本發(fā)明涉及一種捕獲機(jī)構(gòu)，具體講是一種非合作目標(biāo)衛(wèi)星捕獲裝置及捕獲方法，屬于航空航天技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，航天任務(wù)的不斷拓展，在軌捕獲技術(shù)已經(jīng)成為航天領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。對非合作目標(biāo)的抓捕能夠?qū)崿F(xiàn)在軌服務(wù)、空間垃圾清除以及一些軍事任務(wù)，是在軌捕獲技術(shù)中一項極具前瞻性和挑戰(zhàn)性的課題。然而，對空間非合作目標(biāo)的抓捕，目前還沒有進(jìn)行過在軌演示驗證。實際上，許多空間任務(wù)涉及非合作目標(biāo)的抓捕，比如，對未成功進(jìn)入預(yù)定軌道的衛(wèi)星進(jìn)行輔助入軌對發(fā)生故障的衛(wèi)星進(jìn)行維修更換故障單元儀器、輔助機(jī)構(gòu)展開(如展開未能正常打開的太陽帆板、天線等)；對燃料耗盡但其他系統(tǒng)工作正常的衛(wèi)星加注燃料，延長壽命；將廢棄衛(wèi)星和空間碎片送入墳?zāi)管壍赖取?/p>

與合作目標(biāo)相比，非合作目標(biāo)的最大不同在于所要對接的目標(biāo)沒有專門的對接接口(如使用機(jī)械、電氣等設(shè)備實現(xiàn)服務(wù)航天器與被服務(wù)航天器間的可靠連接)，這導(dǎo)致了對接過程的隨機(jī)性以及對對接自主程度要求較高。

傳統(tǒng)剛性捕獲技術(shù)需要與預(yù)定捕獲位置動態(tài)精確對準(zhǔn)，在捕獲過程中準(zhǔn)確控制捕獲機(jī)構(gòu)與目標(biāo)飛行器的相對運(yùn)動，如果捕獲過程中存在相對位移偏差、角度偏差等便可能導(dǎo)致捕獲失敗。目前發(fā)射的大多數(shù)衛(wèi)星質(zhì)量均在1000KG以上，在捕獲過程中拖動目標(biāo)衛(wèi)星需較大的驅(qū)動力，同時會在捕獲過程中產(chǎn)生較大的沖擊力，甚至對目標(biāo)衛(wèi)星以及捕獲機(jī)構(gòu)造成破壞。此外，由于捕獲時間短，用于捕獲目標(biāo)衛(wèi)星的機(jī)械臂難以在短時間內(nèi)做出隨動響應(yīng)，這些因素都大大增加了捕獲難度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種能夠適應(yīng)與各類航天器對接，對目標(biāo)衛(wèi)星影響小，自身穩(wěn)定性高的非合作目標(biāo)衛(wèi)星捕獲裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供非合作目標(biāo)衛(wèi)星捕獲裝置，包括外殼、兩個四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)、四個水平鎖緊機(jī)構(gòu)、絲桿和控制器；

所述兩個四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)相向設(shè)置于外殼內(nèi)，下部與安裝底板固連；所述絲桿豎向設(shè)置，絲桿上端穿過安裝底板，下部連接驅(qū)動機(jī)構(gòu)，絲桿轉(zhuǎn)動時可驅(qū)動四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)向外殼外展開或向外殼內(nèi)閉合；

所述四個水平鎖緊機(jī)構(gòu)分別位于兩個四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)的外側(cè)，兩兩相向安裝在外殼的上部；

所述四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)上部的兩側(cè)分別安裝壓桿機(jī)構(gòu)，四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)下行時壓桿機(jī)構(gòu)壓迫水平鎖緊機(jī)構(gòu)向內(nèi)側(cè)水平滑行；

所述外殼的頂部安裝光電傳感器，所述光電傳感器和驅(qū)動機(jī)構(gòu)均電連接控制器。

本發(fā)明還包括預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)，所述預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)包括預(yù)緊力彈簧套筒、位置傳感器和絲杠螺母安裝板；所述預(yù)緊力彈簧套筒活動安裝在安裝底板上，可相對于安裝底板上下運(yùn)動，預(yù)緊力彈簧套筒內(nèi)設(shè)置彈簧，預(yù)緊力彈簧套筒的頂面安裝絲杠螺母安裝板；所述位置傳感器位于絲杠螺母安裝板的下方，與安裝底板固定連接；位置傳感器電連接控制器；所述絲桿穿過預(yù)緊力彈簧套筒和絲杠螺母安裝板。

