基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统技术方案

基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，属于航天器在轨服务技术领域，本发明专利技术为了解决现有运载火箭的搭载和推进能力较差，无法满足超大口径空间光学载荷运载需求的问题，本发明专利技术所述组装系统中三镜模块位于航天器平台的轴线上，且三镜模块与航天器平台的顶部固定连接，两个太阳翼帆板沿周向等距安装在航天器平台的外圆面上，计量环设置在航天器平台的下方，且计量环的一端与航天器平台底部固定连接，货运舱设置在计量环的下部，且货运舱与计量环拆卸连接，可伸缩机械臂设置在计量环上，且可伸缩机械臂通过滑动块与计量环滑动连接，伸缩机械臂可沿计量环的周向滑动，且可伸缩机械臂用于抓取货运舱中的零件。伸缩机械臂用于抓取货运舱中的零件。伸缩机械臂用于抓取货运舱中的零件。

【技术实现步骤摘要】
基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统


[0001]本专利技术属于航天器在轨服务
，具体涉及基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统。

技术介绍

[0002]空间目标监视、空间态势感知和高性能天文观测等领域对超大口径光学有效载荷的需求强烈，急需突破超大口径空间光学载荷研制技术，为我国研制下一代空间监视预警系统、空间天文望远镜奠定技术基础。然而，受限于运载火箭的搭载和推进能力，现有的运载火箭无法满足超大口径空间光学载荷的运载需求，导致了我国在下一代空间监视预警系统和空间天文望远镜的研制工作遭遇瓶颈，严重影响了我国空间探索的科学进程，因此，为适应现有运载火箭的搭载和推进能力，同时实现可以发射运载超大口径空间光学载荷的空间望远镜，研发一种基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统是非常必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决现有运载火箭的搭载和推进能力较差，无法满足超大口径空间光学载荷运载需求的问题，进而提供一种基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统；
[0004]基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，所述组装系统包括航天器平台、计量环、可伸缩机械臂、货运舱、三镜模块和两个太阳翼帆板，所述三镜模块位于航天器平台的轴线上，且三镜模块与航天器平台的顶部固定连接，两个太阳翼帆板沿周向等距安装在航天器平台的外圆面上，计量环设置在航天器平台的下方，且计量环的一端与航天器平台的底部固定连接，货运舱设置在计量环的下部，且货运舱与计量环拆卸连接，可伸缩机械臂设置在计量环上，且可伸缩机械臂通过滑动块与计量环滑动连接，伸缩机械臂可沿计量环的周向滑动，且可伸缩机械臂用于抓取货运舱中的零件；
[0005]进一步地，所述可伸缩机械臂与滑动块通过球铰进行连接；
[0006]进一步地，所述货运舱为圆柱形结构，货运舱沿周向依次设有模块化子镜放料舱、次镜模块放料舱、次镜支架放料舱、挡光环结构安装基座放料舱和挡光环结构放料舱，若干个模块化子镜、次镜模块、三个次镜支架、挡光环结构和挡光环结构安装基座对应放入在各个放料舱中；
[0007]进一步地，所述货运舱的外壁上沿圆周方向均布设有若干适配器，每个适配器自身携带大容差浮动电连接器；
[0008]进一步地，所述货运舱的外壁上还设有多功能灵巧机器人，多功能灵巧机器人自身携带可充电电池，多功能灵巧机器人通过适配器和货运舱实现机械锁紧和电气连接；
[0009]进一步地，所述多功能灵巧机器人包括两个固定臂和一个工作臂，两个固定臂用于与适配器进行机械锁紧和电气连接，工作臂用于抓取零件；
[0010]进一步地，所述每个模块化子镜上带有机械锁紧和电气连接接口，若干个模块化
子镜通过可伸缩机械臂依次抓取拼接形成主镜，主镜呈正六边形，主镜的中心为三镜模块，主镜设置在航天器平台上；
[0011]进一步地，所述三个次镜支架通过可伸缩机械臂依次抓取设置在主镜的上表面上，且每个次镜支架的一端与主镜中的一个模块化子镜固定连接，且任意两个次镜支架之间的夹角为120
°
；
[0012]进一步地，所述次镜模块通过可伸缩机械臂抓取安装在三个次镜支架的另一端上，次镜模块和三个次镜支架与对应模块化子镜的固接点组成四面体结构；
[0013]进一步地，所述挡光环结构安装基座为六边形结构，且挡光环结构安装基座的六角处与主镜六边形顶点的模块化子镜对应固接；
[0014]进一步地，所述挡光环结构为中空的六棱柱结构，挡光环结构通过可伸缩机械臂和多功能灵巧机器人配合抓取安装在挡光环结构安装基座上，且三个次镜支架和次镜模块组成的四面体结构设置在挡光环结构中。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0016]1、本专利技术提供的基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，通过空间望远镜设计为模块化形式，空间望远镜的组部件模块通过一次或多次发射运载入轨，在运行轨道实施空间望远镜的安装、调整，从而获得具有超大口径、且能够在空间稳定运行的空间望远镜。该技术的出现彻底突破了运载工具的限制，使超大口径空间望远镜成为现实，使系统具备“可扩展”能力，具有传统空间光学载荷不可比拟的可维修性与保障性。
