CN116101520A - 一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置 - Google Patents

Abstract

为提高捕获过程的可靠性，降低对服务星姿态控制精度的要求，本发明提供一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，包括：平面容差机构、轴向支撑机构、连接分离组件和柔性捕获头；所述轴向支撑机构安装在平面容差机构的导轨上，沿导轨作直线运动，平面容差机构通过转轴实现导轨绕转轴旋转；连接分离组件和柔性捕获头安装在轴向支撑机构端部；所述轴向支撑机构通过绳索和弹簧控制柔性捕获头从连接分离组件中伸出或缩回，并控制连接分离组件对目标进行锁定或分离；柔性捕获头用于捕获目标。

Description

一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置

技术领域

本发明涉及一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，属于航天器在轨捕获领域。

背景技术

随着空间技术的快速发展，航天器的自身性能和技术水平在不断提高，与此同时，其自身的组织结构以及组成部分也日趋复杂。为保证航天器更加持久、稳定地在复杂空间环境中运行，需要大力发展在轨服务技术，而针对目标卫星的在轨捕获成为迫切需要研究的一项关键技术。在轨捕获技术是指在有人或无人参与的情况下，卫星本体航天器对目标航天器实施抓捕的技术。当前在轨捕获技术仍然是航天高技术领域当中的一项极具前瞻性和挑战性的课题，其内容涉及空间交会对接技术、天基目标测量技术、高性能计算机软硬件技术、先进控制技术等，具有跨学科、跨领域的特点。

在轨捕获技术是空间在轨服务技术的重要分支，随着在轨维护任务的日益复杂，其对捕获对接装置的功能和性能要求也逐渐提高。通过设计高性能指标与高功能集成的捕获对接装置，可以大大降低维护设备的发射成本，同时满足空间任务多样性的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为提高捕获过程的可靠性，降低对服务星姿态控制精度的要求，本发明提供了一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，在三维空间极大的增加捕获的容差，降低捕获的控制难度。

本发明所采用的技术方案是：一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，包括：平面容差机构、轴向支撑机构、连接分离组件和柔性捕获头；

所述轴向支撑机构安装在平面容差机构的导轨上，沿导轨作直线运动，平面容差机构通过转轴实现导轨绕转轴旋转；连接分离组件和柔性捕获头安装在轴向支撑机构端部；所述轴向支撑机构通过绳索和弹簧控制柔性捕获头从连接分离组件中伸出或缩回，并控制连接分离组件对目标进行锁定或分离；柔性捕获头用于捕获目标。

进一步的，所述平面容差机构包括回转电机、径向电机、丝杠、丝杠螺母、导轨和固定支架；径向电机输出轴与丝杠连接，丝杠两侧分别设置导轨，径向电机驱动丝杠旋转，带动丝杠螺母沿丝杠移动，与丝杠螺母固连的安装平台在丝杠螺母带动下沿导轨移动，导轨的安装底座通过转轴与固定支架连接，回转电机驱动导轨绕转轴转动。

进一步的，所述轴向支撑机构包括绕绳电机、锁紧电机、锁紧丝杠、丝杠螺母、保持架、小齿轮、大齿轮、卷筒、绳索、导向槽、压缩弹簧和弯曲弹簧；保持架与机架固定安装，机架安装在与丝杠螺母固连的安装平台上；绕绳电机安装在机架上，并驱动卷筒转动，绳索的一端绕在卷筒上，另一端穿过压缩弹簧和弯曲弹簧与柔性捕获头固连；锁紧电机固定在机架中，小齿轮和大齿轮外啮合并安装在机架上，通过小齿轮和大齿轮驱动丝杠螺母转动，在丝杠螺母的驱动作用下，锁紧丝杠在保持架侧壁上设置的导向槽的导向作用下沿轴向平移运动；锁紧丝杠内部中空，容纳压缩弹簧在锁紧丝杠的内部进行轴向伸缩，压缩弹簧在绕绳电机的驱动作用下实现轴向伸缩；弯曲弹簧一端与压缩弹簧固连，另一端与柔性捕获头固连，能够在径向弯曲。

