CN112607067B - 一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，属于空间非合作目标柔性捕获技术领域；包括支座、直线导轨、直线导轨座、自由系绳接头、接头顶杆、接头压簧、自由接头座、无框电机、单自由度连接分离机构、自由系绳底座、自由系绳、外缠绕轴、内缠绕轴、导向筒、电机丝杠和转动角度传感器；本发明能够实现空间多个目标捕获或单个目标多次捕获的功能。

Description

一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统

技术领域

本发明属于空间非合作目标柔性捕获技术领域，涉及一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统。

背景技术

随着人类空间活动日益频繁，空间碎片、故障卫星、废弃卫星等空间目标日益增多，空间飞行器的在轨安全运行受到严重的威胁，空间碎片主动移除是消除此类威胁的重要途径。在众多空间碎片主动移除技术途径中，结合空间非合作目标柔性捕获技术和空间拖船技术的抓捕离轨方式是目前有希望最快实现工程化的碎片移除技术方法，具体是装备飞网、鱼叉等空间柔性抓捕装置的拖船平台在安全距离外对捕获目标发射抓捕装置，命中目标并形成抓捕力后通过抓捕装置尾部连接的系绳实现抓捕目标和空间拖船平台的空间柔性连接，利用拖船平台的收放线控制装置和平台机动能力较快地改变抓捕目标轨道，将其移动到低轨并释放，加快目标轨道高度降低最终进入大气层烧毁，或将其送入位于静止轨道上方的“坟墓轨道”。这是空间碎片清除的一项重要技术手段，已经得到全球各国航天技术研究部门的广泛研究和发展。

目前各类空间柔性抓捕装置-收放线控制系统-空间拖船平台技术方案中，由于柔性系绳在空间微重力条件下漂浮的不确定性而造成的干扰，拖船平台一般只装备一套柔性抓捕装置，难以实现在拖船平台上使用多个柔性抓捕装置，不能对多个目标进行抓捕和离轨控制，当发射抓捕装置没有命中目标时，拖船平台也不能重新对目标进行二次抓捕。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，能够实现空间多个目标捕获或单个目标多次捕获的功能。

本发明解决技术的方案是：

一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，包括支座、直线导轨、直线导轨座、自由系绳接头、接头顶杆、接头压簧、自由接头座、无框电机、单自由度连接分离机构、自由系绳底座、自由系绳、外缠绕轴、内缠绕轴、导向筒、电机丝杠和转动角度传感器；

其中，外缠绕轴、内缠绕轴、导向筒安装在自由系绳底座上；自由系绳缠绕在外缠绕轴和内缠绕轴的外壁；支座与无框电机定子、自由系绳底座、自由接头座固连；转动角度传感器安装在支座上；自由系绳接头、接头顶杆、接头压簧依次安装在自由接头座内；直线导轨、电机丝杠安装在直线导轨座上；直线导轨座与无框电机动子固连；通过无框电机驱动直线导轨座相对自由接头座实现定角度转动；分度角由平台配置的捕获装置数量即自由系绳接头数量决定；每个自由系绳接头匹配一套空间柔性抓捕装置，单自由度连接分离机构末端连接收放线控制系绳；切换系统实现在微重力条件下通过一个自由度驱动实现与多套自由系绳之间的有序连接分离切换。

在上述的一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，当单自由度连接分离机构受到收放线控制系绳拉拽时，内部机构动作释放上一发连接在单自由度连接分离机构内的自由系绳接头；之后单自由度连接分离机构从直线导轨座中心位置沿直线导轨在电机丝杠驱动下移动到上一发自由系绳接头孔位上方；此时下一发自由系绳接头顶部由直线导轨座压住并约束；直线导轨座在无框电机驱动下转动至下一个自由系绳接头上方；转动角度由转动角度传感器反馈进行精度控制；此时自由系绳接头由接头压簧通过接头顶杆从直线导轨座豁槽中顶出并弹射驱动单自由度连接分离机构内部机构；实现自由系绳接头与单自由度连接分离机构的连接锁定，实现收放线控制装置系绳和自由系绳的连接；之后单自由度连接分离机构沿直线导轨在电机丝杠驱动下回到直线导轨座中心位置，准备由目标拉拽自由系绳进而拉拽收放线控制装置系绳实现收放控制。

