[發明專利]面向空間的抗隨機力干擾低功耗黏附爪組件

有效

• 申請號: 201811552989.1
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109625342B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 孫俊;王金海;張曉龍;宋婷;劉志剛
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: B64G4/00
• 分類號: B64G4/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 圣冬冬

本發明提供了一種面向空間的抗隨機力干擾低功耗黏附爪組件，具體涉及一種面向空間的抗隨機力干擾可實現低功耗的空間黏附爪組件。主要用于空間航天器對典型目標表面的黏附和脫附。本發明的優點主要有：第一，本發明提供一種基于干黏附材料的黏附爪組件，可以實現對目標的法向承載能力，以及實現對沿目標黏附表面各切向載荷的均衡承載能力；第二，本發明可使各向承載力均衡，具有抗隨機力干擾特性，可實現黏附爪在操作目標全過程中對目標的穩定黏附；第三，本發明采用模塊化設計，各黏附單元通過繞各自對稱軸背離目標方向的對折運動實現脫附，該運動不會使附著裝置自身及目標產生位移，故可將脫附功耗降到最低。

技術領域

本發明涉及一種面向空間的抗隨機力干擾低功耗黏附爪組件。

背景技術

當前,空間碎片越來越多,已經嚴重威脅到了航天器的安全運行。這已經引起了各航天強國的高度重視。相關國家已對此開展了大力研究。傳統的機械包絡捕獲裝置不適用于捕獲大尺寸碎片的場合。故，清理空間碎片任務亟需一種不受碎片尺寸、形狀影響的黏附裝置。基于干黏附原理的捕獲裝置應運而生。此種黏附裝置是對壁虎腳掌的仿生設計。其中，黏附黏附爪組件是黏附裝置的關鍵功能部件，直接決定著黏附裝置完成在軌清理工作的性能。

現有黏附爪組件采用一對黏附片，兩黏附材料分別固定于兩滑塊上，滑塊與滑塊支承板間通過柔性繩限定最大位置。滑塊與滑塊支承板間有一柔性支承件。兩滑塊在其相對側系有柔性連接腱，另一側各有一個拉伸彈簧牽拉。柔性繩對黏附材料的切向加載過程進行限位。切向加載時，連接腱在與其垂直的加載腱的拉動下張緊，拉動連接腱兩端的滑塊切向移動。卸載時，加載腱放松。

故，現有黏附爪組件黏附完成向后操作目標時，因滑塊沿黏附面法向不可限位，加之同時受到加載腱斜向后拉的作用力，滑塊必然發生傾斜，造成黏附面極易從兩滑塊相對側脫附，故黏附力實際難以維持。且因其只采用一對各向異性黏附材料，黏附爪只有當載荷沿黏附面內一特定方向時，才可表現出對目標最大的黏附力。當載荷沿黏附面內其他方向時，黏附爪對目標的黏附力將大大降低。故其不可實現黏附目標對沿黏附面各個方向的隨機載荷均衡的抵抗力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種面向空間的抗隨機力干擾低功耗黏附爪組件。

為解決上述問題，本發明提供一種面向空間的抗隨機力干擾低功耗黏附爪組件，包括：

黏附單元1和中心連接塊2，用于空間航天器對典型目標表面的黏附和脫附，其中，

所述中心連接塊2連接的六個向心周向均布的黏附單元1形成整機，以使整機成中心對稱構型，所述黏附單元1包括傳動限位模塊3、四桿機構模塊4、黏附功能模塊5，其中，所述傳動限位模塊3分別與四桿機構模塊4和黏附功能模塊5連接，所述傳動限位模塊，用于驅動所述四桿機構模塊運動，從而帶動黏附功能模塊沿黏附目標表面切向加載或卸載，或用于帶動所述黏附功能模塊向背離目標的方向對折轉動實現脫附。

進一步的，在上述面向空間的抗隨機力干擾低功耗黏附爪組件中，所述四桿機構模塊4包括連桿4-1、連桿4-2、扇形板4-3、扇形板4-4、導向軸4-5、鉸鏈4-6、4-7、4-8、青銅基石墨自潤滑滑動軸承4-9、4-10、4-11、雙螺母4-12、銅基聚四氟乙烯涂層襯套4-13、4-14、4-15，其中，

連桿4-1、連桿4-2、扇形板4-3、扇形板4-4組成的四桿機構，通過鉸鏈連接，連桿與扇形板固連；所述鉸鏈4-6、4-7和4-8分別連接青銅基石墨自潤滑滑動軸承4-9、4-10、4-11；所述鉸鏈4-5的表面設置銅基聚四氟乙烯涂層襯套4-13、4-14、4-15。

進一步的，在上述面向空間的抗隨機力干擾低功耗黏附爪組件中，所述鉸鏈4-6、4-7、4-8采用現成的內六角鉸制孔用螺栓。

進一步的，在上述面向空間的抗隨機力干擾低功耗黏附爪組件中，所述限位模塊3包括傳動螺栓3-1、提拔桿3-2、防轉限位板3-3、青銅材料滑板3-4、雙螺母3-5。