本發(fā)明中，所述水平鎖緊機(jī)構(gòu)包括橫向?qū)U、水平鎖緊塊和復(fù)位彈簧；所述橫向?qū)U固定安裝在外殼上，水平鎖緊塊和復(fù)位彈簧套在導(dǎo)向桿上，復(fù)位彈簧一端固定，另一端連接水平鎖緊塊。

本發(fā)明中，所述四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)包括底座、短連桿、主爪和長連桿；所述短連桿和長連桿的下端分別通過軸與底座裝配，上端分別通過軸與主爪裝配；所述短連桿、長連桿與底座的連接關(guān)節(jié)處安裝驅(qū)動卷簧；所述外殼上與短連桿對應(yīng)位置設(shè)有閉合凸輪。

本發(fā)明中，所述四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)的外側(cè)與外殼內(nèi)側(cè)之間設(shè)有滑軌機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明中，所述外殼通過轉(zhuǎn)臺軸承連接被動柔順機(jī)構(gòu)，所述被動柔順機(jī)構(gòu)包括底座法蘭盤、滑行制動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)制動機(jī)構(gòu)和支架；所述底座法蘭盤頂面設(shè)有直線滑軌，支架的底部設(shè)有滑槽，滑槽安裝在直線滑軌上，底座法蘭盤的內(nèi)安裝滑行制動機(jī)構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)制動機(jī)構(gòu)安裝在支架內(nèi)控制轉(zhuǎn)臺軸承的轉(zhuǎn)動；所述外殼兩側(cè)與底座法蘭盤之間連接回轉(zhuǎn)彈簧。

本發(fā)明中，所述滑行制動機(jī)構(gòu)包括電磁制動器和制動板，電磁制動器位于制動板的上方，二者間設(shè)有間隙，制動板的兩端通過沉頭螺桿與底座法蘭盤連接，制動板上表面與螺桿之間設(shè)置彈簧，制動板可沿沉頭螺桿上下運(yùn)動。

本發(fā)明中，所述壓桿機(jī)構(gòu)包括壓桿、軸承和螺母，所述壓桿與四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)固連，軸承通過螺母裝配在壓桿上。

本發(fā)明還提供了非合作目標(biāo)衛(wèi)星的捕獲方法，采用上述非合作目標(biāo)衛(wèi)星捕獲裝置，具體步驟為：

1)、控制單元控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動絲杠帶動四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)向上運(yùn)動，運(yùn)動到外殼包絡(luò)范圍之外時，四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)向外殼外展開，同時水平鎖緊塊向外水平滑行；

2)、光電傳感器監(jiān)測到當(dāng)非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框時，控制單元控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動絲杠帶動絲杠驅(qū)動四連桿捕獲爪向下運(yùn)動，使四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)逐漸閉合，逐漸將非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框包絡(luò)在內(nèi)；在四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動的同時，四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)上的壓桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動水平鎖緊塊向內(nèi)水平滑行，逐漸將對接框鎖緊；

3)、通過預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)監(jiān)控捕獲裝置對對接框鎖緊力，當(dāng)達(dá)到鎖緊力要求后，預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)發(fā)出信號停止驅(qū)動機(jī)構(gòu)工作，此時四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)位于非合作目標(biāo)衛(wèi)星的臺階面上，水平鎖緊塊頂住預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)的對接框內(nèi)外徑，實現(xiàn)非合作目標(biāo)衛(wèi)星的捕獲。

本發(fā)明中，在運(yùn)動過程中，當(dāng)對非合作目標(biāo)衛(wèi)星的接框坐標(biāo)系與捕獲裝置坐標(biāo)系發(fā)生相對位置偏移及角度偏移，通過被動柔順機(jī)構(gòu)對兩坐標(biāo)系進(jìn)行對正。

