[發(fā)明專利]一種用于在軌捕獲非合作目標(biāo)的仿生干黏附系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710432436.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107215486B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王周義;戴振東;周俊;姜琦駿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B64G4/00
• 分類號(hào): B64G4/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉奇

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于在軌捕獲非合作目標(biāo)的仿生干黏附系統(tǒng)，包括機(jī)身、柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、仿生腳爪機(jī)構(gòu)和仿生腳掌機(jī)構(gòu)，柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和仿生腳爪機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)身上，仿生腳掌機(jī)構(gòu)與仿生腳爪機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接，仿生腳掌機(jī)構(gòu)末端設(shè)有仿生黏附材料制作的黏附單元，柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)仿生腳掌機(jī)構(gòu)相對(duì)于仿生腳爪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生側(cè)向位移，并驅(qū)動(dòng)仿生腳爪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，使仿生黏附單元在法向預(yù)壓力的作用下切向移動(dòng)產(chǎn)生黏附力。本發(fā)明可對(duì)空間非合作目標(biāo)實(shí)施多次黏附提高對(duì)非合作目標(biāo)捕獲的效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非合作目標(biāo)的在軌捕獲技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于在軌捕獲非合作目標(biāo)的仿生干黏附系統(tǒng)。

背景技術(shù)

空間非合作目標(biāo)具有的強(qiáng)大動(dòng)能，其對(duì)在軌航天器構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，非合作目標(biāo)已造成多起航天器損傷及發(fā)生災(zāi)難性失效的事例，隨著航天事業(yè)的發(fā)展，這種事例的數(shù)目仍在高速增長(zhǎng)中。非合作目標(biāo)的捕獲技術(shù)已經(jīng)成為了航天領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

目前較成功的非合作目標(biāo)捕獲技術(shù)是采用彈射飛網(wǎng)捕獲，如中國(guó)專利CN102991731A就公開(kāi)了一種用于廢棄航天器捕獲的飛網(wǎng)彈射捕獲裝置，其基本原理是采用火工品拋射質(zhì)量塊引導(dǎo)飛網(wǎng)展開(kāi)，在對(duì)非合作目標(biāo)形成包絡(luò)后，質(zhì)量塊在自身慣性的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)使飛網(wǎng)包緊目標(biāo)，之后再對(duì)飛網(wǎng)及非合作目標(biāo)進(jìn)行整體回收。但是，由于火工品的采用，飛網(wǎng)為一次性使用的捕獲裝置，在非合作目標(biāo)數(shù)量逐年增長(zhǎng)的情況下，應(yīng)用成本較高。

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可重復(fù)使用的針對(duì)大表面的非合作目標(biāo)的捕獲系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于在軌捕獲非合作目標(biāo)的仿生干黏附系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，使非合作目標(biāo)的捕獲裝置可以重復(fù)使用，以降低應(yīng)用成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供了一種用于在軌捕獲非合作目標(biāo)的仿生干黏附系統(tǒng)，包括機(jī)身、柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、仿生腳爪機(jī)構(gòu)和仿生腳掌機(jī)構(gòu)，所述柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述仿生腳爪機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述機(jī)身上，所述仿生腳掌機(jī)構(gòu)與所述仿生腳爪機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接，所述仿生腳掌機(jī)構(gòu)末端設(shè)有仿生黏附單元，所述柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)所述仿生腳掌機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述仿生腳爪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，增加仿生黏附單元的黏附能力，并驅(qū)動(dòng)所述仿生腳爪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生向內(nèi)收攏彎曲，使所述仿生黏附單元在法向預(yù)壓力的作用下沿切向移動(dòng)產(chǎn)生黏附力。

優(yōu)選地，所述仿生腳爪機(jī)構(gòu)包括腳爪支撐體、腳爪基體和腳爪肢體，所述腳爪支撐體為一“Z”形柔性板，所述腳爪支撐體的一端與所述機(jī)身固定連接，所述腳爪支撐體的另一端與所述腳爪基體固定連接，所述腳爪基體上設(shè)有滑槽，所述腳爪肢體的滑桿嵌在所述滑槽內(nèi)，所述柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)所述腳爪肢體在所述滑槽內(nèi)移動(dòng)，所述仿生腳掌機(jī)構(gòu)與所述腳爪肢體活動(dòng)連接。

優(yōu)選地，所述滑槽傾斜設(shè)置，使所述腳爪肢體在側(cè)向移動(dòng)的同時(shí)沿法相向下移動(dòng)。

優(yōu)選地，所述仿生腳掌機(jī)構(gòu)包括球頭螺柱、腳掌彈簧、鉸接頭、掌體和至少兩個(gè)黏附腳趾?jiǎn)卧銮蝾^螺柱的螺紋端固設(shè)在所述腳爪肢體的螺孔中，所述球頭螺柱的球頭設(shè)置在所述鉸接頭中，所述腳掌彈簧一端連接所述腳爪肢體，另一端連接所述鉸接頭，所述腳掌彈簧至少為均布的三個(gè)，所述掌體與所述鉸接頭固定連接，所述黏附腳趾?jiǎn)卧c所述掌體固定連接，所述黏附腳趾?jiǎn)卧牡酌嫔显O(shè)有柔性墊，所述仿生黏附單元與所述柔性墊連接。

優(yōu)選地，所述黏附腳趾?jiǎn)卧臄?shù)量為3-5個(gè)，其中1-3個(gè)所述黏附腳趾?jiǎn)卧庠O(shè)置，其余的所述黏附腳趾?jiǎn)卧瘍?nèi)設(shè)置，形成鎖合，相鄰的所述黏附腳趾?jiǎn)卧g的夾角為30-60°。

優(yōu)選地，所述柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)和一級(jí)驅(qū)動(dòng)繩，所述電機(jī)設(shè)置在所述機(jī)身上，所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的一端連接所述電機(jī)，所述擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一端連接所述一級(jí)驅(qū)動(dòng)繩的一端，所述一級(jí)驅(qū)動(dòng)繩的另一端連接所述仿生腳爪機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述柔性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述仿生腳爪機(jī)構(gòu)和所述仿生腳掌機(jī)構(gòu)至少為成對(duì)設(shè)置的兩個(gè)。