RU2726338C1 - Docking-mounting module - Google Patents

Docking-mounting module Download PDF

Info

Publication number
RU2726338C1
RU2726338C1 RU2019142850A RU2019142850A RU2726338C1 RU 2726338 C1 RU2726338 C1 RU 2726338C1 RU 2019142850 A RU2019142850 A RU 2019142850A RU 2019142850 A RU2019142850 A RU 2019142850A RU 2726338 C1 RU2726338 C1 RU 2726338C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
docking
mounting
pneumatic
platform
elements
Prior art date
Application number
RU2019142850A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Дмитриевич Зеленов
Дмитрий Александрович Зеленов
Original Assignee
Вадим Дмитриевич Зеленов
Дмитрий Александрович Зеленов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вадим Дмитриевич Зеленов, Дмитрий Александрович Зеленов filed Critical Вадим Дмитриевич Зеленов
Priority to RU2019142850A priority Critical patent/RU2726338C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2726338C1 publication Critical patent/RU2726338C1/en
Priority to PCT/RU2020/050273 priority patent/WO2021126010A1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/64—Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements

Abstract

FIELD: space equipment.SUBSTANCE: invention relates to space engineering, particularly, to spacecrafts and their parts docking and decoupling systems. Docking-and-mounting module consists of docking device and actuating-mounting mechanism. Docking unit consists of working units with four pneumatic elements. Pneumatic elements consisting of corrugated sleeves with a cable-rope, which are arranged in housings inside the pneumatic units, are connected to the docking platform. Platform consists of the base of the docking platform, guides of the movable-rotary elements with position-adjusted docking fasteners fixed on the guides and a protective structure. Pneumatic units are fixed on rotary base equipped with manipulators. Rotary base is fixed on carriage moving along basic tracks of carrier with mounting assemblies.EFFECT: simplified use.5 cl, 4 dwg

Description

Область применения.Application area.

Стыковочно-монтажный модуль относится к области космических кораблей и их оборудования, системам стыковки и расстыковки космических кораблей и их частей.The docking and assembly module refers to the field of spaceships and their equipment, systems of docking and undocking of spaceships and their parts.

Уровень техники.State of the art.

Стыковка космических кораблей и их частей в космическом пространстве является наиболее сложным и опасным процессом на этапе рабочей фазы полета. Сближение, контакт, захват, стягивание. В каждом из этих этапов заключено множество сложностей. Сближение выполняется по законам баллистики с постоянной коррекцией двигателями ориентации с интенсивным расходованием рабочего тела.Docking of spaceships and their parts in outer space is the most difficult and dangerous process at the stage of the flight operating phase. Rapprochement, contact, capture, retraction. There are many complexities involved in each of these stages. The approach is carried out according to the laws of ballistics with constant correction by attitude motors with intensive expenditure of the working fluid.

Особенно сложным является заключительный этап, когда необходимо попасть в стыковочное устройство, имеющее небольшие габариты, обусловленные тем, что узел со стыковочным устройством после стыковки входит внутрь корабля, открывая проем входного люка.The final stage is especially difficult, when it is necessary to get into the docking device, which has small dimensions, due to the fact that the unit with the docking device after docking enters the ship, opening the opening of the entrance hatch.

Контакт – очень опасная фаза так, как масса стыкующихся объектов достигает значительных величин и погасить инерцию больших масс особенно на современных многозвенных объектах крайне сложно. Захват и стягивание операции ввиду конструктивных особенностей, применяемых устройств стыковки выполняются с помощью центрального (штыревого) элемента несущего на себе всю нагрузку и не имеющего дублирующих деталей.Contact is a very dangerous phase, since the mass of abutting objects reaches significant values and it is extremely difficult to extinguish the inertia of large masses, especially on modern multi-link objects. Capturing and tightening operations due to the design features of the used docking devices are performed using a central (pin) element that carries the entire load and does not have duplicate parts.

В качестве аналогов известны:Known as analogues:

Стыковочное устройство патент US 4722753 B 64G1/64 1987г.Docking device patent US 4722753 B 64G1 / 64 1987

Комплекс, содержащий узел стыковки, конус которого расположен на одном корабле, а штырь на другом, включает захват с тросом и метательную установку, закрепленную на одном аппарате.The complex, containing a docking unit, the cone of which is located on one ship, and the pin on the other, includes a gripper with a cable and a throwing unit attached to one apparatus.