本發(fā)明的有益效果在于：(1)、通過與航天器上的1194mm對接框?qū)油瓿煞呛献髂繕?biāo)的捕獲，φ1194接口是國際標(biāo)準(zhǔn)接口尺寸，其被廣泛應(yīng)用于各類航天器上，保證了本發(fā)明能適應(yīng)各類非合作目標(biāo)航天的捕獲，其具有適用范圍廣，大容差，響應(yīng)速度塊，可靠性高等特點(diǎn)；捕獲過程中，四連桿捕獲爪主爪卡在非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框的5.72mm臺階面上，水平鎖緊塊頂住對接框內(nèi)外徑，二者配合保證了捕獲過程的穩(wěn)定性，有效地保護(hù)非合作目標(biāo)航天器，避免造成損壞；(2)、在衛(wèi)星對接框與本發(fā)明捕獲裝置存在一定位置誤差和角度偏移的情況下，通過底部的被動柔順機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)完成對的捕獲，減小捕獲過程中的碰撞力，大大增加了捕獲成功率；(3)、通過預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)可以準(zhǔn)確地控制四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)對非合作目標(biāo)航天的對接框的鎖合力，在滿足正常穩(wěn)定捕獲的同時，防止鎖合力超載對非合作目標(biāo)衛(wèi)星造成損壞；(4)、本機(jī)構(gòu)功能高度集成，工作方式直接，包絡(luò)尺寸小，整機(jī)重量輕，適用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框示意圖；

圖2為捕獲裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為捕獲裝置結(jié)構(gòu)示意圖2；

圖4為捕獲裝置正視圖；

圖5為捕獲裝置側(cè)視圖；

圖6為捕獲裝置俯視圖；

圖7為捕獲裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為捕獲裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2；

圖9為四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖2；

圖11為水平鎖緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為預(yù)緊力加載機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)爆炸圖；

圖14為捕獲裝置捕獲流程圖；

圖15為四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)、水平鎖緊機(jī)構(gòu)與對接框接觸示意圖；

圖16為四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)、水平鎖緊機(jī)構(gòu)與對接框接觸示意圖2；

圖17為非合作目標(biāo)衛(wèi)星捕獲裝置對對接框的捕獲效果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明非合作目標(biāo)衛(wèi)星捕獲裝置的捕獲目標(biāo)為航天器與運(yùn)載火箭對接框直徑為1194的衛(wèi)星(航天器)，φ1194接口是國際標(biāo)準(zhǔn)接口尺寸，被廣泛應(yīng)用于各類航天器上。對接框的外徑為1194mm，內(nèi)徑為1133mm，外沿上具有一個5.72mm臺階面，對接框整體高度為320mm。

捕獲時采用三個本發(fā)明非合作目標(biāo)衛(wèi)星捕獲裝置，三個非合作目標(biāo)衛(wèi)星捕獲裝置相對于非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框軸線120°陣列分布，三個非合作目標(biāo)衛(wèi)星捕獲裝置分別通過其底座法蘭盤2安裝于空間機(jī)械臂末端。空間機(jī)械臂帶動非合作目標(biāo)衛(wèi)星捕獲裝置向非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框內(nèi)伸入，依次對非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框進(jìn)行捕獲，完成對于非合作目標(biāo)衛(wèi)星的整體捕獲。

如2至8所示，本發(fā)明中捕獲裝置包括外殼1、四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)、四個水平鎖緊機(jī)構(gòu)、預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)和被動柔順機(jī)構(gòu)。

