电磁对接系统及电磁对接控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电磁对接系统及电磁对接控制方法，所述电磁对接系统包括目标电磁装置和追踪电磁装置；所述第一控制器用于生成第一目标电信号以驱动所述目标电磁线圈，所述第二控制器用于生成第二目标电信号以驱动所述追踪电磁线圈；所述目标电磁线圈和所述追踪电磁线圈之间根据所述第一目标电信号以及所述第二目标电信号产生目标电磁力，所述第一连接组件与所述第二连接组件根据所述目标电磁力进行对接或分离。本发明专利技术中的电磁对接装置具有结构简单、对接过程稳定实现柔性对接以及安全分离、且对接效率高，实现提供足够大的电磁力的同时，也保证对接过程中较大的相对速度容差和相对位置容差。和相对位置容差。和相对位置容差。

【技术实现步骤摘要】
电磁对接系统及电磁对接控制方法


[0001]本专利技术涉及电磁对接
，特别涉及一种电磁对接系统及电磁对接控制方法。

技术介绍

[0002]日益复杂的在轨维护与构建等任务，对在轨对接技术提出了更高的要求。传统的航天器采用的对接技术存在冲击力大、羽流污染、推进剂消耗及光学干扰等问题，而基于电磁力控制的电磁对接技术，可以避免以上缺点，并通过非接触、连续、可逆以及同步控制能力，实现两航天器的柔性对接与安全分离，具有广阔的应用前景。基于此，开展电磁对接技术研究以对我国航天设备的在轨对接应用提供技术支持。
[0003]由于一对电磁线圈产生的电磁场为开域电磁场，磁场的强弱和距离的三次方成反比，因此可用于电磁对接的范围十分有限。为适应不同的初始位姿，拓宽电磁对接的有效范围，则需要采用带铁芯的电磁线圈产生足够大的电磁力。同时，在实际卫星在轨运动场景中，卫星呈现的是6自由度的运动状态，而传统的一对电磁线圈只能提供单个自由度的电磁力。因此现有的电磁对接系统普遍存在电磁力较小、对接过程中相对位置容差和相对速度容差较小，鲁棒性不高等问题。另外，现有的电磁对接还存在结构复杂等缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中电磁对接系统结构复杂、对接效果差的缺陷，提供一种电磁对接系统及电磁对接控制方法。
[0005]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0006]本专利技术提供一种电磁对接系统，所述电磁对接系统包括目标电磁装置和追踪电磁装置；
[0007]所述目标电磁装置包括第一控制器、第一主体结构、设置于所述第一主体结构的第一对接端面上的目标电磁线圈和第一连接组件，所述目标电磁线圈和所述第一控制器电连接；所述追踪电磁装置包括第二控制器、第二主体结构、设置于所述第二主体结构的第二对接端面上的追踪电磁线圈和第二连接组件，所述追踪电磁线圈和所述第二控制器电连接；
[0008]所述第一控制器用于生成第一目标电信号以驱动所述目标电磁线圈，所述第二控制器用于生成第二目标电信号以驱动所述追踪电磁线圈；
[0009]所述目标电磁线圈和所述追踪电磁线圈之间根据所述第一目标电信号以及所述第二目标电信号产生目标电磁力，所述第一连接组件与所述第二连接组件根据所述目标电磁力进行对接或分离。
[0010]较佳地，所述目标电磁装置还包括第一固定结构，所述目标电磁线圈通过所述第一固定结构固设在所述第一对接端面上；和/或，
[0011]所述追踪电磁装置还包括第二固定结构，所述追踪电磁线圈通过所述第二固定结
构固设在所述第二对接端面上。
[0012]较佳地，所述第一固定结构包括第一壳体，所述目标电磁线圈通过螺钉固设在所述第一壳体的上下板材之间，所述第一壳体通过螺钉固定在第一对接端面上；和/或，
[0013]所述第二固定结构包括第二壳体，所述追踪电磁线圈通过螺钉固设在所述第二壳体的上下板材之间，所述第二壳体通过螺钉固定在第二对接端面上。