在上述的一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，所述每组自由系绳接头、接头顶杆、接头压簧、自由系绳、外缠绕轴、内缠绕轴呈周向排布；自由系绳一端连接一套空间柔性抓捕装置，在对应的外缠绕轴、内缠绕轴上进行8字顺序盘绕；自由系绳的另一端沿导向筒内部相应系绳槽连接在自由系绳接头上；自由系绳长度大于拖船平台与捕获目标之间的安全距离；当对目标进行捕获时，平台发射一套柔性抓捕装置，将8字顺序盘绕在外缠绕轴、内缠绕轴的自由系绳低阻拽出，不影响柔性抓捕装置飞行速度。

在上述的一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，所述单自由度连接分离机构包括锥头、压套、中筒、螺纹堵头、连接套座、第一钢球第二钢球、第三钢球、驱动弹簧和限位弹簧；

其中，连接套座通过两根直线导轨安装在直线导轨座上，并在电机丝杠驱动下沿直线导轨做相对直线运动；螺纹堵头、限位弹簧、第三钢球安装在锥头内，锥头安装孔口收口处理；在螺纹堵头以及限位弹簧的限位作用下第三钢球挤出锥头表面，保证连接分离机构除连接套座外其余结构在初始状态下存在弱约束保证形成一个整体，在外部拉拽力下结构能够从连接套座中顺畅拉出；中筒固连在锥头内，压套通过驱动弹簧安装在中筒和锥头内，自由状态下将第一钢球将被压套档住并向内凸出；中筒钢球孔内侧孔口收口实现约束第一钢球不掉出；自由系绳接头在中筒内，实现中筒和自由系绳接头的连接；第二钢球挤压压套斜面使压套向上运动，进而解除第一钢球约束，实现自由系绳接头和中筒直接连接约束的解除；除连接套座外的其余零件为一体机构，实现被自由系绳和自由系绳接头拽离连接套座；中筒的尾端连接平台上收放线控制装置的系绳，另一端通过第一钢球实现与自由系绳接头的连接与分离；当单自由度连接分离机构的其他零件在连接套座内时，通过收放线控制装置对中筒的拉拽使连接套座挤压第二钢球，触发单自由度连接分离机构；此时自由系绳接头实现自由进出中筒，实现自由系绳和收放线控制装置系绳的分离；当第二钢球不被连接套座挤压时，由于驱动弹簧作用第一钢球被顶出卡住自由系绳接头中部凹槽，实现自由系绳接头和中筒的连接，实现自由系绳和收放线控制装置系绳的连接。

在上述的一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，所述切换机构的工作过程为：

对目标进行捕获前，单自由度连接分离机构从直线导轨座中心位置沿直线导轨在电机丝杠驱动下，移动到自由系绳接头孔位上方；直线导轨座在无框电机驱动下转动至下一个自由系绳接头上方；自由系绳接头由接头压簧通过接头顶杆从直线导轨座豁槽中顶出并弹射挤压中筒，使第二钢球被连接套座挤压，最终使自由系绳接头弹进中筒并被钢球卡住，形成中筒与自由系绳接头的连接，即收放线控制装置系绳和自由系绳的连接；单自由度连接分离机构沿直线导轨在电机丝杠驱动下回到直线导轨座中心位置；