被動柔順機(jī)構(gòu)包括底座法蘭盤2、電磁制動器3、旋轉(zhuǎn)制動器4和支架5。底座法蘭盤2用于與空間機(jī)械臂末端相連，底座法蘭盤2頂面安裝兩條平行的直線滑軌6，中部為空心結(jié)構(gòu)。支架5設(shè)有四個支撐腳，四個支撐腳的底部分別設(shè)有滑塊7，滑塊7安裝在直線滑軌6上，使得支架5安裝在底座法蘭盤2上并可沿直線滑軌6進(jìn)行直線運(yùn)動。電磁制動器3穿過底座法蘭盤2與支架5固定連接，底座法蘭盤2中部的空心結(jié)構(gòu)用于電磁制動器3跟隨支架5進(jìn)行左右滑行。電磁制動器3的下方設(shè)置制動板8，二者間存在間隙。制動板8為長條形結(jié)構(gòu)，制動板8的兩端分別通過兩個螺桿9與底座法蘭盤2的底部連接，制動板8上表面與螺桿9頂面之間設(shè)置彈簧，制動板8可沿螺桿9上下運(yùn)動。電磁制動器3電連接控制器，在電磁制動器3通電情況下，電磁制動器3產(chǎn)生的吸引力，使制動板8克服彈簧的作用力上行，與電磁制動器3緊吸，進(jìn)而對支架5實現(xiàn)制動鎖定；電磁制動器3斷電后，制動板8在彈簧的作用力下自動回位，此時支架5可沿直線滑軌6滑行。

旋轉(zhuǎn)制動器4安裝在支架5內(nèi)，支架5的上方安裝轉(zhuǎn)臺軸承10，旋轉(zhuǎn)制動器4電連接控器，旋轉(zhuǎn)制動器4通過通/斷電控制轉(zhuǎn)臺軸承10的轉(zhuǎn)動，此部分為現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明在此不再展開描述。

外殼1通過其底部的帶軸底板固定安裝在轉(zhuǎn)臺軸承10上，帶軸底板的左右兩側(cè)與底座法蘭盤2左右兩側(cè)之間分別連接兩根回轉(zhuǎn)彈簧11。在捕獲過程中，在非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框坐標(biāo)系與捕獲裝置坐標(biāo)系存在位置容差±50m，角度容差±10°的情況下，被動柔順機(jī)構(gòu)能為捕獲裝置提供滑移被動柔順和旋轉(zhuǎn)被動柔順，完成對對接框的捕獲，并在完成捕獲后能通過電磁制動器3、旋轉(zhuǎn)制動器4完成鎖定。

兩個四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)一致，相向?qū)ΨQ設(shè)置在殼1內(nèi)，兩個四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)的底部與安裝底板12固定連接。安裝底板12的中間設(shè)有圓柱型凹槽，圓柱型凹槽位于兩個四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)之間，用于容納預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)，預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)固定安裝在安裝底板12上。安裝底板12下方設(shè)有豎向設(shè)置的絲桿13，絲杠13經(jīng)由圓柱型凹槽底部通孔向上穿過安裝底板12和預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)，絲桿13的下部安裝從動輪14。外殼1的外側(cè)固定安裝驅(qū)動電機(jī)15，驅(qū)動電機(jī)15的輸出軸安裝主動輪16，主動輪16與從動輪14之間通過同步帶17連接，實現(xiàn)傳動。驅(qū)動電機(jī)15電連接控制器，控制器控制驅(qū)動電機(jī)15的正反轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過安裝底板12驅(qū)動四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)沿外殼1內(nèi)側(cè)上下運(yùn)動。

四個水平鎖緊機(jī)構(gòu)位于兩個四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)的外側(cè)，同一側(cè)的兩個水平鎖緊機(jī)構(gòu)相向設(shè)置，水平鎖緊機(jī)構(gòu)固定安裝在外殼1的上部。

外殼1頂部四個角上分別安裝四個光電傳感器18，光電傳感器18電連接控制器，用于監(jiān)測非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框。

如圖9和10所示，四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)包括底座19、短連桿20、主爪21、長連桿22和驅(qū)動卷簧23。短連桿20和長連桿22的下端分別通過軸與底座19裝配，上端分別通過軸與主爪21裝配，底座19用于與安裝底板12固定連接。短連桿20與底座19的連接關(guān)節(jié)處、長連桿22與底座19的連接關(guān)節(jié)處分別安裝驅(qū)動卷簧23；在驅(qū)動卷簧23的作用力下，可使得主爪21向外展開。主爪21的指尖上套有緩沖橡膠24，以在捕獲過程中減小碰撞力，并對非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框進(jìn)行保護(hù)。

主爪21的頂部的兩側(cè)分別設(shè)有向外側(cè)展開的壓桿機(jī)構(gòu)。壓桿機(jī)構(gòu)包括壓桿25、軸承26和螺母27，壓桿25固定在主爪21，軸承26通過螺母27裝配在壓桿25上，繞壓桿25轉(zhuǎn)動。壓桿機(jī)構(gòu)用于在主爪21下行過程中控制水平鎖緊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。