进一步的，所述连接分离组件包括锥形浮头、钢球、分离弹簧和端部套筒；

端部套筒套在锁紧丝杠上并与保持架端部固连，锥形浮头安装在端部套筒上，分离弹簧安装在锥形浮头和端部套筒之间，端部套筒上设置钢球通过孔，锥形浮头内壁和锁紧丝杠端部分别设置凹槽；在柔性捕获头完成对目标的捕获后，在绕绳电机的驱动作用下，目标与锥形浮头接触，钢球处于锁紧丝杠端部的凹槽内，锥形浮头在端部套筒上滑动并压缩分离弹簧；当锥形浮头运动到限定位置后，锁紧丝杠伸长，将钢球压入锥形浮头的凹槽内，完成捕获锁紧；需要分离时，锁紧丝杠缩回，钢球进入锁紧丝杠端部的凹槽内，解除对锥形浮头的约束，锥形浮头在分离弹簧的弹力作用下完成分离。

进一步的，所述柔性捕获头包括微型电动推杆和两瓣卡爪；弯曲弹簧通过中间的弹簧座与压缩弹簧固连，微型电动推杆驱动两瓣卡爪进行轴向移动，在几何限位的约束下，实现两瓣卡爪的收拢或展开，实现捕获或释放目标。

进一步的，所述在轨捕获装置在初始状态状态下处于收拢状态，绳索在绕绳电机自锁的作用下，保持张紧状态。压缩弹簧在绳索张紧的作用下处于压缩状态，压缩弹簧、弯曲弹簧收拢于锁紧丝杠内部的空腔中。柔性捕获头同样处于收拢状态，其内部的两瓣卡爪收缩。

进一步的，当所述在轨捕获装置开始捕获过程时，所述在轨捕获装置靠近目标后，绕绳电机转动，释放绳索，将锁紧丝杠内的压缩弹簧伸长释放，柔性捕获头向目标靠近；

若目标与所述轴向支撑机构的中心轴线不重合时，平面容差机构开始作用，回转电机驱动所述轴向支撑机构绕转轴回转，径向电机通过丝杠驱动所述轴向支撑机构沿径向平移，通过平面容差机构的调整，使柔性捕获头与目标对准。

进一步的，所述在轨捕获装置的柔性捕获过程如下：

当柔性捕获头与目标星发动机喷管对准后，绕绳电机继续释放绳索，使柔性捕获头伸长，并逐渐进入目标；柔性捕获头进入目标的内孔过程中，卡爪处于收拢状态；柔性捕获头进入目标后，在微型电动推杆驱动下，两瓣卡爪张开，完成对目标捕获。

进一步的，所述在轨捕获装置在捕获目标后的姿态校正和锁定过程如下：

在完成柔性捕获头捕获目标后，绕绳电机反转，在绕绳电机的作用下，压缩弹簧开始收缩，柔性捕获头带动目标星喷管与锥形浮头接触并压紧，锥形浮头与目标内壁对准并贴合，在锥形浮头的作用下，目标姿态被校正；

在绕绳电机的作用下，压缩弹簧进一步收缩，钢球处于锁紧丝杠的凹槽内，对锥形浮头无限制，柔性捕获头带动目标与锥形浮头接触并压紧，继续压紧压缩分离弹簧；当锥形浮头运动至限定位置并触发行程开关后，锁紧电机启动，驱动丝杠螺母，锁紧丝杠伸长，将钢球压入锥形浮头的凹槽内并限位，完成对目标锁紧。

进一步的，所述在轨捕获装置与目标的分离过程如下：

当需要分离时，锁紧电机反转驱动丝杠螺母，锁紧丝杠缩回，钢球被压回锁紧丝杠的凹槽内，目标在分离弹簧的作用下解除锁紧状态；绕绳电机反转，释放压缩弹簧，在微型电动推杆作用下，两瓣卡爪收拢，完成释放分离。

本发明与现有技术相比的优点是：

(1)本发明的空间三维大容差柔性在轨捕获装置，可实现平面及轴向的三维大容差能力，降低了对服务星姿态控制精度的要求，极大地提高了空间捕获的可行性。

(2)本发明在空间三维大容差的基础上可实现柔性捕获，刚性锁紧和分离，降低了捕获难度，降低了控制的复杂度，驱动数量少，操作简单可靠。

附图说明

图1为捕获装置展开状态图；

图2为平面容差机构结构图；

图3为轴向支撑机构结构图；

图4为连接分离组件结构图；

图5为柔性捕获头结构图；

图6为捕获装置锁紧状态图。

具体实施方式

结合附图对本发明进行说明。

如图1～6所示，一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，包括：平面容差机构1、轴向支撑机构2、连接分离组件3、柔性捕获头4，如图1所示，整个装置可以实现平面及轴向的容差捕获，同时配合柔性捕获头4，进一步增大了捕获的容差；

