一种模拟空间自由目标的目标装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种模拟空间自由目标的目标装置，在压紧状态时，定位释放器的插销插入目标的固定孔内；固定于支架的支承销插入目标的销孔内；目标分离弹簧被压紧在支架和目标之间；柔性绳自然弯曲，复位弹簧被拉伸；目标装置在待黏附状态时，定位释放器对目标解锁，使插销从目标的固定孔中拔出；在目标分离弹簧和复位弹簧驱动下，目标脱离支承销；由柔性绳牵拉住目标，使其稳定于待捕获区域，此时的复位弹簧仍残存复位拉力，以抑制目标在释放和脱附时的振动。本发明专利技术实现了一种适用于空间微型试验装置的弹簧复位绳限位自由目标装置，可以为空间碎片模拟捕获试验提供具有一定质量和全自由度的目标体。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟空间自由目标的目标装置
本专利技术属于空间操控研究领域，具体涉及一种在空间黏附试验时模拟空间自由目标的目标装置。
技术介绍
近年来，随着航天器使用数量的增加，开展失效卫星的维修、零件回收和空间碎片清除等成为研究热点。传统的空间目标捕获方式包含机械臂抓取、网包络等。使用以上附着手段，需要事先获知目标结构、运动特性，然而废弃卫星、火箭箭体及空间碎片等是结构未知、运动特性未知的非合作目标。传统的附着手段难以实现对空间非合作目标的附着。基于范德华力的干黏附技术，通过对目标物体表面进行黏附实现对目标的捕获，克服了传统捕获方式操控适应性差、精细操控能力不足等困难。
技术实现思路
为在资源有限的载体卫星上进一步研究干黏附技术，本专利技术提出了一种在空间微型装置中设有自由目标的弹簧复位绳限位目标装置，用以在空间黏附试验时模拟空间自由目标。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供一种模拟空间自由目标的目标装置，其包含：支架；目标；若干支承销，各自固定于支架的第一侧，并以垂直于支架第一侧的方向突出设置；目标分离弹簧，沿支承销轴向布置，一端固定于支架的第一侧；若干柔性绳；各柔性绳一端连接目标，另一端固定至支架；若干复位弹簧；各复位弹簧的一端连接目标，另一端固定至支架；定位释放器，具有垂直于支承销的插销；目标装置在压紧状态时，插销插入目标的固定孔内；支承销插入目标的销孔内；目标分离弹簧被压紧在支架和目标之间；柔性绳呈自然弯曲状态；复位弹簧被拉伸；目标装置在待黏附状态时，定位释放器对目标解锁，使插销从目标的固定孔中拔出；在目标分离弹簧和复位弹簧的恢复力驱动下，目标脱离支承销；由柔性绳对脱离后的目标进行牵拉，此时的复位弹簧仍残存复位拉力，以抑制目标在释放和脱附时的振动。可选地，所述定位释放器，进一步包含外壳，和置于外壳内的以下部件：静半轴，固定在外壳内；动半轴，两端设在外壳的导槽内，并可沿导槽移动；所述插销与动半轴固定连接，并且与外壳内部圆环凸台的内孔间隙配合，插销和动半轴的组合体可沿着圆环凸台的内孔和外壳的导槽移动；拔销弹簧，位于动半轴、静半轴之间；定位释放器释放目标之前，所述拔销弹簧处于压缩状态；熔丝组件，设有绝缘腔来容纳熔丝环；金属丝，缠绕于静半轴、动半轴上，对动半轴远离静半轴的移动进行限制，使插销保持伸出状态，对目标进行固定；金属丝的一端固定于静半轴上，另一端被熔丝环牵拉于熔丝组件的绝缘腔中而固定；所述熔丝环由强度足够的低熔点金属丝制成。可选地，进入绝缘腔内的金属丝末端形成第一封闭环扣；进入绝缘腔内的第一导线末端形成第二封闭环扣；进入绝缘腔内的第二导线末端形成第三封闭环扣；第一、第二、第三封闭环扣，均与熔丝环相扣，形成三向牵拉，使熔丝环扣被抻紧为三角形且稳定于绝缘腔内，同时将金属丝末端限制于绝缘腔内。可选地，所述目标装置还包含电源及其控制组件，其与定位释放器的第一导线、第二导线电性连接；在解锁释放目标时，通过电源及其控制组件对定位释放器通电，在第一导线、第二导线之间产生电压，以使熔丝环扣熔断；熔丝环扣熔断后，金属丝末端被释放，使动半轴得以在拔销弹簧恢复力作用下背离目标运动，带动插销从目标的固定孔中拔出。