当对目标进行捕获时，平台发射一套柔性抓捕装置，将8字顺序盘绕在外缠绕轴、内缠绕轴的自由系绳低阻拽出，不影响柔性抓捕装置飞行速度；之后平台对抓捕装置命中目标结果进行识别，当未命中捕获目标，则收放线控制装置拉拽顶杆；第二钢球被连接套座挤压，自由系绳接头失去约束，在抓捕装置飞行动能的作用下通过自由系绳拉走；当命中捕获目标，捕获目标将自由系绳拽直后牵动自由系绳接头和顶杆，最终牵动收放线控制机构；通过收放线控制机构和拖船平台的自主机动配合实现对捕获目标残余动能的消解，实现对捕获目标的控制和离轨；

当将捕获目标拖至预定轨道后，收放线控制机构将自由系绳接头和顶杆逐渐拉回连接套座，继续拉动顶杆使第二钢球被连接套座挤压，通过单自由度连接分离机构内部动作解除钢球对自由系绳接头的约束，在捕获目标残余动能下实现自由系绳接头、自由系绳和捕获目标的释放。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明能够实现一个空间拖船平台上携带多套使用系绳的空间柔性捕获装置，进而实现对空间多个目标捕获或单个目标多次捕获的功能

(2)本发明设计了多组自由系绳沿8字盘绕后周向排布方案，可以实现一个空间拖船平台上携带多套使用系绳的空间柔性捕获装置并在依次发射捕获装置时系绳低阻出绳不影响捕获装置飞行速度，且多次发射过程中不会产生系绳漂浮和缠绕；

(3)本发明使用一个自由度拉拽实现两根自由系绳之间的自动连接和分离，使用周向转动和直线运动配合实现微重力条件下单套收放线控制装置系绳和多组自由系绳之间的有序连接分离和切换。

附图说明

图1为本发明切换系统侧视图；。

图2为本发明切换系统俯视图；

图3为本发明切换系统仰视图；

图4为本发明单自由度连接分离机构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

本发明要解决使用一套收放线控制系统对接多套柔性抓捕装置从而实现空间多目标抓捕或者目标重复抓捕的技术问题。针对该问题，本发明提出一种可用于空间绳系捕获控制的多目标捕获切换系统，能够实现空间多个目标捕获或单个目标多次捕获的功能。专利内容主要包括环形排布的低阻有序出绳、捕获目标自主释放、捕获装置带系绳切换等内容。本发明可以用于空间碎片移除以及空间攻防等空间非合作目标捕获技术领域，可实现空间拖船平台-收放线控制装置配备多个捕获装置最终实现重复捕获功能。

可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，如图1、图2所示，具体包括支座1、直线导轨2、直线导轨座3、自由系绳接头4、接头顶杆5、接头压簧6、自由接头座7、无框电机9、单自由度连接分离机构10、自由系绳底座12、自由系绳13、外缠绕轴14、内缠绕轴15、导向筒16、电机丝杠17和转动角度传感器18；

其中，外缠绕轴14、内缠绕轴15、导向筒16安装在自由系绳底座12上；自由系绳13缠绕在外缠绕轴14和内缠绕轴15的外壁；支座1与无框电机9定子、自由系绳底座12、自由接头座7固连；转动角度传感器18安装在支座1上；自由系绳接头4、接头顶杆5、接头压簧6依次安装在自由接头座7内；直线导轨2、电机丝杠17安装在直线导轨座3上；直线导轨座3与无框电机9动子固连；通过无框电机9驱动直线导轨座3相对自由接头座7实现定角度转动；分度角由平台配置的捕获装置数量即自由系绳接头4数量决定；每个自由系绳接头4匹配一套空间柔性抓捕装置，单自由度连接分离机构10末端连接收放线控制系绳；切换系统实现在微重力条件下通过一个自由度驱动实现与多套自由系绳之间的有序连接分离切换。

其中支座1、通过无框电机9、自由系绳底座12、外缠绕轴14、内缠绕轴15、导向筒16固连在一体，直线导轨座3由轴承8和轴承11支撑，由通过无框电机9驱动相对自由接头座7实现定角度转动，分独角由平台配置的捕获装置数量即自由系绳接头4数量决定，并由转动角度传感器18反馈进行精度控制。