平面容差机构1包括回转电机11、径向电机12、丝杠13、丝杠螺母14、导轨15和固定支架16，径向电机12输出轴与丝杠13连接，丝杠13两侧分别设置导轨15，径向电机12驱动丝杠13旋转，带动丝杠螺母14沿丝杠13移动，与丝杠螺母14固连的安装平台在丝杠螺母14带动下沿导轨15移动，导轨的安装底座通过转轴与固定支架16连接，回转电机11驱动导轨15绕转轴转动，如图2所示，可驱动捕获装置沿Z轴回转和沿径向平移，其运动范围可覆盖整个圆周平面，从而实现捕获装置的平面运动，获得平面容差能力。

轴向支撑机构2包括绕绳电机21、锁紧电机22、锁紧丝杠23、丝杠螺母29、保持架24、小齿轮25、大齿轮26、卷筒27、绳索28、导向槽30、压缩弹簧51和弯曲弹簧52。其中，锁紧丝杠23内部中空，如图3所示。轴向支撑机构2主要起支撑作用并提供轴向容差，同时提供连接分离组件3的驱动力和绳索28伸缩的驱动力。保持架24与机架相对固定，机架安装在与丝杠螺母14固连的安装平台上；绕绳电机21安装在机架上，并驱动卷筒27转动，绳索28的一端绕在卷筒27上，另一端穿过压缩弹簧51和弯曲弹簧52与柔性捕获头4固连；锁紧电机22固定在机架中，小齿轮25和大齿轮26外啮合并安装在机架上，通过小齿轮25和大齿轮26驱动丝杠螺母29转动，在丝杠螺母29的驱动作用下，锁紧丝杠23在保持架24侧壁上设置的导向槽30的导向作用下沿轴向平移运动；锁紧丝杠23内部中空，可容纳压缩弹簧51在锁紧丝杠23的内部轴向压缩及伸长，压缩弹簧51在绕绳电机21的驱动作用下可实现轴向的大幅伸缩；弯曲弹簧52一端与压缩弹簧51固连，另一端与柔性捕获头4固连，可在径向弯曲，进一步提高了机构的径向容差。

连接分离组件3包括锥形浮头31、钢球32、分离弹簧33，端部套筒34，如图4所示。端部套筒34套在锁紧丝杠23上并与保持架24端部固连，锥形浮头31安装在端部套筒34上，分离弹簧33安装在锥形浮头31和端部套筒34之间，端部套筒34上设置钢球通过孔，锥形浮头31内壁和锁紧丝杠23端部分别设置凹槽。在柔性捕获头4完成对发动机喷管5的捕获后，在绕绳电机21的驱动作用下，发动机喷管5与锥形浮头31接触，此时，钢球32处于锁紧丝杠23端部的凹槽内，锥形浮头31可在端部套筒34上滑动并压缩分离弹簧33，当连接到位后，锁紧丝杠23伸长，将钢球32压入锥形浮头31的凹槽内，此时完成捕获锁紧。需要分离时，锁紧丝杠23缩回，钢球32进入锁紧丝杠23的凹槽内，解除了对锥形浮头31的约束，锥形浮头31在分离弹簧33的弹力作用下完成分离。

柔性捕获头4包括微型电动推杆42、两瓣卡爪41。弯曲弹簧52通过中间的弹簧座与压缩弹簧51固连，压缩弹簧51的刚度较低，完全安装在锁紧丝杠23内部，只能受到压缩，称为压缩段；弯曲弹簧52的刚度较高，部分安装在锁紧丝杠23内，称为弯曲段。对接过程中，通过弯曲段的径向变形实现柔性捕获。微型电动推杆42驱动两瓣卡爪41的轴向移动，在几何限位的约束下，可以实现两瓣卡爪41的收拢与展开，实现捕获、分离发动机喷管5的功能，如图5所示。