[0014]较佳地，所述目标电磁线圈和所述追踪电磁线圈为圆环状的线圈结构。
[0015]较佳地，所述第一连接组件包括若干个第一连接单元，所述第二连接组件包括若干个第二连接单元，
[0016]每个所述第一连接单元与一个所述第二连接单元配合连接。
[0017]较佳地，所述第一连接单元包括导向锥杆，所述第二连接单元包括导向锥孔；或，
[0018]所述第一连接单元包括导向锥孔，所述第二连接单元包括导向锥杆。
[0019]较佳地，若干个所述第一连接单元全部布设在圆环状的所述目标电磁线圈内部、全部布设在圆环状的所述目标电磁线圈外部、或一部分布设在圆环状的所述目标电磁线圈内部，剩余部分布设在圆环状的所述目标电磁线圈外部，每个所述第二连接单元的位置与所述第一连接单元的位置对应布设。
[0020]较佳地，所述目标电磁装置还包括固设于所述第一对接端面上的激光发射器，所追踪标电磁装置还包括固设于所述第二对接端面上的激光接收器；或，所述目标电磁装置还包括固设于所述第一对接端面上的激光接收器，所追踪标电磁装置还包括固设于所述第二对接端面上的激光发射器；
[0021]所述第一控制器和/或第二控制器根据所述激光接收器和所述激光接收器采集得到所述目标电磁装置和所述追踪电磁装置之间的相对对接距离；所述第一控制器用于根据在所述相对对接距离和设定阈值生成第一目标电信号以驱动所述目标电磁线圈，所述第二控制器用于根据在所述相对对接距离和设定阈值生成第二目标电信号以驱动所述追踪电磁线圈。
[0022]较佳地，所述目标电磁装置还包括固设于所述第一连接组件上的第一锁止部件，所述追踪电磁装置还包括固设于所述第二连接组件上的第二锁止部件；
[0023]所述第一控制器用于在所述相对对接距离小于或者等于所述设定阈值时，生成第三目标电信号以驱动所述目标电磁线圈，所述第三目标电信号大于所述第一目标电信号；
[0024]所述第二控制器用于在所述相对对接距离小于或者等于所述设定阈值时，生成第四目标电信号以驱动所述追踪电磁线圈，所述第四目标电信号大于所述第二目标电信号；
[0025]所述目标电磁线圈和所述追踪电磁线圈之间根据所述第三目标电信号以及所述第四目标电信号产生目标电磁力以驱动所述第一锁止部件和所述第二锁止部件执行锁止操作。
[0026]较佳地，所述目标电磁线圈和所述追踪电磁线圈包括线圈结构和铁芯结构；
[0027]所述铁芯结构的内侧、外侧和靠近对接端面的至少一侧设有铜材质制成的所述线圈结构。
[0028]较佳地，所述第一控制器包括第一无线通信模块，所述第二控制器包括第二无线通信模块，所述第一控制器与所述第二控制器之间通过所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块进行相互无线通信和/或与上位机进行数据传输。
[0029]较佳地，所述第一对接端面与所述第二对接端面平行设置；和/或，
[0030]所述目标电磁装置和所述追踪电磁装置均包括卫星。
[0031]本专利技术提供一种电磁对接控制方法，所述电磁对接控制方法采用上述的电磁对接系统实现；所述电磁对接控制方法包括：
[0032]所述第一控制器生成第一目标电信号以驱动所述目标电磁线圈；
[0033]所述第二控制器生成第二目标电信号以驱动所述追踪电磁线圈；
[0034]所述目标电磁线圈和所述追踪电磁线圈之间根据所述第一目标电信号以及所述第二目标电信号产生目标电磁力，所述第一连接组件与所述第二连接组件根据所述目标电磁力进行对接或分离。
[0035]较佳地，所述目标电磁装置还包括固设于所述第一对接端面上的激光发射器，所追踪标电磁装置还包括固设于所述第二对接端面上的激光接收器；或，所述目标电磁装置还包括固设于所述第一对接端面上的激光接收器，所追踪标电磁装置还包括固设于所述第二对接端面上的激光发射器；