主爪21外側(cè)面的下部設(shè)有兩條豎向設(shè)置的第一導(dǎo)向滑塊28。

如圖1、3和5所示，外殼1內(nèi)部兩側(cè)分別安裝豎向設(shè)置的第一導(dǎo)向滑軌29，第一導(dǎo)向滑軌29與主爪21外側(cè)面第一導(dǎo)向滑塊28相對應(yīng)，第一導(dǎo)向滑塊28置于第一導(dǎo)向滑軌29內(nèi)，用于導(dǎo)向四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)的上下運(yùn)動。外殼1的外側(cè)與短連桿20對應(yīng)位置分別設(shè)有四個凸輪。

在四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)在絲桿13驅(qū)動下運(yùn)動出外殼1包絡(luò)范圍之外時，通過驅(qū)動卷簧23驅(qū)動主爪21向展開；在四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)在絲桿13驅(qū)動下運(yùn)動到外殼1包絡(luò)范圍之內(nèi)時，通過外殼1上的四個凸輪機(jī)構(gòu)推動短連桿20，實現(xiàn)主爪21逐漸閉合，完成對對接框的捕獲。

如圖3、5和11所示，四個水平鎖緊機(jī)構(gòu)分別設(shè)有于兩個四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)的外側(cè)，位于兩個四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)同一側(cè)的水平鎖緊機(jī)構(gòu)相向設(shè)置。水平鎖緊機(jī)構(gòu)固定安裝在外殼1上。水平鎖緊機(jī)構(gòu)包括橫向?qū)U31、水平鎖緊塊32、支撐平臺33和復(fù)位彈簧34，橫向?qū)U31固定安裝在外殼1的內(nèi)側(cè)，支撐平臺33平行安裝橫向?qū)U31的上方。水平鎖緊塊32的外側(cè)設(shè)有導(dǎo)塊，支撐平臺33內(nèi)側(cè)與導(dǎo)塊對應(yīng)位置設(shè)有水平鎖緊機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌35，水平鎖緊塊32沿水平鎖緊機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌35運(yùn)動，提高運(yùn)行的穩(wěn)定性。

水平鎖緊塊32和復(fù)位彈簧34套在橫向?qū)U31，復(fù)位彈簧34一端頂住橫向?qū)U31內(nèi)端的擋塊，另一端頂部水平鎖緊塊32的內(nèi)側(cè)。

水平鎖緊塊32的位置與主爪21上的壓桿機(jī)構(gòu)相對應(yīng)。在主爪21下行過程中，壓桿機(jī)構(gòu)對水平鎖緊塊32施壓，使得復(fù)位彈簧34收縮，水平鎖緊塊32沿橫向?qū)U31向內(nèi)運(yùn)動；主爪21上行時，解除水平鎖緊塊32的施壓，在復(fù)位彈簧34的作用下，水平鎖緊塊32回到橫向?qū)U31外端的初始位置。

如圖8、12和13所示，預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)包括預(yù)緊力彈簧36、位置傳感器37、預(yù)緊力彈簧套筒38、第二導(dǎo)向滑塊39和絲杠螺母安裝板40。預(yù)緊力彈簧套筒38安裝在安裝底板12的中間柱型凹槽內(nèi)，預(yù)緊力彈簧36設(shè)置于預(yù)緊力彈簧套筒38內(nèi)；安裝底板12的底部設(shè)有調(diào)節(jié)套41，調(diào)節(jié)套41上開有豎向的調(diào)節(jié)腰孔42，調(diào)節(jié)腰孔42用于連接調(diào)節(jié)螺栓46。預(yù)緊力彈簧套筒38底部的兩側(cè)通過調(diào)節(jié)螺栓46與調(diào)節(jié)套41連接，調(diào)節(jié)套41可相對于安裝底板12上下運(yùn)動，并通過調(diào)節(jié)套41上安裝的調(diào)節(jié)螺栓46控制預(yù)緊力彈簧36的預(yù)壓縮量，從而控制預(yù)緊力。預(yù)緊力彈簧套筒38的頂部安裝絲杠螺母安裝板40，絲杠螺母安裝板40通過絲杠螺母安裝螺栓43和絲杠螺母44固定在預(yù)緊力彈簧套筒38上。