Надувное устройство захвата патент РФ 2503593 B64G 1/64 10.01.2014г.Inflatable gripper device RF patent 2503593 B64G 1/64 10.01.2014

Состоит из надувного корпуса конической формы надуваемого вокруг входного-выходного шлюза, с целью направлять движение космического объекта к шлюзу или от него.It consists of an inflatable body of a conical shape inflated around the entrance-exit gateway, in order to direct the movement of a space object to or from the gateway.

Способ стыковки космических аппаратов патент РФ 2521082 B64 G1/64 27.06.2014г.The method of docking spacecraft RF patent 2521082 B64 G1 / 64 06/27/2014.

Включающий использование самонаводящегося буксира для доставки троса, оснащенного стыковочным узлом для последующего сближения методом стягивания.Including the use of a homing tug for the delivery of a cable, equipped with a docking station for subsequent rendezvous using the retraction method.

Наиболее близким аналогом по мнению заявителя является способ стыковки космических аппаратов патент РФ 2521082 B64G1/64 27.06.2014г.The closest analogue, according to the applicant, is the method of docking of spacecraft RF patent 2521082 B64G1 / 64 06/27/2014.

Цель изобретения.The purpose of the invention.

Целью изобретения стыковочно-монтажный модуль является поиск конструктивных решений, позволяющих приблизится к решению проблем, возникающих в ходе процесса стыковки и объединении процесса стыковки и монтажа пристыкованного элемента в конструкцию космического аппарата-носителя. The purpose of the invention, the docking module is to search for design solutions that make it possible to approach the solution of problems arising during the process of docking and the integration of the process of docking and mounting of the docked element into the structure of the carrier spacecraft.

Основные задачи: совместить в конструкции стыковочно-монтажного модуля функции стыковочных операций – захват, амортизацию реактивных реакций, стягивание, фиксацию космического объекта, перемещение к монтажному узлу и монтаж данного объекта.The main tasks: to combine in the structure of the docking module the functions of docking operations - gripping, damping of reaction reactions, pulling, fixing the space object, moving to the mounting node and mounting this object.

Стыковочно-монтажный модуль состоящий из стыковочного устройства и исполнительно-монтажного механизма отличается тем, что стыковочное устройство состоит из двух пневматических рабочих блоков 1 фиг.1 по четыре пневмоэлемента 2 фиг.1 каждый. Пневмоэлементы, состоящие из гофрированных рукавов 3 фиг.1 с кабель-тросом 4 фиг.1, размещенные в корпусах внутри пневматических блоков 1 фиг.1 соединены со стыковочной платформой, состоящей из крышки основания стыковочной платформы 5 фиг.1, направляющих подвижно-поворотных элементов 6 фиг.1 с закрепленными на направляющих стыковочными, регулирующимися по положению захватами 7 фиг.1 и защитной конструкцией 8 фиг.1. Пневматические рабочие блоки закреплены на поворотном основании 9 фиг.1, оснащенном двумя симметрично расположенными манипуляторами 10 фиг.1 поворотное основание закреплено на каретке 11 фиг.1, перемещающейся по базовым трекам 12 фиг.1 космического аппарата-носителя 13 фиг.1 с расположенными на нем монтажными узлами 14 фиг.1. The docking and mounting module consisting of a docking device and an executive mounting mechanism differs in that the docking device consists of two pneumatic working units 1 in Fig. 1, four pneumatic elements 2 in Fig. 1 each. Pneumatic elements consisting of corrugated sleeves 3 in Fig. 1 with a cable-rope 4 in Fig. 1, placed in housings inside the pneumatic blocks 1 in Fig. 1 are connected to a docking platform, consisting of a cover of the base of the docking platform 5 in Fig. 1, guiding movable-rotary elements 6 of Fig. 1 with docking, position-adjustable grips 7 of Fig. 1 and protective structure 8 of Fig. 1 fixed on the guides. Pneumatic working units are fixed on the rotary base 9 of Fig. 1, equipped with two symmetrically located manipulators 10 of Fig. 1, the rotary base is fixed on the carriage 11 of Fig. 1, moving along the base tracks 12 of Fig. 1 of the spacecraft-carrier 13 of Fig. 1 with located on with mounting assemblies 14 of Fig. 1.

В зависимости от конкретных задач стыковочная платформа может быть оборудована различными стыковочными узлами. На фиг.1 изображен эскиз стыковочного узла для «бортового направления» стыковки с космическим аппаратом.Depending on specific tasks, the docking platform can be equipped with various docking units. Figure 1 shows a sketch of a docking station for the "onboard direction" docking with a spacecraft.