[0017]2、本专利技术提供的基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，通过多空间机器人协同实现在轨装配，使大型、超大型空间设施的建设成为可能，可有效提高在轨装配、在轨维护、在轨维修和在轨服务的技术水平。
[0018]3、本专利技术提供的基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，通过多空间机器人协同实现在轨装配，使大型、超大型空间望远镜的建设成为可能，大大提高国家对地、对空、对海的探测范围和探测精度，解决受制于运载火箭的能力，导致空间望远镜口径太小的技术问题。
附图说明
[0019]图1为本专利技术中在轨装配系统中太阳翼展开后的示意图；
[0020]图2为本专利技术中在轨装配系统中围绕三镜模块进行第一层模块子镜拼装示意图；
[0021]图3为本专利技术中在轨装配系统中所有模块子镜拼装成主镜后的状态示意图；
[0022]图4为本专利技术中在轨装配系统中次镜系统拼装后的状态示意图；
[0023]图5为本专利技术中在轨装配系统中挡光环结构拼装后的状态示意图；
[0024]图中包括1航天器平台、2计量环、3可伸缩机械臂、4货运舱、5适配器、6模块化子镜、7多功能灵巧机器人、8太阳翼帆板、9次镜模块、10次镜支架、11三镜模块、12挡光环结构和13挡光环结构安装基座。
具体实施方式
[0025]具体实施方式一：参照图1至图5说明本实施方式，本实施方式提供了一种基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，所述组装系统包括航天器平台1、计量环2、
可伸缩机械臂3、货运舱4、三镜模块11和两个太阳翼帆板8，所述三镜模块11位于航天器平台1的轴线上，且三镜模块11与航天器平台1的顶部固定连接，两个太阳翼帆板8沿周向等距安装在航天器平台1的外圆面上，计量环2设置在航天器平台1的下方，且计量环2的一端与航天器平台1的底部固定连接，货运舱4设置在计量环2的下部，且货运舱4与计量环2拆卸连接，可伸缩机械臂3设置在计量环2上，且可伸缩机械臂3通过滑动块与计量环2滑动连接，伸缩机械臂3可沿计量环2的周向滑动，且可伸缩机械臂3用于抓取货运舱4中的零件。
[0026]本实施方式提供的基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，通过空间望远镜设计为模块化形式，空间望远镜的组部件模块通过一次或多次发射运载入轨，在运行轨道实施空间望远镜的安装、调整，从而获得具有超大口径、且能够在空间稳定运行的空间望远镜。该技术的出现彻底突破了运载工具的限制，使超大口径空间望远镜成为现实，使系统具备“可扩展”能力，具有传统空间光学载荷不可比拟的可维修性与保障性。
[0027]具体实施方式二：参照图1至图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的可伸缩机械臂3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，其特征在于：所述组装系统包括航天器平台(1)、计量环(2)、可伸缩机械臂(3)、货运舱(4)、三镜模块(11)和两个太阳翼帆板(8)，所述三镜模块(11)位于航天器平台(1)的顶端的中心处，且三镜模块(11)与航天器平台(1)的顶部固定连接，两个太阳翼帆板(8)沿周向等距安转在航天器平台(1)的外圆面上，计量环(2)设置在航天器平台(1)的下方，且计量环(2)的一端与航天器平台(1)的底部固定连接，货运舱(4)设置在计量环(2)的下部，且货运舱(4)与计量环(2)拆卸连接，可伸缩机械臂(3)设置在计量环(2)上，且可伸缩机械臂(3)通过滑动块与计量环(2)滑动连接，伸缩机械臂(3)可沿计量环(2)的周向滑动，且可伸缩机械臂(3)用于抓取货运舱(4)中的零件。2.根据权利要求1中所述的基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，其特征在于：所述可伸缩机械臂(3)与滑动块通过球铰进行连接。3.根据权利要求2中所述的基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，其特征在于：所述货运舱(4)为圆柱形结构，货运舱(4)沿周向依次设有模块化子镜放料舱、次镜模块放料舱、次镜支架放料舱、挡光环结构安装基座放料舱和挡光环结构放料舱，若干个模块化子镜(6)、次镜模块(9)、三个次镜支架(10)、挡光环结构(12)和挡光环结构安装基座(13)对应放入在各个放料舱中，且每个放料舱上设有拉门。4.根据权利要求3中所述的基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，其特征在于：所述货运舱(4)的外壁上沿圆周方向均布设有若干适配器(5)，每个适配器(5)自身携带大容差浮动电连接器。5.根据权利要求4中所述的基于多空间机器人的超大型空间望远镜在轨组装系统，其特征在于：所述货运舱(4)的外壁上还设有多功能灵巧机器人(7)，多功能灵巧机器人(7)自身携带可充电电池，多功能灵巧机器人(...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙永军，蒋再男，倪风雷，赵京东，刘宏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：