[發明專利]一種基于智能復合材料的蛛網捕捉結構及其捕捉方法

有效

• 申請號: 201810489730.0
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN110510150B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 冷勁松;孫健;劉彥菊;呂浩楠;李宇軒;王軼源;朱峭澤;祝翀宇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22;B64G4/00;D04C1/02;D04C1/06
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種基于智能復合材料的蛛網捕捉結構的捕捉方法，其特征在于：一種基于智能復合材料的蛛網捕捉結構，包括由形狀記憶聚合物復合材料制成的經線(3)和由線性纖維驅動器和高溫尼龍構成的緯線(4)編織成的一端為封閉端，另一端為開口端的蛛網結構，所述的蛛網結構的開口端處和中部的緯線(4)為線性纖維驅動器，所述的蛛網結構的其余位置的緯線(4)為高溫尼龍，所述的線性纖維驅動器為表面涂覆一層銀漿的經熱處理后的繞制的高溫尼龍，每根經線(3)長度方向上均勻間隔覆蓋電加熱片(8)，蛛網結構的開口端每根經線(3)處均連接一個副纜繩(6)，相鄰經線(3)和相鄰緯線(4)之間相互獨立，所述的蛛網結構的封閉端經由主纜繩(2)與衛星(1)連接，所述的電加熱片(8)和銀漿層經主纜繩(2)與電源電連接，所述的衛星(1)上設有探測器，所述的探測器的信號發送至信號處理器，所述的信號處理器控制蛛網結構的出倉與回倉、收縮與展開；

所述捕捉方法按照以下步驟實施：

步驟1、當衛星探測器偵測到待捕捉目標(5)時，衛星(1)自主控制蛛網結構彈出，同時控制電加熱片(8)開始加熱，形狀記憶聚合物復合材料制成的經線(3)在受熱狀態下會主動恢復至初始狀態，所述初始狀態為蛛網捕捉結構的展開狀態，完成蛛網結構的展開過程；

步驟2、當衛星探測器偵測到網接近待捕捉目標(5)并可以開始捕捉時，通過控制電加熱片(8)工作對蛛網結構的靠近蛛網結構開口端的經線進行加熱，形狀記憶聚合物復合材料在加熱狀態下剛度變小，變得柔軟，對形狀記憶聚合物復合材料加熱同時對最外圈緯線(4)的線性纖維驅動器進行加熱，通過電流刺激線性纖維驅動器上的銀漿層發熱，線性纖維驅動器在加熱過程中會收縮，將網口封死，讓已捕捉目標(5)無法脫離網的控制，完成蛛網結構的捕捉過程。

2.根據權利要求1所述的捕捉方法，其特征在于：在相鄰兩根經線(3)和相鄰兩根緯線(4)圍成的四邊形區域內設有紗網。

3.根據權利要求2所述的捕捉方法，其特征在于：所述蛛網結構整體為一同心圓結構，且緯線(4)采用中間密，兩邊疏的構型。

4.根據權利要求3所述的捕捉方法，其特征在于：所述高溫尼龍經電機旋轉繞制后在溫度220℃保溫時間1小時條件下處理后表面涂覆銀漿層形成線性纖維驅動器。

5.根據權利要求1所述的捕捉方法，其特征在于：確認目標(5)已被捕捉時，衛星(1)運動降低目標速度后切斷所有纜繩，讓蛛網結構與被捕捉目標(5)一同掉入大氣層中燒毀。

6.根據權利要求1所述的捕捉方法，其特征在于：在確認捕捉到目標(5)后，對目標(5)進行消旋處理，通過控制電加熱片(8)工作使目標周圍經線受熱軟化，加熱蛛網結構中間部分的緯線(4)的線性纖維驅動器，對已捕捉目標(5)進行固定，達到對目標消旋的目的。

7.根據權利要求6所述的捕捉方法，其特征在于：在確認目標(5)已經捕捉的情況下，可根據地面控制給出的命令，衛星(1)可以帶動目標(5)一起運動，將目標(5)帶到墳場軌道；在到達墳場軌道后，衛星(1)通過加熱全部電加熱片(8)，使形狀記憶聚合物復合材料受熱恢復至展開狀態，將已捕捉目標(5)釋放到該軌道。

8.根據權利要求6所述的捕捉方法，其特征在于：在確認目標(5)已捕捉的情況下，由衛星(1)接受地面或空間站指令，由衛星(1)帶動目標(5)移動至空間站附近對目標(5)進行回收。

9.根據權利要求7或8所述的捕捉方法，其特征在于：通過加熱最外圈緯線(4)的線性纖維驅動器和局部經線(3)將網處于半展開狀態，通過最外端兩根副纜繩(6)的牽拉同時控制電加熱片(8)工作令形狀記憶聚合物復合材料局部軟化，以反復多次對折的方式使蛛網結構重新收納回到衛星艙內，衛星(1)繼續通過地面控制完成其他捕捉任務。