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申请/专利权人：哈尔滨工业大学;北华航天工业学院

摘要：本发明涉及一种空间可伸缩柔性非合作目标可重复捕获机构及方法，属于非合作目标卫星专用的在轨服务技术领域。解决传统对接机构捕获过程中较大的轴向碰撞冲击，影响对接过程的可靠性与安全性的问题。包括运动单元、支撑单元、捕获单元和抓捕手单元，运动单元、抓捕手单元安装在支撑单元上，运动单元与捕获单元连接，捕获单元的侧面设置有抓捕手单元，捕获单元与目标星建立配合。本发明避免了传统对接机构捕获过程中较大的轴向碰撞冲击，使用可以吸收碰撞冲击的柔性杆结构，提高了对接过程的可靠性与安全性。

主权项：1.一种空间可伸缩柔性非合作目标可重复捕获机构，其特征在于：包括运动单元101、支撑单元102、捕获单元103和抓捕手单元104，运动单元101、抓捕手单元104安装在支撑单元102上，运动单元101与捕获单元103连接，捕获单元103的侧面设置有抓捕手单元104，捕获单元103与目标星105建立配合；所述运动单元101包括回转转台213、回转支座214、回转电机215、第一滑块216、第一滑道218和第一电机220，所述回转支座214的底面与侧面垂直，回转支座214的底面与支撑单元102连接，回转支座214的侧面与回转转台213连接，回转电机215与回转支座214连接，回转电机215驱动回转转台213转动，回转转台213与第一滑道218连接，第一滑道218与第一滑块216滑动连接，第一电机220驱动第一滑块216沿第一滑道218平动；所述捕获单元103包括连接与分离组件202、柔性杆组件203和导向头组件204，运动单元101的第一滑块216与连接与分离组件202建立连接，柔性杆组件203设置在连接与分离组件202内，柔性杆组件203的端部与导向头组件204连接，导向头组件204用于与目标星105建立配合；所述连接与分离组件202包括第二电机222、保持架226、外壳2212、浮头2281、分离弹簧2284、直线轴承2288和支撑架2289，运动单元101的第一滑块216与外壳2212连接，第二电机222固定设置在外壳2212内，保持架226的一端与第二电机222的输出端连接，保持架226的一端与外壳2212通过轴承225连接，保持架226内腔中部设置有轴承，保持架226的另一端与浮头2281连接，保持架226通过两侧的直线轴承2288设置在支撑架2289内部，支撑架2289与浮头2281连接，分离弹簧2284的两端分别与保持架226、浮头2281连接；所述柔性杆组件203包括第三丝母230、第三电机231、滑杆233、限位结构234、第三丝杆239和弹性结构，保持架226中部的轴承与限位结构234内圈过盈配合，限位结构234外圈与保持架226过盈配合，第三丝杆239通过轴承安装在保持架226内，第三电机231通过螺栓安装在外壳2212内部，第三电机231的输出端与第三丝杆239连接，限位结构234上加工有若干滑孔，第三丝母230与第三丝杆239螺纹连接，第三丝母230与滑杆233的一端固定连接，滑杆233的另一端穿过滑孔与弹性结构连接；所述弹性结构包括弹簧装夹杆2352、柔性复位弹簧2353、凯夫拉绳2354、锁紧套2355、弯曲弹簧2356和弯曲弹簧恢复垫圈2357，滑杆233的端部与弹簧装夹杆2352，弹簧装夹杆2352上套装有柔性复位弹簧2353和锁紧套2355，柔性复位弹簧2353的两端分别与弹簧装夹杆2352一端、锁紧套2355连接，弹簧装夹杆2352与锁紧套2355滑动连接，锁紧套2355的端部固定连接有弯曲弹簧恢复垫圈2357，凯夫拉绳2354的两端与弯曲弹簧恢复垫圈2357、限位结构234连接，弯曲弹簧2356的一端与弹簧装夹杆2352另一端连接；所述导向头组件204包括导向头外壳241、卡爪242、连杆243、卡爪复位弹簧244和第四电机246，所述第四电机246与弯曲弹簧2356的另一端、导向头外壳241连接，导向头外壳241具有内腔，导向头外壳241的内腔安装有顺次布置的卡爪复位弹簧244、连杆243、卡爪242，第四电机246的输出端通过卡爪复位弹簧244与连杆243的一端轴连接，连杆243的另一端与卡爪242的中部轴连接，卡爪242的一端与导向头外壳241轴连接，导向头外壳241侧壁与卡爪242对应位置加工有开口，卡爪242的另一端通过开口伸出；所述抓捕手单元104包括第二滑道303、第四丝杆304、第五电机306和活动抓手307，周向布置在若干所述第二滑道303与支撑单元102连接，所述第二滑道303与活动抓手307滑动连接，所述第二滑道303与第四丝杆304平行设置，且第四丝杆304通过轴承座与第二滑道303连接，第四丝杆304与活动抓手307螺纹连接，第五电机306输出端与第四丝杆304连接，第五电机306与第二滑道303螺栓连接；所述运动单元101还包括支撑型材211、回转转台底板212、第一微动开关217和电机支撑架219，所述回转转台213与回转转台底板212螺栓连接，回转转台底板212与支撑型材211螺栓连接，支撑型材211与第一滑道218螺栓连接，第一微动开关217与支撑型材211连接，第一电机220通过电机支撑架219与第一滑道218连接；所述连接与分离组件202还包括柔性捕获机构底板221、第二驱动齿轮组223、第二微动开关227，限位杆2210、环形滑道2211、内筒2282、球锁2283、浮头支撑杆2285、弯曲弹簧支撑架2286和第三微动开关2287，所述第一滑块216通过柔性捕获机构底板221与外壳2212螺栓连接，第二微动开关227与支撑架2289连接，支撑架2289侧壁设置有轴向滑孔，限位杆2210穿过轴向滑孔与环形滑道2211滑动连接，所述保持架226外壁通过直线轴承2288与支撑架2289连接，支撑架2289上安装有第三微动开关2287，支撑架2289的端部与弯曲弹簧支撑架2286螺栓连接，内筒2282与弯曲弹簧支撑架2286连接，且内筒2282套装在保持架226的端部，分离弹簧2284的两端分别与浮头2281、弯曲弹簧支撑架2286连接，浮头2281通过浮头支撑杆2285与支撑架2289连接，内筒2282侧壁设置有与球锁2283配合的开口，浮头2281的内壁设置有与球锁2283配合的半球槽，保持架226端部的端部设置有与球锁2283配合的安装槽；所述柔性杆组件203包括第三驱动齿轮组232和导向头尾部238，第三电机231通过第三驱动齿轮组232与第三丝杆239连接，弯曲弹簧2356通过导向头尾部238与第四电机246连接；所述导向头组件204还包括丝杠组件245和电机外壳247，第四电机246通过螺栓设置在电机外壳247内，弯曲弹簧2356通过导向头尾部238与电机外壳247一端螺栓连接，电机外壳247另一端与导向头外壳241螺栓连接，两个对称设置的连杆243与卡爪复位弹簧244的端部轴连接，第四电机246通过丝杠组件245与卡爪复位弹簧244连接；所述抓捕手单元104还包括固定抓手301、缓冲单元302和第三驱动齿轮组305，固定抓手301与第二滑道303螺栓连接，活动抓手307、固定抓手301的侧面设置有缓冲单元302，第五电机306通过第三驱动齿轮组305与第四丝杆304连接，所述活动抓手307为L型，固定抓手301为丨型，活动抓手307与目标星105的内壁建立配合，固定抓手301为丨型与目标星105的外壁建立配合。

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