当单自由度连接分离机构10受到收放线控制系绳拉拽时，内部机构动作释放上一发连接在单自由度连接分离机构10内的自由系绳接头4；之后单自由度连接分离机构10从直线导轨座3中心位置沿直线导轨2在电机丝杠17驱动下移动到上一发自由系绳接头4孔位上方；此时下一发自由系绳接头4顶部由直线导轨座3压住并约束；直线导轨座3在无框电机9驱动下转动至下一个自由系绳接头4上方；转动角度由转动角度传感器18反馈进行精度控制；此时自由系绳接头4由接头压簧6通过接头顶杆5从直线导轨座3豁槽中顶出并弹射驱动单自由度连接分离机构10内部机构；实现自由系绳接头4与单自由度连接分离机构10的连接锁定，实现收放线控制装置系绳和自由系绳13的连接；之后单自由度连接分离机构10沿直线导轨2在电机丝杠17驱动下回到直线导轨座3中心位置，准备由目标拉拽自由系绳13进而拉拽收放线控制装置系绳实现收放控制。

如图3所示，每组自由系绳接头4、接头顶杆5、接头压簧6、自由系绳13、外缠绕轴14、内缠绕轴15呈周向排布；自由系绳13一端连接一套空间柔性抓捕装置，在对应的外缠绕轴14、内缠绕轴15上进行8字顺序盘绕；自由系绳13的另一端沿导向筒16内部相应系绳槽连接在自由系绳接头4上；自由系绳13长度大于拖船平台与捕获目标之间的安全距离；当对目标进行捕获时，平台发射一套柔性抓捕装置，将8字顺序盘绕在外缠绕轴14、内缠绕轴15的自由系绳13低阻拽出，不影响柔性抓捕装置飞行速度。

如图4所示，单自由度连接分离机构10包括锥头101、压套102、中筒103、螺纹堵头104、连接套座105、第一钢球106第二钢球107、第三钢球108、驱动弹簧110和限位弹簧111；

其中，连接套座105通过两根直线导轨2安装在直线导轨座3上，并在电机丝杠17驱动下沿直线导轨2做相对直线运动；螺纹堵头104、限位弹簧111、第三钢球108安装在锥头101内，锥头101安装孔口收口处理；在螺纹堵头104以及限位弹簧111的限位作用下第三钢球108挤出锥头101表面，保证连接分离机构10除连接套座105外其余结构在初始状态下存在弱约束保证形成一个整体，在外部拉拽力下结构能够从连接套座105中顺畅拉出；中筒103固连在锥头101内，压套102通过驱动弹簧110安装在中筒103和锥头101内，自由状态下将第一钢球106将被压套102档住并向内凸出；中筒103钢球孔内侧孔口收口实现约束第一钢球106不掉出；自由系绳接头4在中筒103内，实现中筒103和自由系绳接头4的连接；第二钢球107挤压压套102斜面使压套102向上运动，进而解除第一钢球106约束，实现自由系绳接头4和中筒103直接连接约束的解除；除连接套座105外的其余零件为一体机构，实现被自由系绳13和自由系绳接头4拽离连接套座105；中筒103的尾端连接平台上收放线控制装置的系绳，另一端通过第一钢球106实现与自由系绳接头4的连接与分离；当单自由度连接分离机构10的其他零件在连接套座105内时，通过收放线控制装置对中筒103的拉拽使连接套座105挤压第二钢球107，触发单自由度连接分离机构10；此时自由系绳接头4实现自由进出中筒103，实现自由系绳13和收放线控制装置系绳的分离；当第二钢球107不被连接套座105挤压时，由于驱动弹簧110作用第一钢球106被顶出卡住自由系绳接头4中部凹槽，实现自由系绳接头4和中筒103的连接，实现自由系绳13和收放线控制装置系绳的连接。

