一种面向空间多臂航天器系统的地面试验平台、系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向空间多臂航天器系统的地面试验平台、系统及方法。所述航航天器系统模拟器(2)通过4个多孔气足漂浮在气浮平台(1)上，所述气浮平台(1)周围放置有实验桁架(3)，所述实验桁架(3)的顶棚(14)中间设置模拟辅助对接装置(4)、模拟爬行桁架(5)和卫星模型(6)，所述实验桁架(3)的侧面设置装配实验区域(7)和静音空压机(20)。本发明专利技术用以解决现有技术无法模拟多臂航天器系统在空间中的移动、爬行、对大型空间结构装配，以及现有技术无法模拟在失重环境下装配、抓捕等动作对基座的影响等问题。等问题。等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种面向空间多臂航天器系统的地面试验平台、系统及方法


[0001]本专利技术属于空间技术
，具体涉及一种面向空间多臂航天器系统的地面试验平台、系统及方法。

技术介绍

[0002]随着空间技术研究的不断深入及发展，越来越多的航天器进入到太空中。航天器系统已由功能单一结构简单的航天器发展到功能多样结构复杂的航天器系统。然而这些航天器约有10％左右在发射或者入轨初期就已经失效，不仅浪费轨道资源，而且对其他航天器的安全造成威胁，并且多数航天器在设计时并未考虑到在轨升级的功能，一旦失效将造成巨大损失。因此，为了尽可能挽回由于卫星故障或者失效造成的损失，并保护轨道资源，在轨服务成为目前解决上述问题最行之有效的方案。各国正在研究以卫星维修、燃料加注、卫星延寿、模块更换、轨道清理、在轨组装等为目的复杂在轨操控技术。
[0003]在轨操控技术复杂、实现难度大，在轨实验成本高、周期长，因此在进行研究工作的时候需要借助地面的模拟装置进行充分实验，以验证在轨操控航天器系统的规划、控制等算法，验证可行之后才能进行发射并进行空间在轨实验。由于太空环境的特殊性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向空间多臂航天器系统的地面试验平台，其特征在于，所述地面试验平台包括气浮平台(1)、航天器系统模拟器(2)、实验桁架(3)、模拟辅助对接装置(4)、模拟爬行桁架(5)、卫星模型(6)和装配实验区域(7)，所述气浮平台(1)放置在若干个支撑柱(25)上，所述航航天器系统模拟器(2)通过4个多孔气足漂浮在气浮平台(1)上，所述气浮平台(1)周围放置有实验桁架(3)，所述实验桁架(3)的顶棚(14)中间设置模拟辅助对接装置(4)、模拟爬行桁架(5)和卫星模型(6)，所述实验桁架(3)的侧面设置装配实验区域(7)和静音空压机(20)。2.根据权利要求1所述一种面向空间多臂航天器系统的地面试验平台，其特征在于，所述航天器系统模拟器(2)包括中心箱体(8)、机械臂(9)、多孔气足(10)、执行机构(11)和六维力传感器(12)，所述航天器实验系统(2)底部装有4个多孔气足(10)，在气足固定在中心箱体(8)的底部，所述中心箱体(8)的侧面装有4个机械臂(9)，每个所述机械臂(9)的末端分别装有执行机构(11)和六维力传感器(12)。3.根据权利要求2所述一种面向空间多臂航天器系统的地面试验平台，其特征在于，所述航天器实验系统(2)的中心箱体(8)内装有控制器(15)和电源(16)，所述机械臂(9)的末端装有末端相机(17)。4.根据权利要求1所述一种面向空间多臂航天器系统的地面试验平台，其特征在于，所述实验桁架(3)的顶棚(14)均布若干视觉相机阵列(13)，所述视觉相机阵列(13)用于运动捕捉。5.根据权利要求2所述一种面向空间多臂航天器系统的地面试验平台，其特征在于，所述气浮平台(1)，用于太空微重力环境的模拟，抵消竖直方向的重力；所述航天器系统模拟器(2)，用于模拟多臂航天器系统在空间中的移动、爬行、对大型空间结构装配以及装配、抓捕动作对基座的影响，验证在轨操控航天器系统的规划或控制算法；所述实验桁架(3)的顶棚(14)，用于安装模拟航天器移动、爬行、安装的蜂窝结构，悬吊辅助对接的空间目标，固定在轨操作的卫星模型目标，以及其四周安装有视觉相机阵列(13)，用于运动捕捉，侧面用于固定模拟在轨装配的空间结构；所述模拟辅助对接装置(4)，用于模拟多臂航天器辅助空间目标的对接过程；所述模拟爬行桁架(5)，用于模拟多臂航天器系统在其上的移动、爬行和装配过程；所述卫星模型(6)，用于模拟卫星维修、燃料加注、模块更换、太阳帆板辅助展开等在轨操作过程；所述装配实验区域(7)，用于模拟空间结构的在轨装配过程；所述中心箱体(8)，用于固定多臂航天器系统的多个机械臂以及底部的气足支撑；所述机械臂(9)，用于航天器系统在轨操作动作的实现以及规划、控制的算法的验证；所述多孔气足(10)，用于抵消重力；所述执行机构(11)，用于执行具体的操作任务；所述六维力传感器(12)，用于测量机械臂在操作过程中力和力矩的大小；所述支撑柱(25)，用于支撑并调节气浮平台的水平。6.根据权利要求1
‑
5任一所述一种面向空间多臂航天器系统的地面试验系统，其特征在于，所述地面试验系统包括中央控制系统(24)、工控机(23)、在轨操控模拟目标(22)、供
气系统(21)、静音空压机(20)、运动捕捉系统(19)、视觉处理系统(18)、末端相机(17)、控制器(15)和电源(16)；所述中央控制系统(24)分别与运动捕捉系统(19)和工控机(23)相连接，所述工控机(23)与航天器系统模拟器(2)中的航天器系统模拟系统相连接，所述航天器系统模拟器(2)中的航天器系统模拟系统分别与在轨操控模拟目标(22)、供气系统(21)和静音空压机(20)相连接。所述航天器模拟系统用于控制中心箱体(8)、机械臂(9)、多孔气足(10)、执行机构(11)、六维力传感器(12)、末端相机(17)、控制器(15)和电源(16)；所述在轨操控模拟目标(22)用于控制气浮平台(1)、实验桁架(3)、模拟辅助对接装置(4)、模拟爬行桁架(5)、卫星模型(6)和装...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳程斐，魏承，曹喜滨，陈雪芹，邱实，林涛，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：