[发明专利]一种多连杆环抱式空间捕获机构

说明书

本发明公开了一种多连杆环抱式空间捕获机构，包括：机构外接法兰盘、定平台、4‑URU并联机构、八杆可折展动平台。机构外接法兰盘包括上端四孔大圆盘，第一主动轴，下端四孔小圆盘，上端四孔大圆盘用于对接空间飞行器，下端四孔小圆盘用于连接定平台；4‑URU并联机构包括第一运动支链、第二运动支链、第三运动支链和第四运动支链，对称安装在捕获机构的外侧，四条运动支链构型均为URU构型。四条运动支链上端与定平台固定连接，下端与八杆可折展动平台相连。该捕获机构可在八个关节触点的作用下将目标整星捕获。该捕获机构仅由一个电机、八个舵机驱动即可实现折叠收纳、展开捕获、环抱收紧的功能，提升了捕获自由度，降低了对接精度要求，提高了刚度。

技术领域

本发明属于空间捕获机构领域，涉及多连杆空间捕获机构，特别涉及一种多连杆环抱式空间捕获机构。

背景技术

空间在轨捕获技术是一项前沿的空间技术研究热点。随着科技的发展，人类向太空发射了大量的航天器，太空中的恶劣环境会对航天器的安全和寿命产生严重影响，造成太空中存在大量失效航天器，占用空间资源，而空间捕获机构通过对失效航天器实施抓捕可以对其进行在轨维修再利用，或拖拽至坟墓轨道，释放空间资源。中国专利CN108516112A提出了一种自适应欠驱动式非合作目标空间捕获机构，采用单一动力源实现三个机械臂展开，具有多自由度，能灵活适应不同尺寸、形状的目标卫星喷管。中国专利CN104443444A提出了一种对接与转移一体式空间捕获机构，实现了空间轨道上两飞行器的对接及对目标飞行器上样品容器的长距离转移。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多连杆环抱式空间捕获机构，将目标整星捕获，提升捕获自由度，降低对接精度要求，提升抓捕力，提高刚度，结构更为紧凑。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：一种多连杆环抱式空间捕获机构包括：机构外接法兰盘、定平台、4-URU并联机构、八杆可折展动平台。机构外接法兰盘包括上端四孔大圆盘，第一主动轴，下端四孔小圆盘，上端四孔大圆盘安装有四个螺栓，用于对接空间飞行器，下端四孔小圆盘安装有四个螺栓，用于连接定平台，第一主动轴安装在上端四孔大圆盘和下端四孔小圆盘之间；4-URU并联机构包括第一运动支链、第二运动支链、第三运动支链和第四运动支链，对称布置在定平台的四周，四条运动支链构型均为URU构型，四条运动支链上端通过螺栓固定连接在定平台上，下端通过螺栓与八杆可折展动平台相连；4-URU并联机构具有五个自由度，采用五个驱动完全约束运动，其中四个驱动采用舵机驱动，均布置在位于定平台上与运动支链相连的转动关节上，分别用于控制四条运动支链的运动，第五个驱动采用直流减速电机驱动，布置在任意一条运动支链中垂直于舵机轴线且平行于定平台的转动关节上，用于控制八杆可折展动平台开口的朝向；八杆可折展动平台在对称的四个转动关节上加入四个舵机驱动，用于控制八杆可折展动平台的收缩与展开。

定平台包括第一定平台圆盘、第二定平台圆盘、第三定平台圆盘、短轴套、长轴套、连接杆；第一定平台圆盘通过螺母安装在机构外接法兰盘上，四个连接杆通过螺栓与第一定平台圆盘连接，第一定平台圆盘与第二定平台圆盘之间安装有八个短轴套；第二定平台圆盘与第三定平台圆盘之间安装有八个长轴套，第二动平台圆盘与第三动平台圆盘之间对称地布置四个驱动模块，分别通过螺栓与四个连接杆相连，四个驱动模块分别用来驱动第一运动支链、第二运动支链、第三运动支链和第四运动支链，四个驱动模块包括一个有电机驱动模块和三个无电机驱动模块。

4-URU并联机构包括第一运动支链、第二运动支链、第三运动支链和第四运动支链，对称设置；第一运动支链包括有电机驱动模块、双轴舵机模块、第一连杆、R副模块、第二连杆、U副模块，双轴舵机模块左端与有电机驱动模块相连接，右端与第一连杆相连接，第一连杆与第二连杆通过R副模块相连接，第二连杆末端与U副模块相连接；第二运动支链包括无电机驱动模块、双轴舵机模块、第一连杆、R副模块、第二连杆、U副模块，双轴舵机模块左端与无电机驱动模块相连接，右端与第一连杆相连接，第一连杆与第二连杆通过R副模块相连接，第二连杆末端与U副模块相连接；第三运动支链、第四运动支链与第二运动支链结构连接相同。