[發明專利]一種瞬時觸發的空間非合作目標抓附裝置

有效

• 申請號: 201710445365.9
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107031874B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 賈英民;李毅;凌建衡
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64G4/00
• 分類號: B64G4/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明為一種瞬時觸發的空間非合作目標抓附裝置，包括筒體、電路艙盒、尾翼、自動彈開機構、罩蓋、蓋扣、緩沖件及主體抓附機構，裝置以主體抓附機構為核心，其原理為以輔助抓附為主，以鉆入式連接加固為輔的二級非合作目標表面機械鎖合式附著，其中主體抓附機構中的輔助抓附機構以雙扭簧為動力部件，以帶有倒刺的輔助鉤為執行部件，觸發后可瞬時刺入目標表面蒙皮；裝置由航天器在軌發射平臺搭載發射，通過射前準備、輔助抓附、連接緊固三個步驟實現對目標表面的穩固抓附。同時本發明還具有可抓附范圍大、控制精度要求低，抓附過程簡單可靠等優點。

所屬技術領域

本發明涉及一種空間抓附裝置，具體涉及一種瞬時觸發的空間非合作目標抓附裝置，屬于航天技術領域。

背景技術

空間非合作目標是一類沒有專門的對接捕獲口或本身不能主動向追蹤航天器提供通信信息的空間運動體，如故障航天器、失效廢棄衛星以及空間碎片等。空間非合作目標對接捕獲技術在軍事和民用上都有巨大的發展前景和應用價值。軍事上，目前世界各航天大國都致力于發展空間攻防技術等相關研究，嚴重威脅到我國的空間安全，我國必須大力發展空間非合作目標對接捕獲技術，建立具備強制捕獲敵方航天器能力的空間攻防技術平臺；民用上，非合作目標對接捕獲技術在對故障航天器的在軌加注及維修，失效廢棄衛星回收，太空垃圾碎片的清除等任務上具有重要的研究意義和價值。

目前研究的非合作目標對接捕獲技術可分為三類：第一類利用機械臂+錐-桿的對接捕獲方式，對非合作目標特殊部位(遠地點反沖發動機噴管)實施抓捕，抓捕過程復雜，控制要求較高，需要對末端的精細測量；第二類為柔性飛爪、飛網的對接捕獲方式：飛爪捕獲方式：對象同樣是非合作目標的特殊部位如星箭分離環，太陽帆板支架等，控制要求較高，對接過程復雜；飛網捕獲的方式：當目標進入柔性飛網捕獲作業的有效距離內，飛網彈出，張開并包絡鎖緊目標。這種方式易受非合作目標外形影響，并容易對目標結構造成破壞；第三類為非合作目標表面附著方式，主要包括靜電吸附、電磁吸附、膠結(冷膠或壓敏黏合劑)、壓差吸附、仿生吸附(類壁虎干吸附)，表1對比分析了這幾種典型的表面附著方式。

傳統的壓敏粘合劑(雙面膠等)、冷膠受空間溫度影響較大，易失去粘合效果；吸盤吸附在真空環境中不易實現；電磁吸附要求吸附表面必須是導磁面，且需要更多的能量以及更復雜的控制；靜電吸附要求非合作目標表面材料帶電，此方式吸附力較小且在高壓電場下容易出現尖端放電；仿生吸附要求吸附表面光滑或半光滑，吸附力小，容易脫落。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：克服現有技術的不足，提供一種可靠穩固的機械鎖合式表面附著方式，即提供一種瞬時觸發的空間非合作目標抓附裝置。

本發明的技術方案：

一種瞬時觸發的空間非合作目標抓附裝置包括筒體、電路艙盒、尾翼、自動彈開機構、罩蓋、蓋扣、緩沖件及主體抓附機構，電路艙盒設置于筒體下側，尾翼與所述電路艙盒之間螺紋連接，自動彈開機構成180°圓周對稱分布設置于筒體外，罩蓋通過安裝其上的蓋扣與所述自動彈開機構實現鎖緊和分離，緩沖件固定于所述筒體內部的支撐臺座上，并與設置于所述筒體內部的主體抓附機構底端固連。

所述主體抓附機構包括下支撐板、光滑導軌、直線軸承、傳動齒輪、傳動齒條、中間托盤、水平力矩電機支撐架、水平力矩電機、豎直力矩電機、聯軸器、螺旋鉆頭、上支撐板、軸座對和輔助抓附機構。下支撐板與上支撐板通過光滑導軌連接組成支撐結構與所述緩沖件固定，直線軸承與光滑導軌同心，并安裝在設置于下支撐板與上支撐板之間的中間托盤上，水平力矩電機)通過水平力矩電機支撐架安裝在中間托盤上，傳動齒條穿過中間托盤，一端固定于下支撐板上，另一端與上支撐板連接，傳動齒輪與水平力矩電機的轉子連接，并與傳動齒條完全嚙合，可使中間托盤沿光滑導軌上下移動，豎直力矩電機安裝于中間托盤上，螺旋鉆頭通過聯軸器與豎直力矩電機相連，軸座對對稱安裝于上支撐板上，輔助抓附機構設置于軸座對上，與軸座對可轉動連接。