一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法，属于航天器在轨服务技术领域，本发明专利技术为了解决现有运载火箭的搭载和推进能力较差，无法满足超大口径空间光学载荷运载需求的问题，本发明专利技术所述方法首先通过将大型太空望远镜进行部件拆分，由望远镜整体拆分为：主镜部、次镜部和挡光部，并将各个部分的组成零件分别装入到一个货运舱中，再将带有三镜模块的航天器平台、计量环、可伸缩机械臂和带有主镜部的货运舱组成的在轨组装系统通过运载火箭发射至望远镜预定工作轨道，随后根据组装和拼接需要逐一发射对应部分的零件仓，使其可以与航天器平台对接，在通过可伸缩机械手逐一将各个部件拼装在一起，本发明专利技术主要用于大口径航天望远镜的发射。航天望远镜的发射。航天望远镜的发射。
【技术实现步骤摘要】
一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法
[0001]本专利技术属于航天器在轨服务
，具体涉及一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法。
技术介绍
[0002]空间目标监视、空间态势感知和高性能天文观测等领域对超大口径光学有效载荷的需求强烈，急需突破超大口径空间光学载荷研制技术，为我国研制下一代空间监视预警系统、空间天文望远镜奠定技术基础。然而，受限于运载火箭的搭载和推进能力，现有的运载火箭无法满足超大口径空间光学载荷的运载需求，导致了我国在下一代空间监视预警系统和空间天文望远镜的研制工作遭遇瓶颈，严重影响了我国空间探索的科学进程，因此，为适应现有运载火箭的搭载和推进能力，同时实现可以发射运载超大口径空间光学载荷的空间望远镜，研发一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法。
技术实现思路
[0003]本专利技术为了解决现有的运载火箭的搭载和推进能力较差，无法满足超大口径空间光学载荷的运载需求的问题，进而提供一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法；
[0004]一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法，所述方法是通过以下步骤实现的：
[0005]步骤一：将大型太空望远镜进行部件拆分，由望远镜整体拆分为：主镜部、次镜部和挡光部，并将各个部分的组成零件分别装入到一个货运舱中；
[0006]步骤二：将带有三镜模块的航天器平台、计量环、可伸缩机械臂和带有主镜部的货运舱组成的在轨组装系统通过运载火箭发射至望远镜预定工作轨道；
[0007]步骤三：通过可伸缩机械臂将带有主镜部的货运舱中的零件逐一拼接在航天器平台的顶部组成主镜；
[0008]步骤四：待带有主镜部的货运舱中的零件全部拼接完毕后，控制带有主镜部的货运舱与航天器平台脱离，同时地面发射带有次镜部的货运舱，并使带有次镜部的货运舱接替带有主镜部的货运舱与航天器平台连接；
[0009]步骤五：通过可伸缩机械臂将带有次镜部的货运舱中的零件逐一拼接在主镜顶部组成次镜结构；
[0010]步骤六：待带有次镜部的货运舱中的零件全部拼接完毕后，控制带有次镜部的货运舱与航天器平台脱离，同时地面发射带有挡光部的货运舱，并使带有挡光部的货运舱接替带有次镜部的货运舱与航天器平台连接；
[0011]步骤七：通过可伸缩机械臂将带有挡光部的货运舱中的零件逐一拼接在主镜顶部组成挡光结构，完成超大型太空望远镜的组装；
[0012]进一步地，所述步骤一中的货运舱的外壁沿周向均布有若干适配器，货运舱上还
设有多功能机器人，多功能机器人通过若干适配器锁紧在货运舱的外壁上；
[0013]进一步地，所述步骤二和步骤三中带有主镜部的货运舱中搭载主镜部的组成零件为若干个模块化子镜；
[0014]进一步地，所述步骤三是通过以下步骤实现的：
[0015]步骤三一：当航天器平台进入预定轨道后，航天器平台上的太阳翼帆板展开，并控制可伸缩机械臂解锁；
[0016]步骤三二：通过可伸缩机械臂将一个模块化子镜从带有主镜部的货运舱的内部取出，在航天器平台上安装第一个模块化子镜；
[0017]步骤三三：重复步骤二二，直至带有主镜部的货运舱中的零件全部拼装组成预定结构的六边形主镜；
[0018]进一步地，所述步骤四和步骤五中带有次镜部的货运舱中搭载次镜部的组成零件为次镜模块和三个次镜支架；
[0019]进一步地，所述步骤五是通过以下步骤实现的：
[0020]步骤五一：通过可伸缩机械臂将一个次镜支架从带有次镜部的货运舱中取出，并将此次镜支架的一端安装在主镜的顶部；
[0021]步骤五二：通过可伸缩机械臂将安装后的次镜支架展开；
[0022]步骤五三：重复步骤五一和步骤五二，将三个次镜支架中每个次镜支架的一端均安装在主镜的顶部，且保证相邻两个次镜支架之间呈120
°
夹角设置，并将每个次镜支架展开；
[0023]步骤五四：控制多功能灵巧机器人与带有次镜部的货运舱解锁，可伸缩机械臂抓取多功能灵巧机器人搬运至次镜支架上；
[0024]步骤五五：控制多功能灵巧机器人利用其第一机械臂和第二机械臂与次镜支架抓取固定；
[0025]步骤五六：控制可伸缩机械臂从带有次镜部的货运舱取出次镜模块，并将其搬运至多功能灵巧机器人工作空间，多功能灵巧机器人利用第三机械臂抓取到次镜模块；
[0026]步骤五七：控制多功能灵巧机器人利用第一机械臂和第二机械臂，沿第一个次镜支架爬行到顶部次镜模块待安装位置，完成太空望远镜次镜部的组装；
