[發(fā)明專(zhuān)利]空間碎片清除裝置、方法及空間碎片維護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910603574.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110254755B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙勇;白玉鑄;胡星志;張翔;陳小前;袁建平;庹洲慧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B64G1/66
• 分類(lèi)號(hào): B64G1/66;B64G4/00
• 代理公司: 北京奧文知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11534
• 代理人: 張文;苗麗娟

1.一種空間碎片清除裝置，其特征在于，所述裝置包括：運(yùn)載機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、同步轉(zhuǎn)盤(pán)和柔性抓捕機(jī)構(gòu)；

所述運(yùn)載機(jī)構(gòu)，用于機(jī)動(dòng)至與目標(biāo)碎片軌道同步；

所述伸縮機(jī)構(gòu)的一端插入并限位于所述運(yùn)載機(jī)構(gòu)內(nèi)，且轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置，另一端與所述柔性抓捕機(jī)構(gòu)連接；

所述同步轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述運(yùn)載機(jī)構(gòu)的一側(cè)面上，且所述同步轉(zhuǎn)盤(pán)套裝在所述伸縮機(jī)構(gòu)上用于帶動(dòng)所述伸縮機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述柔性抓捕機(jī)構(gòu)用于抓捕目標(biāo)碎片，且與目標(biāo)碎片之間為柔性接觸；

所述柔性抓捕機(jī)構(gòu)為捕獲刷，所述捕獲刷為中空的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述捕獲刷的數(shù)量為兩個(gè)以上，當(dāng)所述捕獲刷的數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，兩個(gè)所述捕獲刷間隔相對(duì)，當(dāng)所述捕獲刷的數(shù)量大于兩個(gè)時(shí)，多個(gè)所述捕獲刷沿周向均勻分布；

所述捕獲刷用于與目標(biāo)碎片接觸的一側(cè)面上設(shè)置有至少兩種硬度不同的刷毛，且不同硬度的所述刷毛交替分布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間碎片清除裝置，其特征在于，所述運(yùn)載機(jī)構(gòu)包括：

用于調(diào)整所述運(yùn)載機(jī)構(gòu)姿態(tài)和軌道的姿軌控模塊；

用于控制所述伸縮機(jī)構(gòu)、所述同步轉(zhuǎn)盤(pán)和所述柔性抓捕機(jī)構(gòu)動(dòng)作的星務(wù)與數(shù)管模塊；

用于進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的星間通信模塊；

用于供電的電源模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空間碎片清除裝置，其特征在于，所述裝置還包括視頻偵察模塊，所述視頻偵察模塊與所述星務(wù)與數(shù)管模塊連接，用于獲取目標(biāo)碎片的視頻信息并發(fā)送給所述星務(wù)與數(shù)管模塊，所述星務(wù)與數(shù)管模塊根據(jù)視頻信息控制所述伸縮機(jī)構(gòu)、所述同步轉(zhuǎn)盤(pán)和所述柔性抓捕機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間碎片清除裝置，其特征在于，所述裝置還包括用于消旋的磁力矩器。

5.一種利用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的空間碎片清除裝置進(jìn)行空間碎片清除的方法，其特征在于，所述方法包括：

準(zhǔn)備階段：運(yùn)載機(jī)構(gòu)機(jī)動(dòng)至與目標(biāo)碎片軌道同步，伸縮機(jī)構(gòu)動(dòng)作，將柔性抓捕機(jī)構(gòu)移動(dòng)至抓捕位置；

捕獲階段：若目標(biāo)碎片旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)同步轉(zhuǎn)盤(pán)，通過(guò)所述伸縮機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述柔性抓捕機(jī)構(gòu)與目標(biāo)碎片同步轉(zhuǎn)動(dòng)，然后啟動(dòng)所述柔性抓捕機(jī)構(gòu)，進(jìn)行捕獲；

操作階段：所述運(yùn)載機(jī)構(gòu)機(jī)動(dòng)至較低軌道或者回收平臺(tái)；

釋放階段：所述柔性抓捕機(jī)構(gòu)動(dòng)作釋放目標(biāo)碎片。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空間碎片清除方法，其特征在于，操作階段內(nèi)，若目標(biāo)碎片與碎片清除裝置的組合體存在旋轉(zhuǎn)角速度，啟動(dòng)磁力矩器進(jìn)行消旋，使組合體的姿態(tài)穩(wěn)定。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空間碎片清除方法，其特征在于，準(zhǔn)備階段內(nèi)，運(yùn)載機(jī)構(gòu)機(jī)動(dòng)至與目標(biāo)碎片軌道同步后，通過(guò)姿軌控模塊進(jìn)行極近距離姿軌控制，縮短所述運(yùn)載機(jī)構(gòu)與目標(biāo)碎片之間的距離。

8.一種利用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的空間碎片清除裝置進(jìn)行空間碎片維護(hù)的方法，其特征在于，所述方法包括：

準(zhǔn)備階段：運(yùn)載機(jī)構(gòu)機(jī)動(dòng)至與目標(biāo)碎片軌道同步，伸縮機(jī)構(gòu)動(dòng)作，將柔性抓捕機(jī)構(gòu)移動(dòng)至抓捕位置；

捕獲階段：若目標(biāo)碎片旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)同步轉(zhuǎn)盤(pán)，通過(guò)所述伸縮機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述柔性抓捕機(jī)構(gòu)與目標(biāo)碎片同步轉(zhuǎn)動(dòng)，然后啟動(dòng)所述柔性抓捕機(jī)構(gòu)，進(jìn)行捕獲；

操作階段：所述運(yùn)載機(jī)構(gòu)對(duì)目標(biāo)碎片執(zhí)行在軌維護(hù)、部件更換、系統(tǒng)接管、實(shí)驗(yàn)操作；

釋放階段：所述柔性抓捕機(jī)構(gòu)動(dòng)作釋放目標(biāo)碎片。