[發明專利]一種六邊形空間捕獲繩網及編制方法

有效

• 申請號: 201510246317.8
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN104790119A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 張青斌;高慶玉;豐志偉;葛健全;汪艮全;蔣國江;楊濤;唐乾剛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: D04G1/00
• 分類號: D04G1/00;B64G4/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 胡偉華

技術領域

本發明主要涉及航天技術領域，特指一種六邊形空間捕獲繩網及編制方法，適用于對空間非合作目標實施在軌抓捕所用繩網及編制方法設計。

背景技術

伴隨航天事業的發展，太空環境安全問題已經進入科學家的視野，太空垃圾對太空安全環境造成的威脅日益凸顯。太空垃圾，主要是指由于人造航天器爆破、碰撞以及導彈試驗等產生的無用碎片。對于一顆在近地軌道運行的航天器，一顆直徑1cm左右的碎片足以導致航天器失效；若被一顆直徑10cm左右的太空碎片擊中，就足以造成航天器的完全損毀。更為可怕的是，這種碰撞過程會進一步產生更多的碎片，由此進入惡性循環。近年來，國內外科研工作者針對太空垃圾清除開展了大量積極的研究探索工作。多項技術被應用于太空垃圾的清除，其中空間繩網捕獲系統是一種具有足夠應用前景的太空垃圾清除概念。繩網捕獲過程中，繩網捕獲器平臺向被捕獲目標方向展開一張由細繩編織成的網，通過繩網包裹住目標航天器，利用繩網收口機構收攏網口并形成死鎖防止目標脫離繩網捕獲系統。

繩網捕獲系統的核心部分就是由柔性繩索編織而成的繩網，繩網的主要功能是包裹和容納目標航天器。繩網捕獲過程中繩網經歷了由壓縮封貯狀態至完全展開狀態的大變形變拓撲過程。在設計過程中既要考慮繩索參數和繩網的結構形狀要滿足空間任務的要求，同時也希望繩網的質量小、強度大、結構穩定且不容易發生纏繞。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種用于空間捕獲的六邊形繩網以及繩網編制方法，該方法采用菱形網目，由內至外的輻射式編制方法。該種繩網既能滿足繩網封貯狀態一致性的要求，又保證了繩網展開后內部的均勻性，有效的滿足了繩網由封貯狀態至展開狀態的拓撲結構變換需求，提高了繩網的拉出展開性能。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種六邊形空間捕獲繩網，包括六根等長的加強繩和六根等長的邊線繩，所述六根加強繩的一端共同繩結后形成中心繩結，所述六根加強繩以中心繩結為中心點向外呈輻射狀，相鄰加強繩的另一端通過邊線繩連接，且每條邊線繩與加強繩的交匯點均引出一條牽拉繩，所述加強繩與所述邊線繩轉成的區域內均設置有一個以上的網目。

優選地，所述網目呈菱形。

相應的，本發明還公開了一種六邊形空間捕獲繩網的編制方法，包括以下步驟：

1)將六條加強繩呈“*”型平鋪，并將六條加強繩個端的交匯點打一繩結形成繩網中心繩結，牽拉中心繩結使全部加強繩拉成束狀；由中心繩結處引出一條網線，沿其中一條加強繩在距離1倍網目邊長處將網線與加強繩打一繩結；

2)由步驟1)中的繩結出發，將網線留出2倍網目邊長并與下一條加強繩打一繩結形成V字型；

3)重復步驟2)直至網線重新回到第一條加強繩，完成網線的第一圈編織；

4)沿第一條加強繩，在距離中心繩結的2倍網目邊長處將網線與第一條加強繩打一繩結，并再次由此出發，將網線留出2倍網目邊長后與上一圈編織成的V字型網線頂點處打一繩結，然后將網線留出2倍網目邊長后與相鄰加強繩距離中心繩結的2倍網目邊長處再打一繩結，如此反復至網線重新回到第一條加強繩，完成繩網第二圈編織；

5)反復重復步驟4)進行網線的下一圈編織；直至捕獲繩網達到設計尺寸時，在繩網最外圈用打結的方式系一條邊線繩，其中邊線繩與最外圈的網繩的V字型網線頂點打一繩結；剩余加強繩保留作為牽拉繩。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

本發明以空間非合作目標的網捕方案為需求，經過反復大量的理論分析和地面試驗，提出了一種六邊形空間捕獲繩網及編制方法，本發明所設計的空間抓捕繩網具有變拓撲結構、承力均勻、強度高等優點；本發明針對六邊形空間捕繩網所設計的編制方法，采用獨特的由內而外的“輻射式”編織技術，加強繩、邊線繩一次性縫入，避免了加強繩、邊線繩二次補加過程，減少了網線的接頭數量，為繩網的順利拉出展開提供了保證。

附圖說明

圖1為本發明的六邊形空間捕獲繩網的結構示意圖。

圖2為本發明的繩網編制過程一；

圖3為本發明的繩網編制過程二；

圖4為本發明的繩網編制過程三；

圖5為本發明的繩網編制過程四。

圖中標號表示：1、網目；2、邊線繩；3、中心繩結；4、加強繩；5、牽拉繩。

具體實施方式

以下結合說明書附圖和具體實施例對本發明作進一步描述。