当被捕获目标与捕获装置两者之间有较大的位置偏差时，平面容差机构1在控制系统的驱动下驱动捕获组件在XOY面内移动，最终使捕获组件的柔性捕获头在目标发动机喷管5的正下方，绕绳电机21释放绳索28，压缩弹簧51伸长，进而柔性捕获头伸长，进入发动机喷管5内，柔性捕获头4进入发动机喷管5的过程中，柔性捕获头4内部的两瓣卡爪41处于收拢状态，使柔性捕获头4可以顺利进入发动机喷管。柔性捕获头4进入发动机喷管5后，在内部微型电动推杆42作用下，两瓣卡爪41张开，此时张开的两瓣卡爪41的尺寸大于发动机喷管的最小直径处的尺寸，柔性捕获头4无法与发动机喷管5分离，柔性捕获头完成对目标发动机喷管的捕获。在绕绳电机21的作用下，压缩弹簧51进一步收缩，柔性捕获头4带动发动机喷管5与锥形浮头31接触并压紧，继续压紧将压缩分离弹簧33。当触发设置在锥形浮头31和保持架24之间的行程开关后，锁紧电机22启动，带动锁紧丝杠23伸长，完成捕获锁紧，此时完成对发动机喷管5的捕获和刚性锁紧，如图6所示。当需要分离时，锁紧电机22反转驱动丝杠螺母29，锁紧丝杠23缩回，钢球32被压回锁紧丝杠23上的凹槽内，不对锥形浮头31限位，发动机喷管5在分离弹簧33的作用下完成分离。

工作过程如下：

(1)捕获装置初始状态

三维大容差柔性捕获机构初始处于收拢状态，此时，绳索28在绕绳电机21自锁的作用下，保持张紧状态。压缩弹簧51在绳索28张紧的作用下处于压缩状态，压缩弹簧51、弯曲弹簧52收拢于锁紧丝杠23内部的空腔中。柔性捕获头4同样处于收拢状态，其内部的两瓣卡爪41收缩。

(2)捕获装置开始捕获过程

当在轨捕获装置靠近目标星的发动机喷管5后，开始捕获任务。首先，柔性捕获装置的绕绳电机21转动，释放绳索28，从而将锁紧丝杠23内的压缩弹簧51伸长释放，完成柔性捕获装置前端柔性捕获头4向目标星发动机喷管5靠近的过程。

(3)大容差捕获调整过程

若目标星发动机喷管5中心轴线与柔性捕获装置的中心轴线重合，则继续进行后续的捕获操作。若目标星喷管中心轴线与柔性捕获装置的中心轴线不重合，如图2所示的平面容差机构1开始作用，回转电机11可驱动整个捕获机构沿Z轴回转，径向电机12通过丝杠13可驱动捕获装置沿径向平移。通过沿Z轴的回转和沿径向的平移，可实现捕获装置沿整个圆形平面的全覆盖运动。通过平面容差机构的调整，使柔性捕获装置的柔性捕获头4与目标星发动机喷管5的对齐，为进一步的捕获做准备。

(4)柔性捕获过程

当柔性捕获装置的柔性捕获头4与目标星发动机喷管5对齐后，绕绳电机21继续释放绳索28，使柔性捕获头4伸长，并逐渐进入喷管5。柔性捕获头4进入喷管5的过程中，柔性捕获头4内部的两瓣卡爪41处于收拢状态，使柔性捕获头4可以顺利进入喷管5。柔性捕获头4进入喉管5后，在内部微型电动推杆42作用下，两瓣卡爪41张开，此时张开的卡爪41尺寸大于喉管最小直径处的尺寸，柔性捕获头4无法与喷管5分离，柔性捕获机构完成对卫星喷管5的捕获。在柔性捕获过程中，压缩弹簧51提供轴向容差，弯曲弹簧52可通过弯曲变形提供一定的径向容差能力，使捕获头顺利进入喷管，完成捕获。

(5)姿态校正过程

在完成捕获头捕获目标喷管后，绕绳电机21反转，在绕绳电机21的作用下，压缩弹簧51开始收缩，柔性捕获头4带动目标星喷管5与柔性捕获机构的锥形浮头31接触并压紧，锥形浮头31外轮廓与喷管内壁轮廓相同。在锥形浮头31的作用下，卫星整体姿态被校正。