[0036]所述电磁对接控制方法还包括：
[0037]根据所述激光接收器和所述激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁对接系统，其特征在于，所述电磁对接系统包括目标电磁装置和追踪电磁装置；所述目标电磁装置包括第一控制器、第一主体结构、设置于所述第一主体结构的第一对接端面上的目标电磁线圈和第一连接组件，所述目标电磁线圈和所述第一控制器电连接；所述追踪电磁装置包括第二控制器、第二主体结构、设置于所述第二主体结构的第二对接端面上的追踪电磁线圈和第二连接组件，所述追踪电磁线圈和所述第二控制器电连接；所述第一控制器用于生成第一目标电信号以驱动所述目标电磁线圈，所述第二控制器用于生成第二目标电信号以驱动所述追踪电磁线圈；所述目标电磁线圈和所述追踪电磁线圈之间根据所述第一目标电信号以及所述第二目标电信号产生目标电磁力，所述第一连接组件与所述第二连接组件根据所述目标电磁力进行对接或分离。2.如权利要求1所述的电磁对接系统，其特征在于，所述目标电磁装置还包括第一固定结构，所述目标电磁线圈通过所述第一固定结构固设在所述第一对接端面上；和/或，所述追踪电磁装置还包括第二固定结构，所述追踪电磁线圈通过所述第二固定结构固设在所述第二对接端面上。3.如权利要求2所述的电磁对接系统，其特征在于，所述第一固定结构包括第一壳体，所述目标电磁线圈通过螺钉固设在所述第一壳体的上下板材之间，所述第一壳体通过螺钉固定在第一对接端面上；和/或，所述第二固定结构包括第二壳体，所述追踪电磁线圈通过螺钉固设在所述第二壳体的上下板材之间，所述第二壳体通过螺钉固定在第二对接端面上。4.如权利要求1所述的电磁对接系统，其特征在于，所述目标电磁线圈和所述追踪电磁线圈为圆环状的线圈结构。5.如权利要求4所述的电磁对接系统，其特征在于，所述第一连接组件包括若干个第一连接单元，所述第二连接组件包括若干个第二连接单元，每个所述第一连接单元与一个所述第二连接单元配合连接。6.如权利要求5所述的电磁对接系统，其特征在于，所述第一连接单元包括导向锥杆，所述第二连接单元包括导向锥孔；或，所述第一连接单元包括导向锥孔，所述第二连接单元包括导向锥杆。7.如权利要求5所述的电磁对接系统，其特征在于，若干个所述第一连接单元全部布设在圆环状的所述目标电磁线圈内部、全部布设在圆环状的所述目标电磁线圈外部、或一部分布设在圆环状的所述目标电磁线圈内部，剩余部分布设在圆环状的所述目标电磁线圈外部，每个所述第二连接单元的位置与所述第一连接单元的位置对应布设。8.如权利要求1所述的电磁对接系统，其特征在于，所述目标电磁装置还包括固设于所述第一对接端面上的激光发射器，所追踪标电磁装置还包括固设于所述第二对接端面上的激光接收器；或，所述目标电磁装置还包括固设于所述第一对接端面上的激光接收器，所追踪标电磁装置还包括固设于所述第二对接端面上的激光发射器；所述第一控制器和/或第二控制器根据所述激光接收器和所述激光接收器采集得到所述目标电磁装置和所述追踪电磁装置之间的相对对接距离；所述第一控制器用于根据在所述相对对接距离和设定阈值生成第一目标电信号以驱动所述目标电磁线圈，所述第二控制
器用于根据在所述相对对接距离和设定阈值生成第二目标电信号以驱动所述追踪电磁线圈。9.如权利要求8所述的电磁对接系统，其特征在于，所述目标电磁装置还包括固设于所述第一连接组件上的第一锁止部件，所述追踪电磁装置还包括固设于所述第二连接组件上的第二锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立建，李恒晖，韩润奇，王波，庄原，王耀兵，阮光正，苏子中，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：