可选地，所述目标装置包含对称的两个熔丝组件；每个熔丝组件通过绝缘内壁、绝缘底形成绝缘腔，并进一步包含以下部件：绝缘套、连接压壳、螺钉；其中，绝缘底包含底部，和至少竖立在底部一侧的侧部；绝缘内壁设置在绝缘底的底部之上，通过环绕的侧壁形成可容纳熔丝环扣的空间；金属丝末端穿过绝缘套从第一方向进入绝缘腔；第一导线的末端，第二导线的末端，分别从第二方向、第三方向进入绝缘腔；绝缘内壁侧壁的部分外表面形成有横向延伸段；连接压壳设置在所述横向延伸段上，还设置在绝缘内壁没有横向延伸段的侧壁顶部，并且使绝缘底的侧部插入连接压壳与绝缘内壁的侧壁的间隙内；若干螺钉各自穿透连接压壳、绝缘内壁的横向延伸段、绝缘底的底部，拧到外壳内壁的螺纹孔内，将熔丝组件在沿螺钉的方向上压在一起，并固定于外壳内壁上；通过连接压壳，在垂直于螺钉的方向上将绝缘内壁与绝缘底的侧部压到一起。可选地，所述目标的销孔与支承销间隙配合。可选地，所述支承销上镀敷固体润滑材料。可选地，所述目标分离弹簧套设在支承销上。可选地，各复位弹簧的一端连接在目标上远离支承销的一面，另一端通过连接件固定至支架。可选地，各柔性绳一端连接在目标上靠近支承销的一面，另一端固定于支架上的螺钉处。可选地，所述定位释放器进一步包含挡板；动半轴放入外壳上的导槽后，通过挡板对导槽的开口封闭，防止动半轴意外脱出。可选地，所述动半轴与插销通过螺纹连接并用钎焊焊死。可选地，所述静半轴通过位于自身中央且垂直于自身长度方向的孔和外壳内部的圆环凸台外圆柱面配合，并焊接在一起。可选地，所述拔销弹簧套设在插销上，并介于动半轴和静半轴之间。可选地，所述动半轴上镀敷固体润滑材料。可选地，所述静半轴上镀敷固体润滑材料。可选地，所述金属丝一端焊接固定于静半轴上，焊点位于静半轴的锪孔中。可选地，所述金属丝从动半轴圆柱面与纵剖面交界处棱边位置开设的若干凹槽走丝，使金属丝沿两半轴轴向均匀分布于动半轴，防止金属丝轴向间距变化后变松而使插销意外释放。可选地，所述熔丝环，由熔丝首尾钎焊制成；金属丝末端折弯钎焊，形成第一封闭环扣，环扣段金属丝被绝缘套包裹；第一导线、第二导线末端分别折弯钎焊，形成第二、第三封闭环扣；三个封闭环的截面圆直径大于熔丝疲劳折断安全曲率半径。本专利技术所述模拟空间自由目标的目标装置，其优点在于：第一，目标待黏附时，柔性绳被弹簧抻紧且柔性绳处于弱张紧状态，可抑制目标在释放或脱附后的振动；第二，目标在待黏附时具有空间全自由度；第三，以简易可靠的结构，实现了对目标在发射时的固定和空间试验时的解锁释放。附图说明图1是目标装置在待黏附状态的示意图；图2是目标装置在压紧状态的示意图；图3a～图3c是定位释放器的示意图，图3a是主视图，图3b是左视图，图3c是图3a中A-A向的剖视图；图4a～图4c是熔丝组件的示意图，图4a是主视方向的A-A剖面图，图4b是左视图，图4c是俯视图；图5是目标的示意图。具体实施方式本专利技术所述的模拟空间自由目标的目标装置，是适用于空间微型试验装置的一种弹簧复位绳限位自由目标装置，能够用于空间黏附试验，为空间碎片模拟捕获试验提供有一定质量和全自由度的目标体。下面结合附图及试验全过程，阐述此目标装置的具体实施方式。如图1、图2所示，本专利技术所述的目标装置，主要包含：支架1、目标8、定位释放器6、目标分离弹簧4、支承销3、复位弹簧7、柔性绳5、电源及其控制组件9。其中，支承销3固定于支架1的一侧(称其为第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟空间自由目标的目标装置，其特征在于，包含：/n支架(1)：/n目标(8)；/n若干支承销(3)，各自固定于支架(1)的第一侧，并以垂直于支架(1)第一侧的方向突出设置；/n目标分离弹簧(4)，沿支承销(3)轴向布置，一端固定于支架(1)的第一侧；/n若干柔性绳(5)；各柔性绳(5)一端连接目标(8)，另一端固定至支架(1)；/n若干复位弹簧(7)；各复位弹簧(7)的一端连接目标(8)，另一端固定至支架(1)；/n定位释放器(6)，具有垂直于支承销(3)的插销(6-8)；/n目标装置在压紧状态时，插销(6-8)插入目标(8)的固定孔(8-2)内；支承销(3)插入目标(8)的销孔(8-1)内；目标分离弹簧(4)被压紧在支架(1)和目标(8)之间；柔性绳(5)呈自然弯曲状态；复位弹簧(7)被拉伸；/n目标装置在待黏附状态时，定位释放器(6)对目标(8)解锁，使插销(6-8)从目标(8)的固定孔(8-2)中拔出；在目标分离弹簧(4)和复位弹簧(7)的恢复力驱动下，目标(8)脱离支承销(3)；由柔性绳(5)对脱离后的目标(8)进行牵拉，此时的复位弹簧(7)仍残存复位拉力，以抑制目标(8)在释放和脱附时的振动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种模拟空间自由目标的目标装置，其特征在于，包含：