Подавая рабочее тело в пневмоэлементы с одновременным разматыванием кабель-тросов, стыковочная платформа выдвигается на заданное расстояние от стыковочно-монтажного модуля. Изменяя давление в пневмоэлементах и регулируя длину кабель-тросов можно управлять положением стыковочной платформы. После захвата и фиксации космического аппарата стыковочными захватами и нейтрализации инерционных моментов происходит процесс стягивания космического аппарата и стыковочно-монтажного модуля фиг.2. By feeding the working fluid into the pneumatic elements with the simultaneous unwinding of the cable-ropes, the docking platform moves out to a predetermined distance from the docking-assembly module. By changing the pressure in the pneumatic elements and adjusting the length of the cable-ropes, you can control the position of the docking platform. After the capture and fixation of the spacecraft with docking grips and neutralization of the inertial moments, the process of pulling the spacecraft and the docking-mounting module of Fig. 2 takes place.

После стягивания и фиксации стыковочной платформы фиг.3 стыковочно-монтажный модуль поротом направляющих подвижно-поворотных элементов 6 фиг.1 и движением каретки 11 фиг.1 по базовым трекам совмещает оси монтажных узлов фиг.4 перемещением подвижных элементов 6 фиг.1 монтаж завершается. Манипуляторы расположенные на стыковочно-монтажном модуле могут использоваться в операциях стыковки и монтажа как резервные механизмы и перемещать стыковочно-монтажный модуль (в сложенном состоянии) в разные точки аппарата-носителя.After tightening and fixing the docking platform of Fig. 3, the docking-mounting module by means of the guiding movable-rotary elements 6 of Fig. 1 and the movement of the carriage 11 of Fig. 1 along the base tracks aligns the axes of the mounting assemblies of Fig. 4 by moving the movable elements 6 of Fig. 1, the installation is completed. The manipulators located on the docking and mounting module can be used in the docking and mounting operations as backup mechanisms and move the docking module (in the folded state) to different points of the carrier apparatus.

Процессы демонтажа и расстыковки происходят в обратном порядке.The dismantling and undocking processes are carried out in the reverse order.

Claims (5)

1. Стыковочно-монтажный модуль, состоящий из стыковочного устройства и исполнительно-монтажного механизма, отличается тем, что стыковочное устройство состоит из рабочих блоков по четыре пневмоэлемента, пневмоэлементы, состоящие из гофрированных рукавов с кабель-тросом, размещённые в корпусах внутри пневматических блоков, соединены со стыковочной платформой, состоящей из основания стыковочной платформы, направляющих подвижно-поворотных элементов с закрепленными на направляющих стыковочными регулирующимися по положению захватами и защитной конструкцией, пневматические блоки закреплены на поворотном основании, оснащенном манипуляторами, поворотное основание закреплено на каретке, перемещающейся по базовым трекам аппарата-носителя с расположенными на нем монтажными узлами.1. The docking and mounting module, consisting of a docking device and an executive mounting mechanism, differs in that the docking device consists of working blocks of four pneumatic elements, pneumatic elements consisting of corrugated hoses with a cable-rope, located in housings inside pneumatic blocks, are connected with a docking platform, consisting of a docking platform base, guiding movable-rotary elements with docking grips and a protective structure fixed on the guides, adjustable in position, pneumatic blocks are fixed on a rotary base equipped with manipulators, the rotary base is fixed on a carriage moving along the base tracks of the apparatus - media with mounting nodes located on it. 2. Модуль по п.1 отличается тем, что стыковочная платформа может быть оборудована различными стыковочными узлами.2. The module according to claim 1 is characterized in that the docking platform can be equipped with various docking units. 3. Модуль по п.1 отличается тем, что, изменяя давление в пневмоэлементах и регулируя длину кабель-тросов, можно управлять положением стыковочной платформы.3. The module according to claim 1 is characterized in that by changing the pressure in the pneumatic elements and adjusting the length of the cable-ropes, it is possible to control the position of the docking platform. 4. Модуль по п.1 отличается тем, что поворотом направляющих подвижно-поворотных элементов и движением каретки по базовым трекам можно совмещать оси монтажных узлов.4. The module according to claim 1 is characterized in that by turning the guides of the movable-rotary elements and moving the carriage along the base tracks, the axes of the mounting assemblies can be aligned. 5. Модуль по п.1 отличается тем, что манипуляторы могут использоваться в операциях стыковки и монтажа как резервные механизмы и перемещать стыковочно-монтажный модуль в разные точки аппарата-носителя.5. The module according to claim 1 is characterized in that the manipulators can be used in docking and mounting operations as backup mechanisms and move the docking-mounting module to different points of the carrier apparatus.
RU2019142850A 2019-12-20 2019-12-20 Docking-mounting module RU2726338C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142850A RU2726338C1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Docking-mounting module
PCT/RU2020/050273 WO2021126010A1 (en) 2019-12-20 2020-10-05 Docking and mounting module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142850A RU2726338C1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Docking-mounting module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726338C1 true RU2726338C1 (en) 2020-07-13