一组自由系绳接头4、接头顶杆5、接头压簧6安装在自由接头座7内并呈周向排布，一个自由系绳接头4匹配一套空间柔性抓捕装置。自由系绳接头4顶部由直线导轨座3压住并约束，直到直线导轨座3沿半径方向豁槽转动至自由系绳接头4顶部，自由系绳接头4能够由接头压簧6通过接头顶杆5从直到直线导轨座3豁槽中顶出。

自由系绳低阻有序出绳排布状态示意图如图2所示，自由系绳13一端连接一套如飞网、鱼叉等空间柔性抓捕装置，在对应的外缠绕轴14、内缠绕轴15上进行8字顺序盘绕，另一端顺导向筒16内部相应系绳槽连接在自由系绳接头4上，自由系绳13长度是拖船平台与捕获目标之间的安全距离，且应大于捕获距离。

切换机构的工作过程为：

对目标进行捕获前，单自由度连接分离机构10从直线导轨座3中心位置沿直线导轨2在电机丝杠17驱动下，移动到自由系绳接头4孔位上方；直线导轨座3在无框电机9驱动下转动至下一个自由系绳接头4上方；自由系绳接头4由接头压簧6通过接头顶杆5从直线导轨座3豁槽中顶出并弹射挤压中筒103，使第二钢球107被连接套座105挤压，最终使自由系绳接头4弹进中筒103并被钢球106卡住，形成中筒103与自由系绳接头4的连接，即收放线控制装置系绳和自由系绳13的连接；单自由度连接分离机构10沿直线导轨2在电机丝杠17驱动下回到直线导轨座3中心位置；

当对目标进行捕获时，平台发射一套柔性抓捕装置，将8字顺序盘绕在外缠绕轴14、内缠绕轴15的自由系绳13低阻拽出，不影响柔性抓捕装置飞行速度；之后平台对抓捕装置命中目标结果进行识别，当未命中捕获目标，则收放线控制装置拉拽顶杆5；第二钢球107被连接套座105挤压，自由系绳接头4失去约束，在抓捕装置飞行动能的作用下通过自由系绳13拉走；当命中捕获目标，捕获目标将自由系绳13拽直后牵动自由系绳接头4和顶杆5，最终牵动收放线控制机构；通过收放线控制机构和拖船平台的自主机动配合实现对捕获目标残余动能的消解，实现对捕获目标的控制和离轨；

当将捕获目标拖至预定轨道后，收放线控制机构将自由系绳接头4和顶杆5逐渐拉回连接套座105，继续拉动顶杆5使第二钢球107被连接套座105挤压，通过单自由度连接分离机构10内部动作解除钢球106对自由系绳接头4的约束，在捕获目标残余动能下实现自由系绳接头4、自由系绳13和捕获目标的释放。

本发明提出一种可用于空间绳系捕获控制的多目标捕获切换系统，能够实现一个空间拖船平台上携带多套使用系绳的空间柔性捕获装置，进而实现对空间多个目标捕获或单个目标多次捕获的功能。设计的多组自由系绳沿8字盘绕后周向排布方案，可以实现一个空间拖船平台上携带多套使用系绳的空间柔性捕获装置并在依次发射捕获装置时系绳低阻出绳不影响捕获装置飞行速度，且多次发射过程中不会产生系绳漂浮和缠绕。使用一个自由度拉拽实现两根自由系绳之间的自动连接和分离，使用周向转动和直线运动配合实现微重力条件下单套收放线控制装置系绳和多组自由系绳之间的有序连接分离和切换。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，其特征在于：包括支座(1)、直线导轨(2)、直线导轨座(3)、自由系绳接头(4)、接头顶杆(5)、接头压簧(6)、自由接头座(7)、无框电机(9)、单自由度连接分离机构(10)、自由系绳底座(12)、自由系绳(13)、外缠绕轴(14)、内缠绕轴(15)、导向筒(16)、电机丝杠(17)和转动角度传感器(18)；

