[发明专利]一种小型航天器对接机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种航天器对接机构，具体涉及一种小型航天器对接机构。

背景技术

随着新世纪航天事业的迅猛发展，各国相继研制并发射了大量面向各种任务要求的航天器，航天器的结构、组成日趋复杂，性能、技术水平不断提高。在此情况下，若要保证航天器在复杂的空间环境中更加持久、稳定、高质量地在轨运行，就需一套完整的在轨服务技术。所有的在轨服务任务的执行都是以服务航天器和目标航天器的交会、伴/绕飞和对接为前提，两航天器的成功交会对接是顺利执行多数在轨服务任务的先决条件。

航天器交会对接技术是指两航天器在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术。从美国、俄罗斯等航天大国针对未来航天器在轨服务的迫切需求所开展的相关研究动态来看，为了在高真空、微重力、冷热交变的复杂空间环境中实现对目标航天器安全、可靠地在轨服务，无一例外地都采用了空间对接的途径，即通过捕获和对接将两航天器刚性地连接成一个轨道复合体，然后才开始对目标航天器进行在轨服务的相关操作，如在轨加注、功能单元更换升级等。

美国密歇根宇航公司从1991年开始研制用于卫星在轨服务的空间对接装置，经过10多年的研究先后开发了四代卫星对接装置——软轴式对接机构，其最新的ASDS-Ⅱ（软轴式对接机构二代）由安装于追踪星上的主动组件和安装于目标星上的被动组件两部分组成。其工作原理：先通过软轴进行目标的预捕获，然后收缩软轴将被动组件拉近并通过三个自动对齐加载栓实现轴线与对接面的自动对齐，同时在硬对接探头预加载凸轮以及预加载止动扣的联合作用下实现两对接面的刚性连接。

为了延长卫星的使用寿命，美国轨道复原有限公司正在研制轨道延寿航天器，通过冠状锁紧式对接机构使轨道延寿航天器与目标航天器卫星建立永久的刚性连接。对接机构的主体是一个外形细长的抓捕器，头部带有六个敏感器探头和一个冠状锁紧机构，当抓捕器完全伸入远地点发动机的喉部以后，抓捕器头部的关闸U姑娘锁紧机构展开，四周伸出针状物与发动机壁紧密连接，使整个延寿器与目标卫星连接成一个刚性整体。

软轴式对接机构，由于空行程比较大，难以精确控制轴向相对位置，容易才产生碰撞；冠状锁紧式对接机构必须根据目标卫星的远地点发动机喷管后部结构定制，不能重复使用；另外，日本研制了抓手—碰撞锁式对接机构，三个锁爪需与相应的滚轮及扭簧配合工作，遇碰撞时会产生抖动等现象，导致定位不准，对接范围小，且有较大冲击，需要精确控制。总的来说，现有的小型航天器对接机构存在对接过程碰撞剧烈、定位精度低、控制难度较大和对接后不够稳定等缺点，因而不能方便、快捷、有效地完成日益繁多的小型航天器对接任务。

发明内容

本发明为解决现有的小型航天器对接机构存在对接过程碰撞剧烈、定位精度低、控制难度较大和对接后不够稳定的问题，而提供一种小型航天器对接机构。