Family

ID=71616564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019142850A RU2726338C1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Docking-mounting module

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2726338C1 (en)
WO (1) WO2021126010A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2226483C1 (en) * 2002-10-02 2004-04-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Device for coupling with case of spacecraft located in orbit
RU2238888C1 (en) * 2003-03-12 2004-10-27 Фгуп Производственное Объединение "Полет" Turntable for securing payload
US20090294595A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Pellegrino Pasquale Inflatable capture device
RU2521082C2 (en) * 2012-08-21 2014-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method for docking spacecrafts
RU164263U1 (en) * 2016-02-19 2016-08-20 Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" SPACE DEVICE MOVEMENT FROM NUCLEAR POWER INSTALLATION
US9463884B2 (en) * 2011-11-02 2016-10-11 Ihi Corporation Space debris removing device and space debris removing method
US9809327B2 (en) * 2011-07-18 2017-11-07 D-Orbit S.R.L. Device for moving or removing artificial satellites
RU2695155C1 (en) * 2018-12-19 2019-07-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Space system for recycling large-size space debris

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU770779A1 (en) * 1978-12-07 1980-10-15 За витель Ю.В.Панов Manipulator actuating member

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2226483C1 (en) * 2002-10-02 2004-04-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Device for coupling with case of spacecraft located in orbit
RU2238888C1 (en) * 2003-03-12 2004-10-27 Фгуп Производственное Объединение "Полет" Turntable for securing payload
US20090294595A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Pellegrino Pasquale Inflatable capture device
US9809327B2 (en) * 2011-07-18 2017-11-07 D-Orbit S.R.L. Device for moving or removing artificial satellites
US9463884B2 (en) * 2011-11-02 2016-10-11 Ihi Corporation Space debris removing device and space debris removing method
RU2521082C2 (en) * 2012-08-21 2014-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method for docking spacecrafts
RU164263U1 (en) * 2016-02-19 2016-08-20 Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" SPACE DEVICE MOVEMENT FROM NUCLEAR POWER INSTALLATION
RU2695155C1 (en) * 2018-12-19 2019-07-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Space system for recycling large-size space debris

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021126010A1 (en) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4173324A (en) Coupling device for moving vehicles
Yoshida et al. Dynamics, control and impedance matching for robotic capture of a non-cooperative satellite
Feng et al. A review of the end-effector of large space manipulator with capabilities of misalignment tolerance and soft capture
Khalifa et al. Modeling and control of a new quadrotor manipulation system
EP0382858B1 (en) Method and apparatus for changing orbit of artificial satellite
CA2065356C (en) Capture/berthing system for spacecraft
JP4465440B2 (en) Near-flying space robot and spacecraft operation system using the space robot
KR101808553B1 (en) A spacecraft docking system using a cable-driven parallel robot structure
Jaekel et al. Design and operational elements of the robotic subsystem for the e. deorbit debris removal mission
CN110104228B (en) Under-actuated space capturing device with self-adaptability
US20090001221A1 (en) Spacecraft grapple assembly and docking system employing the same
US3952976A (en) Deployable flexible tunnel
RU2726338C1 (en) Docking-mounting module
CN111114854A (en) Automatic centering retractable capturing and docking device
Matsumoto et al. Satellite capturing strategy using agile orbital servicing vehicle, Hyper-OSV
CN108638110B (en) Rigid foldable metamorphic catching mechanism
Visentin et al. Robotics for geostationary satellite servicing
McCormick et al. REMORA CubeSat for large debris rendezvous, attachment, tracking, and collision avoidance
RU2726340C1 (en) Device for docking of spacecrafts
Nishida et al. Lightweight robot arm for capturing large space debris
Wu et al. Design and analysis of a quadrangular truss-shaped deployable robotic manipulator for grasping large scale objects
Clark et al. On a balanced delta robot for precise aerial manipulation: Implementation, testing, and lessons for future designs
US20210339892A1 (en) Vehicle capture assemblies and related devices, systems, and methods
Tanishima et al. Concept and mechanism of the tendon actuated versatile debris gripper
Santaguida Study of autonomous capture and detumble of non-cooperative target by a free-flying space manipulator using an air-bearing platform