支架(1)：
目标(8)；
若干支承销(3)，各自固定于支架(1)的第一侧，并以垂直于支架(1)第一侧的方向突出设置；
目标分离弹簧(4)，沿支承销(3)轴向布置，一端固定于支架(1)的第一侧；
若干柔性绳(5)；各柔性绳(5)一端连接目标(8)，另一端固定至支架(1)；
若干复位弹簧(7)；各复位弹簧(7)的一端连接目标(8)，另一端固定至支架(1)；
定位释放器(6)，具有垂直于支承销(3)的插销(6-8)；
目标装置在压紧状态时，插销(6-8)插入目标(8)的固定孔(8-2)内；支承销(3)插入目标(8)的销孔(8-1)内；目标分离弹簧(4)被压紧在支架(1)和目标(8)之间；柔性绳(5)呈自然弯曲状态；复位弹簧(7)被拉伸；
目标装置在待黏附状态时，定位释放器(6)对目标(8)解锁，使插销(6-8)从目标(8)的固定孔(8-2)中拔出；在目标分离弹簧(4)和复位弹簧(7)的恢复力驱动下，目标(8)脱离支承销(3)；由柔性绳(5)对脱离后的目标(8)进行牵拉，此时的复位弹簧(7)仍残存复位拉力，以抑制目标(8)在释放和脱附时的振动。


2.如权利要求1所述模拟空间自由目标的目标装置，其特征在于，
所述定位释放器(6)，进一步包含外壳(6-7)，和置于外壳(6-7)内的以下部件：
静半轴(6-6)，固定在外壳(6-7)内；
动半轴(6-3)，两端设在外壳(6-7)的导槽内，并可沿导槽移动；所述插销(6-8)与动半轴(6-3)固定连接，并且与外壳内部圆环凸台的内孔间隙配合，插销(6-8)和动半轴(6-3)的组合体可沿着圆环凸台的内孔和外壳(6-7)的导槽移动；
拔销弹簧(6-15)，位于动半轴(6-3)、静半轴(6-6)之间；定位释放器(6)释放目标之前，所述拔销弹簧(6-15)处于压缩状态；
熔丝组件(6-1)，设有绝缘腔来容纳熔丝环(6-1-8)；
金属丝(6-5)，缠绕于静半轴(6-6)、动半轴(6-3)上，对动半轴(6-3)远离静半轴(6-6)的移动进行限制，使插销(6-8)保持伸出状态，对目标(8)进行固定；金属丝(6-5)的一端固定于静半轴(6-6)上，另一端被熔丝环(6-1-8)牵拉于熔丝组件(6-1)的绝缘腔中而固定；所述熔丝环(6-1-8)由强度足够的低熔点金属丝制成。


3.如权利要求2所述模拟空间自由目标的目标装置，其特征在于，进入绝缘腔内的金属丝(6-5)末端形成第一封闭环扣；
进入绝缘腔内的第一导线(6-1-9)末端形成第二封闭环扣；
进入绝缘腔内的第二导线(6-1-10)末端形成第三封闭环扣；
第一、第二、第三封闭环扣，均与熔丝环(6-1-8)相扣，形成三向牵拉，使熔丝环扣(6-1-8)被抻紧为三角形且稳定于绝缘腔内，同时将金属丝(6-5)末端限制于绝缘腔内。


4.如权利要求3所述模拟空间自由目标的目标装置，其特征在于，
所述目标装置还包含电源及其控制组件(9)，其与定位释放器(6)的第一导线(6-1-9)、第二导线(6-1-10)电性连接；
在解锁释放目标(8)时，通过电源及其控制组件(9)对定位释放器(6)通电，在第一导线(6-1-9)、第二导线(6-1-10)之间产生电压，以使熔丝环扣(6-1-8)熔断；
熔丝环扣(6-1-8)熔断后，金属丝(6-5)末端被释放，使动半轴(6-3)得以在拔销弹簧(6-15)恢复力作用下背离目标(8)运动，带动插销(6-8)从目标(8)的固定孔(8-2)中拔出。


5.如权利要求3或4所述模拟空间自由目标的目标装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金海，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31