对接法兰本体和所述被动对接法兰本体平行设置，并使所述永磁铁与所述电磁铁对准，所述锁紧滑道与所述机械锁轴对准，以及所述第一通孔与所述第二通孔对准。3.根据权利要求1所述的卫星对接结构，其特征在于，所述锁紧滑道还包括第一滑板、第二滑板、侧壁和弹性结构，所述第一滑板和所述第二滑板沿连接方向相对设置形成滑行通道，且所述第一滑板和所述第二滑板之间具有倾角使所述滑行通道的高度逐渐变小，所述侧壁设置在所述滑行通道高度较小的一端，且分别与所述第一滑板与所述第二滑板连接，所述限位部为弧形凸起结构，与所述滑行通道的所述高度较小的一端相连，所述弧形凸起结构具有凹面，所述凹面与所述第二滑板相对，所述弹性结构与所述第二滑板的背离所述滑行通道的表面相连，并与所述弧形凸起结构相对设置，所述弹性结构能够沿所述第一滑板和所述第二滑板相对的方向压缩，将所述机械锁轴压紧在所述弧形凸起结构和所述第二滑板之间。4.根据权利要求3所述的卫星对接结构，其特征在于，所述机械锁轴为杆状结构，所述杆状结构与所述第一对接表面平行设置，所述锁紧电机能够驱动所述杆状结构平行于所述第一对接表面旋转，所述杆状结构的一端沿所述滑行通道进入所述限位部时，所述主动对接法兰组件和所述被动对接法兰组件为机械连接状态；所述杆状结构脱出所述第一滑板和所述第二滑板时，所述主动对接法兰组件和所述被动对接法兰组件为分离状态。5.根据权利要求3所述的卫星对接结构，其特征在于，所述机械锁轴锁紧在所述限位部后，所述弹性结构能够被继续压缩使所述机械锁轴能够脱出所述限位部。6.根据权利要求3所述的卫星对接结构，其特征在于，所述弧形凸起结构的圆心角为6...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴前进，
申请(专利权)人：星际漫步北京航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11