[发明专利]非合作目标卫星捕获装置及捕获方法

权利要求书

1.一种非合作目标卫星捕获装置，包括外壳，其特征在于：还包括两个四连杆捕获爪机构、四个水平锁紧机构、丝杆和控制器；

所述两个四连杆捕获爪机构相向设置于外壳内，下部与安装底板固连；所述丝杆竖向设置，丝杆上端穿过安装底板，下部连接驱动机构，丝杆转动时可驱动四连杆捕获爪机构向外壳外展开或向外壳内闭合；

所述四个水平锁紧机构分别位于两个四连杆捕获爪机构的外侧，两两相向安装在外壳的上部；

所述四连杆捕获爪机构上部的两侧分别安装压杆机构，四连杆捕获爪机构下行时压杆机构压迫水平锁紧机构向内侧水平滑行；

所述外壳的顶部安装光电传感器，所述光电传感器和驱动机构均电连接控制器。

2.根据权利要求1所述的非合作目标卫星捕获装置，其特征在于：包括预紧力加载机构，所述预紧力加载机构包括预紧力弹簧套筒、位置传感器和丝杆螺母安装板；

所述预紧力弹簧套筒活动安装在安装底板上，可相对于安装底板上下运动，预紧力弹簧套筒内设置弹簧，预紧力弹簧套筒的顶面安装丝杆螺母安装板；

所述位置传感器位于丝杆螺母安装板的下方，与安装底板固定连接；位置传感器电连接控制器；

所述丝杆穿过预紧力弹簧套筒和丝杆螺母安装板。

3.根据权利要求1所述的非合作目标卫星捕获装置，其特征在于：所述水平锁紧机构包括横向导杆、水平锁紧块和复位弹簧；所述横向导杆固定安装在外壳上，水平锁紧块和复位弹簧套在导向杆上，复位弹簧一端固定，另一端连接水平锁紧块。

4.根据权利要求1所述的非合作目标卫星捕获装置，其特征在于：所述四连杆捕获爪机构包括底座、短连杆、主爪和长连杆；所述短连杆和长连杆的下端分别通过轴与底座装配，上端分别通过轴与主爪装配；所述短连杆、长连杆与底座的连接关节处安装驱动卷簧；所述外壳上与短连杆对应位置设有闭合凸轮。

5.根据权利要求1所述的非合作目标卫星捕获装置，其特征在于：所述四连杆捕获爪机构的外侧与外壳内侧之间设有滑轨机构。

6.根据权利要求1所述的非合作目标卫星捕获装置，其特征在于：所述外壳通过转台轴承连接被动柔顺机构，所述被动柔顺机构包括底座法兰盘、滑行制动机构、旋转制动机构和支架；所述底座法兰盘顶面设有直线滑轨，支架的底部设有滑槽，滑槽安装在直线滑轨上，底座法兰盘的内安装滑行制动机构；所述旋转制动机构安装在支架内控制转台轴承的转动；所述外壳两侧与底座法兰盘之间连接回转弹簧。

7.根据权利要求6所述的非合作目标卫星捕获装置，其特征在于：所述滑行制动机构包括电磁制动器和制动板，电磁制动器位于制动板的上方，二者间设有间隙，制动板的两端通过沉头螺杆与底座法兰盘连接，制动板上表面与螺杆之间设置弹簧，制动板可沿沉头螺杆上下运动。

8.根据权利要求1所述的非合作目标卫星捕获装置，其特征在于：所述压杆机构包括压杆、轴承和螺母，所述压杆与四连杆捕获爪机构固连，轴承通过螺母装配在压杆上。

9.一种非合作目标卫星的捕获方法，其特征在于采用权利要求1至8任一项所述的非合作目标卫星捕获装置，具体步骤为：

1)、控制单元控制驱动机构驱动丝杆带动四连杆捕获爪机构向上运动，运动到外壳包络范围之外时，四连杆捕获爪机构向外壳外展开，同时水平锁紧块向外水平滑行；

2)、光电传感器监测到当非合作目标卫星的对接框时，控制单元控制驱动机构驱动丝杆带动四连杆捕获爪向下运动，使四连杆捕获爪机构逐渐闭合，逐渐将非合作目标卫星的对接框包络在内；在四连杆捕获爪机构向下运动的同时，四连杆捕获爪机构上的压杆机构驱动水平锁紧块向内水平滑行，逐渐将对接框锁紧；

3)、通过预紧力加载机构监控捕获装置对对接框锁紧力，当达到锁紧力要求后，预紧力加载机构发出信号停止驱动机构工作，此时四连杆捕获爪机构位于非合作目标卫星的台阶面上，水平锁紧块顶住预紧力加载机构的对接框内外径，实现非合作目标卫星的捕获。

10.根据权利要求9所述的非合作目标卫星的捕获方法，其特征在于:在运动过程中，当对非合作目标卫星的接框坐标系与捕获装置坐标系发生相对位置偏移及角度偏移，通过被动柔顺机构对两坐标系进行对正。