位置傳感器37位于絲杠螺母安裝板40的下方，位置傳感器37通過位置傳感器安裝架45安裝在安裝底板12上，位置傳感器37與控制器電連接，位置傳感器37與絲杠螺母安裝板40之間留有間隙。通過調(diào)節(jié)位置傳感器37與絲杠螺母安裝板40之間的距離，進(jìn)而控制位置傳感器37觸發(fā)捕獲裝置對非合作目標(biāo)衛(wèi)星對接框的鎖緊力。

絲杠螺母安裝板40、安裝底板12的前后兩側(cè)分別安裝豎向設(shè)置的第二導(dǎo)向滑塊39，外殼1的內(nèi)側(cè)與第二導(dǎo)向滑塊39對應(yīng)的兩側(cè)面上設(shè)有第二導(dǎo)向滑軌(圖中未顯示)，第二導(dǎo)向滑塊39沿第二導(dǎo)向滑軌上下滑行，從而進(jìn)一步保證四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)和預(yù)緊力加載機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動的穩(wěn)定性和可靠性。

如圖14至17所示，本發(fā)明的捕獲方法的具體流程如下：

步驟1：控制器啟動驅(qū)動電機(jī)以n1轉(zhuǎn)速工作，同步帶帶動絲杠驅(qū)動四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)沿第一導(dǎo)向滑軌和第二導(dǎo)向滑軌向上運(yùn)動，運(yùn)動到外殼包絡(luò)范圍之外時，驅(qū)動卷簧驅(qū)動四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)向外展開，狀態(tài)如圖14中A所示。

步驟2：空間機(jī)械臂帶動捕獲裝置向非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框內(nèi)伸入，當(dāng)非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框遮擋住光電傳感器時，光電傳感器反饋信號至控制器，控制器控制驅(qū)動電機(jī)以n2轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動，絲杠驅(qū)動四連桿捕獲爪向下運(yùn)動，運(yùn)動到外殼包絡(luò)范圍之內(nèi)時，此時凸輪推動四連桿捕獲爪的短連桿使四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)逐漸向外殼內(nèi)閉合，逐漸將對接框包絡(luò)在內(nèi)。運(yùn)動過程中，如果非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框坐標(biāo)系與捕獲裝置坐標(biāo)系并未完全對準(zhǔn)，存在相對位置偏移及角度偏移，通過被動柔順機(jī)構(gòu)中的直線滑軌及轉(zhuǎn)臺軸承提供隨動，將兩坐標(biāo)系對正，過程狀態(tài)如圖14中B、C所示。

在四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)逐漸閉合過程中，安裝于四連桿捕獲爪主爪上的壓桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動水平鎖緊塊沿水平鎖緊機(jī)構(gòu)導(dǎo)軌向內(nèi)運(yùn)動，逐漸將非合作目標(biāo)衛(wèi)星的對接框鎖緊，狀態(tài)如圖14中D所示。

步驟3：控制器控制驅(qū)動電機(jī)以n3轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動，由于在捕獲過程中非合作目標(biāo)衛(wèi)星的本體不動，四連桿捕獲爪機(jī)構(gòu)沿絲杠向下運(yùn)動的同時，使拖動本發(fā)明捕獲裝置整體向被捕獲非合作目標(biāo)衛(wèi)星移動，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的鎖緊力要求后，絲杠螺母安裝板下壓觸發(fā)位置傳感器，位置傳感器反饋信號至控制器，控制器停止驅(qū)動電機(jī)工作，并控制電磁制動器和旋轉(zhuǎn)制動器供電實現(xiàn)鎖合，此時對接框?？吭谥纹脚_，四連桿捕獲爪主爪卡在對接框的5.72mm臺階面上，水平鎖緊塊緊緊頂住對接框內(nèi)外徑，如圖14中E、如圖15和16所示；最終實現(xiàn)對非合作目標(biāo)衛(wèi)星的捕獲，如圖17所示。

本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。