其中，外缠绕轴(14)、内缠绕轴(15)、导向筒(16)安装在自由系绳底座(12)上；自由系绳(13)缠绕在外缠绕轴(14)和内缠绕轴(15)的外壁；支座(1)与无框电机(9)定子、自由系绳底座(12)、自由接头座(7)固连；转动角度传感器(18)安装在支座(1)上；自由系绳接头(4)、接头顶杆(5)、接头压簧(6)依次安装在自由接头座(7)内；直线导轨(2)、电机丝杠(17)安装在直线导轨座(3)上；直线导轨座(3)与无框电机(9)动子固连；通过无框电机(9)驱动直线导轨座(3)相对自由接头座(7)实现定角度转动；分度角由平台配置的捕获装置数量即自由系绳接头(4)数量决定；每个自由系绳接头(4)匹配一套空间柔性抓捕装置，单自由度连接分离机构(10)末端连接收放线控制系绳；切换系统实现在微重力条件下通过一个自由度驱动与多套自由系绳之间的有序连接分离切换。

2.根据权利要求1所述的一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，其特征在于：当单自由度连接分离机构(10)受到收放线控制系绳拉拽时，内部机构动作释放上一发连接在单自由度连接分离机构(10)内的自由系绳接头(4)；之后单自由度连接分离机构(10)从直线导轨座(3)中心位置沿直线导轨(2)在电机丝杠(17)驱动下移动到上一发自由系绳接头(4)孔位上方；此时下一发自由系绳接头(4)顶部由直线导轨座(3)压住并约束；直线导轨座(3)在无框电机(9)驱动下转动至下一个自由系绳接头(4)上方；转动角度由转动角度传感器(18)反馈进行精度控制；此时自由系绳接头(4)由接头压簧(6)通过接头顶杆(5)从直线导轨座(3)豁槽中顶出并弹射驱动单自由度连接分离机构(10)内部机构；实现自由系绳接头(4)与单自由度连接分离机构(10)的连接锁定，实现收放线控制系绳和自由系绳(13)的连接；之后单自由度连接分离机构(10)沿直线导轨(2)在电机丝杠(17)驱动下回到直线导轨座(3)中心位置，准备由目标拉拽自由系绳(13)进而拉拽收放线控制系绳实现收放控制。

3.根据权利要求2所述的一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，其特征在于：所述每组自由系绳接头(4)、接头顶杆(5)、接头压簧(6)、自由系绳(13)、外缠绕轴(14)、内缠绕轴(15)呈周向排布；自由系绳(13)一端连接一套空间柔性抓捕装置，在对应的外缠绕轴(14)、内缠绕轴(15)上进行8字顺序盘绕；自由系绳(13)的另一端沿导向筒(16)内部相应系绳槽连接在自由系绳接头(4)上；自由系绳(13)长度大于拖船平台与捕获目标之间的安全距离；当对目标进行捕获时，平台发射一套柔性抓捕装置，将8字顺序盘绕在外缠绕轴(14)、内缠绕轴(15)的自由系绳(13)低阻拽出，不影响柔性抓捕装置飞行速度。

4.根据权利要求3所述的一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，其特征在于：所述单自由度连接分离机构(10)包括锥头(101)、压套(102)、中筒(103)、螺纹堵头(104)、连接套座(105)、第一钢球(106)第二钢球(107)、第三钢球(108)、驱动弹簧(110)和限位弹簧(111)；