(6)锁紧过程

在绕绳电机21的作用下，压缩弹簧51进一步收缩，此时钢球32处于锁紧丝杠23的凹槽内，对锥形浮头31无限制。柔性捕获头4带动目标星喷管5与柔性捕获机构的锥形浮头31接触并压紧，继续压紧压缩分离弹簧33。当触发行程开关后，锁紧电机22启动，随后锁紧电机22驱动丝杠螺母29，锁紧丝杠23在保持架导向槽30的作用下伸长，将钢球32压入锥形浮头31的凹槽内并对其限位，此时完成对喷管5的捕获和刚性锁紧。

(7)分离过程

当需要分离时，锁紧电机22反转驱动丝杠螺母29，锁紧丝杠23缩回，钢球32被压回锁紧丝杠23的凹槽内，喷管5在分离弹簧的作用下解除锁紧状态，然后绕绳电机21反转，释放压缩弹簧51，微型电动推杆42作用下，两瓣卡爪41收拢，完成释放分离。此时整个三维大容差柔性在轨捕获装置的捕获、锁紧、分离任务全部完成。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，其特征在于，包括：平面容差机构(1)、轴向支撑机构(2)、连接分离组件(3)和柔性捕获头(4)；

所述轴向支撑机构(2)安装在平面容差机构(1)的导轨(15)上，沿导轨(15)作直线运动，平面容差机构(1)通过转轴实现导轨(15)绕转轴旋转；连接分离组件(3)和柔性捕获头(4)安装在轴向支撑机构(2)端部；所述轴向支撑机构(2)通过绳索(28)和弹簧控制柔性捕获头(4)从连接分离组件(3)中伸出或缩回，并控制连接分离组件(3)对目标进行锁定或分离；柔性捕获头(4)用于捕获目标。

2.根据权利要求1所述的一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，其特征在于，所述平面容差机构(1)包括回转电机(11)、径向电机(12)、丝杠(13)、丝杠螺母(14)、导轨(15)和固定支架(16)；径向电机(12)输出轴与丝杠(13)连接，丝杠(13)两侧分别设置导轨(15)，径向电机(12)驱动丝杠(13)旋转，带动丝杠螺母(14)沿丝杠(13)移动，与丝杠螺母(14)固连的安装平台在丝杠螺母(14)带动下沿导轨(15)移动，导轨(15)的安装底座通过转轴与固定支架(16)连接，回转电机(11)驱动导轨(15)绕转轴转动。

3.根据权利要求2所述的一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，其特征在于，所述轴向支撑机构(2)包括绕绳电机(21)、锁紧电机(22)、锁紧丝杠(23)、丝杠螺母(29)、保持架(24)、小齿轮(25)、大齿轮(26)、卷筒(27)、绳索(28)、导向槽(30)、压缩弹簧(51)和弯曲弹簧(52)；保持架(24)与机架固定安装，机架安装在与丝杠螺母(14)固连的安装平台上；绕绳电机(21)安装在机架上，并驱动卷筒(27)转动，绳索(28)的一端绕在卷筒(27)上，另一端穿过压缩弹簧(51)和弯曲弹簧(52)与柔性捕获头(4)固连；锁紧电机(22)固定在机架中，小齿轮(25)和大齿轮(26)外啮合并安装在机架上，通过小齿轮(25)和大齿轮(26)驱动丝杠螺母(29)转动，在丝杠螺母(29)的驱动作用下，锁紧丝杠(23)在保持架(24)侧壁上设置的导向槽(30)的导向作用下沿轴向平移运动；锁紧丝杠(23)内部中空，容纳压缩弹簧(51)在锁紧丝杠(23)的内部进行轴向伸缩，压缩弹簧(51)在绕绳电机(21)的驱动作用下实现轴向伸缩；弯曲弹簧(52)一端与压缩弹簧(51)固连，另一端与柔性捕获头(4)固连，能够在径向弯曲。

4.根据权利要求3所述的一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，其特征在于，所述连接分离组件(3)包括锥形浮头(31)、钢球(32)、分离弹簧(33)和端部套筒(34)；

