配合螺旋式充气抓捕手制造技术

一种配合螺旋式充气抓捕手，属于航天技术领域，解决了现有的空间目标抓捕机构存在的问题，它包含基座,在基座上设置有两根螺旋形的充气管，充气管的螺旋半径由后端至前端递减，两根充气管的螺旋半径大的一端相对设置，充气管的横截面半径由后端至前端递减；充气管的管壁由内到外依次为气密层、承力层、加热层和防滑层；在充气管的外侧面设置有卷簧，卷簧的自由卷曲方向与充气管的螺旋方向相反，本发明专利技术用于抓捕空间大尺寸非合作目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天
，具体涉及一种配合螺旋式充气抓捕手。
技术介绍
对空间目标（包括合作目标和非合作目标）进行在轨操作和服务需要有抓捕机构完成目标的在轨抓捕、释放及相对固定等操作；现有的空间目标抓捕机构主要采用机械式手爪机构，可用于实现空间合作目标的抓捕。但利用机械式手爪抓捕机构进行非合作目标的抓捕，包括未安装合作抓持机构的己方飞行器、己方装置合作部件发生故障或失效卫星、对方航天器、空间大尺寸碎片等，则将大量增加抓捕机构的尺寸和关节数量，增大了抓捕机构及其控制系统的复杂程度、整体质量和操作难度，降低了系统的可靠性，增加了制造和发射成本，而且容易对目标造成损伤。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的空间目标抓捕机构存在的上述问题，提供了一种配合螺旋式充气抓捕手，其技术方案如下：一种配合螺旋式充气抓捕手，它包含基座,在基座上设置有两根螺旋形的充气管，充气管的螺旋半径由后端至前端递减，两根充气管的螺旋半径大的一端相对设置，充气管的横截面半径由后端至前端递减；充气管的管壁由内到外依次为气密层、承力层、加热层和防滑层，气密层材料为丁基橡胶薄膜材料，保证抓捕手内充气压力的稳定性；承力层材料为芳纶纤维复合材料，是承担抓捕手充气压力的主要结构；加热层为电热丝，保证抓捕手在空间低温条件下结构内部气压的稳定性及材料性能；防滑层采用防滑橡胶材料，直接与目标接触的材料层，用来增大目标体与抓捕手间接触面的摩擦力，可防止目标滑脱，可以仅在充气管的内侧面设置防滑层，减小整体质量；在充气管的外侧面设置有卷簧，卷簧的自由卷曲方向与充气管的螺旋方向相反。本专利技术的有益效果为：配合螺旋式充气抓捕手可从目标的两个方向进行相向的合拢式抓捕，可有效防止目标被撞飞；两个抓捕手配合形成椭圆形笼子形状，可实现对目标的全方位包裹；两个抓捕手可至少抓住目标的两个位置，提高目标抓捕的牢固性，可对较大尺寸的非合作目标进行抓捕；不需配合安装在目标体上的抓持机构；抓捕形式灵活可靠；对于目标的形状及尺寸有极大的适应能力；抓捕目标后抓捕手在充气压力作用下具有足够刚度，且抓捕手采用变截面结构，进一步增大抓捕手刚度，从而使得抓捕手与被抓目标间形成硬连接，易于对目标进行移动、固定等操作；通过充气和放气控制抓捕过程，控制方式简单可靠；发射体积小、重量轻；充气抓捕手可自动卷曲折叠，可实现目标的释放和多次抓捕；抓捕手采用柔性复合材料,不会对目标造成损伤。附图说明：图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是图1的正视图；图3是一根充气管的结构示意图；图4是充气管的横截面示意图；图5是一根充气管的展开过程示意图。具体实施方式：参照图1、图2、图3、图4和图5，一种配合螺旋式充气抓捕手，它包含基座5,在基座5上设置有两根螺旋形的充气管1，充气管1的螺旋半径由后端至前端递减，两根充气管1的螺旋半径大的一端相对设置，充气管1的横截面半径由后端至前端递减；充气管1的管壁由内到外依次为气密层1-1、承力层1-2、加热层1-3和防滑层1-4，气密层1-1材料为丁基橡胶薄膜材料，保证抓捕手内充气压力的稳定性；承力层1-2材料为芳纶纤维复合材料，是承担抓捕手充气压力的主要结构；加热层1-3为电热丝，保证抓捕手在空间低温条件下结构内部气压的稳定性及材料性能；防滑层1-4采用防滑橡胶材料，直接与目标接触的材料层，用来增大目标体与抓捕手间接触面的摩擦力，可防止目标滑脱，可以仅在充气管1的内侧面设置防滑层1-4，减小整体质量；在充气管1的外侧面设置有卷簧2，卷簧2的自由卷曲方向与充气管1的螺旋方向相反。充气管1的前端直接压扁粘接封闭，呈扁端头结构，使充气管1泄气后更容易在卷簧2的驱动下卷曲。在两根充气管1的后端分别设置有气嘴。使用方法及原理：将基座与飞行器的机械伸缩臂连接，气嘴与充放气设备连接，加热层1-3与加热控制电路连接，充气管1采用柔性复合材料制造，在无充气压力状态下，卷簧2驱动充气管1卷曲折叠；对目标进行抓捕时，利用充放气设备对一根或两根充气管1进行充气，充气压力驱动充气管1逐渐螺旋式展开对目标进行缠绕抓捕，由于充气管1的螺旋半径由后端至前端递减，所以抓捕目标的外形尺寸在充气管1的前端螺旋半径和后端螺旋半径之间的范围内均可以被牢固缠绕；当两根充气管1同时展开时，形成椭圆形笼子的形装，可以对体积适合的目标进行围捕；需要释放目标时，对充气抓捕手进行放气，在卷簧2的作用下，带动充气管1卷曲回缩，将目标释放。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配合螺旋式充气抓捕手，其特征在于它包含基座(5),在基座(5)上设置有两根螺旋形的充气管(1)，充气管(1)的螺旋半径由后端至前端递减，两根充气管(1)的螺旋半径大的一端相对设置，充气管(1)的横截面半径由后端至前端递减；充气管(1)的管壁由内到外依次为气密层(1‑1)、承力层(1‑2)、加热层(1‑3)和防滑层(1‑4)；在充气管(1)的外侧面设置有卷簧(2)，卷簧(2)的自由卷曲方向与充气管(1)的螺旋方向相反。

【技术特征摘要】
1.一种配合螺旋式充气抓捕手，其特征在于它包含基座(5),在基座(5)上设置有两根螺旋形的充气管(1)，充气管(1)的螺旋半径由后端至前端递减，两根充气管(1)的螺旋半径大的一端相对设置，充气管(1)的横截面半径由后端至前端递减；充气管(1)的管壁由内到外依次为气密层(1-1)、承力层(1-2)、加热层(1-3)和防滑层(1-4)；在充气管(1)的外侧面设置有卷簧(2)，卷簧(2)的自由卷曲方向与充气管(1)的螺旋方向相反。
2.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗常青，杜星文，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23