其中，连接套座(105)通过两根直线导轨(2)安装在直线导轨座(3)上，并在电机丝杠(17)驱动下沿直线导轨(2)做相对直线运动；螺纹堵头(104)、限位弹簧(111)、第三钢球(108)安装在锥头(101)内，锥头(101)安装孔口收口处理；在螺纹堵头(104)以及限位弹簧(111)的限位作用下第三钢球(108)挤出锥头(101)表面，保证连接分离机构(10)除连接套座(105)外其余结构在初始状态下存在弱约束保证形成一个整体，在外部拉拽力下结构能够从连接套座(105)中顺畅拉出；中筒(103)固连在锥头(101)内，压套(102)通过驱动弹簧(110)安装在中筒(103)和锥头(101)内，自由状态下将第一钢球(106)将被压套(102)档住并向内凸出；中筒(103)钢球孔内侧孔口收口实现约束第一钢球(106)不掉出；自由系绳接头(4)在中筒(103)内，实现中筒(103)和自由系绳接头(4)的连接；第二钢球(107)挤压压套(102)斜面使压套(102)向上运动，进而解除第一钢球(106)约束，实现自由系绳接头(4)和中筒(103)直接连接约束的解除；除连接套座(105)外的其余零件为一体机构，实现被自由系绳(13)和自由系绳接头(4)拽离连接套座(105)；中筒(103)的尾端连接平台上收放线控制装置的系绳，另一端通过第一钢球(106)实现与自由系绳接头(4)的连接与分离；当单自由度连接分离机构(10)的其他零件在连接套座(105)内时，通过收放线控制装置对中筒(103)的拉拽使连接套座(105)挤压第二钢球(107)，触发单自由度连接分离机构(10)；此时自由系绳接头(4)实现自由进出中筒(103)，实现自由系绳(13)和收放线控制系绳的分离；当第二钢球(107)不被连接套座(105)挤压时，由于驱动弹簧(110)作用第一钢球(106)被顶出卡住自由系绳接头(4)中部凹槽，实现自由系绳接头(4)和中筒(103)的连接，实现自由系绳(13)和收放线控制系绳的连接。

5.根据权利要求4所述的一种可用于空间绳系控制捕获的多目标捕获切换系统，其特征在于：切换系统的工作过程为：

对目标进行捕获前，单自由度连接分离机构(10)从直线导轨座(3)中心位置沿直线导轨(2)在电机丝杠(17)驱动下，移动到自由系绳接头(4)孔位上方；直线导轨座(3)在无框电机(9)驱动下转动至下一个自由系绳接头(4)上方；自由系绳接头(4)由接头压簧(6)通过接头顶杆(5)从直线导轨座(3)豁槽中顶出并弹射挤压中筒(103)，使第二钢球(107)被连接套座(105)挤压，最终使自由系绳接头(4)弹进中筒(103)并被钢球(106)卡住，形成中筒(103)与自由系绳接头(4)的连接，即收放线控制系绳和自由系绳(13)的连接；单自由度连接分离机构(10)沿直线导轨(2)在电机丝杠(17)驱动下回到直线导轨座(3)中心位置；

当对目标进行捕获时，平台发射一套柔性抓捕装置，将8字顺序盘绕在外缠绕轴(14)、内缠绕轴(15)的自由系绳(13)低阻拽出，不影响柔性抓捕装置飞行速度；之后平台对抓捕装置命中目标结果进行识别，当未命中捕获目标，则收放线控制装置拉拽顶杆(5)；第二钢球(107)被连接套座(105)挤压，自由系绳接头(4)失去约束，在抓捕装置飞行动能的作用下通过自由系绳(13)拉走；当命中捕获目标，捕获目标将自由系绳(13)拽直后牵动自由系绳接头(4)和顶杆(5)，最终牵动收放线控制机构；通过收放线控制机构和拖船平台的自主机动配合实现对捕获目标残余动能的消解，实现对捕获目标的控制和离轨；

当将捕获目标拖至预定轨道后，收放线控制机构将自由系绳接头(4)和顶杆(5)逐渐拉回连接套座(105)，继续拉动顶杆(5)使第二钢球(107)被连接套座(105)挤压，通过单自由度连接分离机构(10)内部动作解除钢球(106)对自由系绳接头(4)的约束，在捕获目标残余动能下实现自由系绳接头(4)、自由系绳(13)和捕获目标的释放。

Images