端部套筒(34)套在锁紧丝杠(23)上并与保持架(24)端部固连，锥形浮头(31)安装在端部套筒(34)上，分离弹簧(33)安装在锥形浮头(31)和端部套筒(34)之间，端部套筒(34)上设置钢球通过孔，锥形浮头(31)内壁和锁紧丝杠(23)端部分别设置凹槽；在柔性捕获头(4)完成对目标的捕获后，在绕绳电机(21)的驱动作用下，目标与锥形浮头(31)接触，钢球(32)处于锁紧丝杠(23)端部的凹槽内，锥形浮头(31)在端部套筒(34)上滑动并压缩分离弹簧(33)；当锥形浮头(31)运动到限定位置后，锁紧丝杠(23)伸长，将钢球(32)压入锥形浮头(31)的凹槽内，完成捕获锁紧；需要分离时，锁紧丝杠(23)缩回，钢球(32)进入锁紧丝杠(23)端部的凹槽内，解除对锥形浮头(31)的约束，锥形浮头(31)在分离弹簧(33)的弹力作用下完成分离。

5.根据权利要求3所述的一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，其特征在于，所述柔性捕获头(4)包括微型电动推杆(42)和两瓣卡爪(41)；弯曲弹簧(52)通过中间的弹簧座与压缩弹簧(51)固连，微型电动推杆(42)驱动两瓣卡爪(41)进行轴向移动，在几何限位的约束下，实现两瓣卡爪(41)的收拢或展开，实现捕获或释放目标。

6.根据权利要求1～5任一所述的一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，其特征在于，所述在轨捕获装置在初始状态状态下处于收拢状态，绳索(28)在绕绳电机(21)自锁的作用下，保持张紧状态。压缩弹簧(51)在绳索(28)张紧的作用下处于压缩状态，压缩弹簧(51)、弯曲弹簧(52)收拢于锁紧丝杠(23)内部的空腔中。柔性捕获头(4)同样处于收拢状态，其内部的两瓣卡爪(41)收缩。

7.根据权利要求6所述的一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，其特征在于，当所述在轨捕获装置开始捕获过程时，所述在轨捕获装置靠近目标后，绕绳电机(21)转动，释放绳索(28)，将锁紧丝杠(23)内的压缩弹簧(51)伸长释放，柔性捕获头(4)向目标靠近；

若目标与所述轴向支撑机构(2)的中心轴线不重合时，平面容差机构(1)开始作用，回转电机(11)驱动所述轴向支撑机构(2)绕转轴回转，径向电机(12)通过丝杠(13)驱动所述轴向支撑机构(2)沿径向平移，通过平面容差机构(1)的调整，使柔性捕获头(4)与目标对准。

8.根据权利要求7所述的一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，其特征在于，所述在轨捕获装置的柔性捕获过程如下：

当柔性捕获头(4)与目标星发动机喷管(5)对准后，绕绳电机(21)继续释放绳索(28)，使柔性捕获头(4)伸长，并逐渐进入目标；柔性捕获头(4)进入目标的内孔过程中，卡爪(41)处于收拢状态；柔性捕获头(4)进入目标后，在微型电动推杆(42)驱动下，两瓣卡爪(41)张开，完成对目标捕获。

9.根据权利要求8所述的一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，其特征在于，所述在轨捕获装置在捕获目标后的姿态校正和锁定过程如下：

在完成柔性捕获头(4)捕获目标后，绕绳电机(21)反转，在绕绳电机(21)的作用下，压缩弹簧(51)开始收缩，柔性捕获头(4)带动目标星喷管(5)与锥形浮头(31)接触并压紧，锥形浮头(31)与目标内壁对准并贴合，在锥形浮头(31)的作用下，目标姿态被校正；

在绕绳电机(21)的作用下，压缩弹簧(51)进一步收缩，钢球(32)处于锁紧丝杠(23)的凹槽内，对锥形浮头(31)无限制，柔性捕获头(4)带动目标与锥形浮头(31)接触并压紧，继续压紧压缩分离弹簧(33)；当锥形浮头(31)运动至限定位置并触发行程开关后，锁紧电机(22)启动，驱动丝杠螺母(29)，锁紧丝杠(23)伸长，将钢球(32)压入锥形浮头(31)的凹槽内并限位，完成对目标锁紧。

10.根据权利要求9所述的一种空间三维大容差柔性在轨捕获装置，其特征在于，所述在轨捕获装置与目标的分离过程如下：

当需要分离时，锁紧电机(22)反转驱动丝杠螺母(29)，锁紧丝杠(23)缩回，钢球(32)被压回锁紧丝杠(23)的凹槽内，目标在分离弹簧(33)的作用下解除锁紧状态；绕绳电机(21)反转，释放压缩弹簧(51)，在微型电动推杆(42)作用下，两瓣卡爪(41)收拢，完成释放分离。

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