[0027]进一步地，所述步骤六和步骤七中所述带有挡光部的货运舱中搭载次镜部的组成零件为六个遮光罩和遮光罩安装基座；
[0028]进一步地，所述步骤七是通过以下步骤实现的：
[0029]步骤七一：控制可伸缩机械臂将遮光罩安装基座从带有挡光部的货运舱中取出，并将遮光罩安装基座安装在主镜上，保证遮光罩安装基座与主镜轮廓贴合；
[0030]步骤七二：控制可伸缩机械臂将一个遮光罩从带有挡光部的货运舱中取出，并将其安装在遮光罩安装基座的指定位置，并将此遮光罩展开；
[0031]步骤七三：重复步骤七二的动作逐一将其余五个遮光罩安装在遮光罩安装基座的指定位置，并将每个遮光罩展开，保证六个遮光罩组成中空的六棱柱结构。
[0032]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0033]1、本专利技术提供一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法，通过空间望远镜设计为模块化形式，空间望远镜的组部件模块通过一次或多次发射运载入轨，在
运行轨道实施空间望远镜的安装、调整，从而获得具有超大口径、且能够在空间稳定运行的空间望远镜。该技术的出现彻底突破了运载工具的限制，使超大口径空间望远镜成为现实，使系统具备“可扩展”能力，具有传统空间光学载荷不可比拟的可维修性与保障性。
[0034]2、本专利技术提供一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法，提供了一种新的大口径望远镜在轨拼装的思路，通过多空间机器人协同实现在轨装配，使大型、超大型空间设施的建设成为可能，可有效提高在轨装配、在轨维护、在轨维修和在轨服务的技术水平。
[0035]3、本专利技术提供一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法，通过多空间机器人协同实现在轨装配，使大型、超大型空间望远镜的建设成为可能，大大提高国家对地、对空的探测范围和探测精度，解决受制于运载火箭的能力，导致空间望远镜口径太小的技术问题。
附图说明
[0036]图1为本专利技术中在轨装配系统中太阳翼展开后的示意图；
[0037]图2为本专利技术中在轨装配系统中围绕三镜模块进行第一层模块子镜拼装示意图；
[0038]图3为本专利技术中在轨装配系统中所有模块子镜拼装成主镜后的状态示意图；
[0039]图4为本专利技术中在轨装配系统中次镜系统拼装后的状态示意图；
[0040]图5为本专利技术中在轨装配本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一：将大型太空望远镜进行部件拆分，由望远镜整体拆分为：主镜部、次镜部和挡光部，并将各个部分的组成零件分别装入到一个货运舱(4)中；步骤二：将带有三镜模块(11)的航天器平台(1)、计量环(2)、可伸缩机械臂(3)和带有主镜部的货运舱(4)组成的在轨组装系统通过运载火箭发射至望远镜预定工作轨道；步骤三：通过可伸缩机械臂(3)将带有主镜部的货运舱(4)中的零件逐一拼接在航天器平台(1)的顶部组成主镜(14)；步骤四：待带有主镜部的货运舱(4)中的零件全部拼接完毕后，控制带有主镜部的货运舱(4)与航天器平台(1)脱离，同时地面发射带有次镜部的货运舱(4)，并使带有次镜部的货运舱(4)接替带有主镜部的货运舱(4)与航天器平台(1)连接；步骤五：通过可伸缩机械臂(3)将带有次镜部的货运舱(4)中的零件逐一拼接在主镜(14)顶部组成次镜结构；步骤六：待带有次镜部的货运舱(4)中的零件全部拼接完毕后，控制带有次镜部的货运舱(4)与航天器平台(1)脱离，同时地面发射带有挡光部的货运舱(4)，并使带有挡光部的货运舱(4)接替带有次镜部的货运舱(4)与航天器平台(1)连接；步骤七：通过可伸缩机械臂(3)将带有挡光部的货运舱(4)中的零件逐一拼接在主镜(14)顶部组成挡光结构，完成超大型太空望远镜的组装。2.根据权利要求1中所述的一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法，其特征在于：所述步骤一中的货运舱(4)的外壁沿周向均布有若干适配器(5)，货运舱(4)上还设有多功能机器人(7)，多功能机器人(7)通过若干适配器(5)锁紧在货运舱(4)的外壁上。3.根据权利要求2中所述的一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法，其特征在于：所述步骤二和步骤三中带有主镜部的货运舱(4)中搭载主镜部的组成零件为若干个模块化子镜(6)。4.根据权利要求3中所述的一种多空间机器人在轨协同装配超大型太空望远镜的方法，其特征在于：所述步骤三是通过以下步骤实现的：步骤三一：当航天器平台(1)进入预定轨道后，航天器平台(1)上的太阳翼帆板(8)展开，并控制可伸缩机械臂(3)解锁；步骤三二：通过可伸缩机械臂(3)将一个模块化子镜(6)从带有主镜部的货运舱(4)的内部取出，在航天器平台(1)上安装第一个模块化子镜(6)；步骤三三：重复步骤二二，直至带有主镜部的货运舱(4)中的零件全部拼装组成预定结构的六边形主镜(14)。5.根据权利要求4中所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙永军，蒋再男，崔士鹏，赵京东，刘宏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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