空间碎片抓捕装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种空间碎片抓捕装置，所述装置包括抓捕机构，所述抓捕机构包括：基板、柔性腕足；多个所述柔性腕足连接在所述基板上，所述柔性腕足为形状记忆合金材质，所述柔性腕足被设置为加热后沿弧形伸出，且所述柔性腕足的延伸方向指向所述基板的轴线方向，用于包裹目标碎片。本实用新型专利技术的空间碎片抓捕装置，柔性腕足受热后按照设计的方式弯曲变形伸长，柔性的包裹住目标碎片，柔性腕足与目标碎片之间的接触为线接触，可以有效避开目标碎片难以接触操作的区域。且通过柔性接触，不易与目标碎片发生碰撞，避免因碰撞产生次级碎片，适用范围较广，使用稳定性和安全性较高。

Space debris capture device

【技术实现步骤摘要】
空间碎片抓捕装置
本技术涉及航天
，尤其涉及一种空间碎片抓捕装置。
技术介绍
随着人类空间活动越来越频繁，空间碎片不断产生，已经成为了空间污染的主要来源。为了保障航天安全，避免重要轨道(例如，地球同步轨道)被占用，有必要对空间碎片进行清理。现有技术一般采用机械臂或者柔性飞网对空间碎片进行抓捕。利用机械臂抓捕时，机械臂连接在主星上，到达预订轨道后机械臂伸出抓捕目标碎片，使目标碎片与机械臂和主星形成一个整体，随主星移动。利用柔性飞网抓捕时，柔性飞网安装在卫星平台上，通过卫星平台向目标碎片方向发射柔性飞网，将整个目标碎片包裹起来。技术人发现现有技术至少存在以下问题：机械臂抓捕过程中，主星与目标碎片之间可能出现较强的动力学问题，主星的姿态控制难度较大。柔性飞网抓捕高速旋转且带有复杂外伸结构的目标时，会产生复杂的动力学问题，带动主星旋转甚至失效。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本技术提供了一种空间碎片抓捕装置。具体技术方案如下：一种空间碎片抓捕装置，所述装置包括抓捕机构，所述抓捕机构包括：基板、柔性腕足；多个所述柔性腕足连接在所述基板上，所述柔性腕足为形状记忆合金材质，所述柔性腕足被设置为加热后沿弧形伸出，且所述柔性腕足的延伸方向指向所述基板的轴线方向，用于包裹目标碎片。在一种可能的设计中，多个所述柔性腕足沿周向均匀分布在所述基板上。在一种可能的设计中，所述柔性腕足的表面包覆有硅橡胶。在一种可能的设计中，所述装置还包括：运载机构和伸缩机构，所述伸缩机构的一端与所述运载机构连接，另一端与所述基板连接；所述运载机构，用于实现姿态同步；所述伸缩机构，用于将抓捕机构送至抓捕位置。在一种可能的设计中，所述伸缩机构的一端插入并限位于所述运载机构内，且可转动设置。在一种可能的设计中，所述装置还包括：同步转盘，所述同步转盘可转动地连接在所述运载机构的一侧面上，所述同步转盘套装在所述伸缩机构上带动所述伸缩机构转动。在一种可能的设计中，所述装置还包括用于消旋的磁力矩器本技术技术方案的主要优点如下：本技术的空间碎片抓捕装置，柔性腕足受热后按照设计的方式弯曲变形伸长，柔性的包裹住目标碎片，柔性腕足与目标碎片之间的接触为线接触，可以有效避开目标碎片难以接触操作的区域。且通过柔性接触，不易与目标碎片发生碰撞，避免因碰撞产生次级碎片，适用范围较广，使用稳定性和安全性较高。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术一个实施例提供的空间碎片抓捕装置的结构示意图。附图标记说明：1-抓捕机构、11-基板、12-柔性腕足、2-运载机构、3-伸缩机构、4-同步转盘。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。以下结合附图，详细说明本技术实施例提供的技术方案。本技术实施例提供了一种空间碎片抓捕装置，如附图1所示，该装置包括抓捕机构1，抓捕机构1包括：基板11、柔性腕足12。多个柔性腕足12连接在基板11上，柔性腕足12为形状记忆合金材质，柔性腕足12被设置为加热后沿弧形伸出，且柔性腕足12的延伸方向指向基板11的轴线方向，用于包裹目标碎片。以下对本技术实施例提供的空间碎片抓捕装置的工作原理进行说明：形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy，简称SMA)是目前形状记忆材料中形状记忆效应最好的材料。形状记忆合金在高温下定型后，冷却到低温，施加变形并存在残余变形。若再加热升温到某一确定温度后，能恢复到变形前的形状。此过程可以循环重复，并能对外输出较大的回复力。基于上述，本技术采用形状记忆合金材质的柔性腕足12，柔性腕足12被设置为加热后沿弧形伸出，且延伸方向指向基板11的轴线方向，使用时，加热柔性腕足12，柔性腕足12受热弯曲伸长，包裹并吸附目标碎片。需要释放时，柔性腕足12冷却后回缩，释放目标碎片。可见，本技术实施例提供的空间碎片抓捕装置，柔性腕足12受热后按照设计的方式弯曲变形伸长，柔性的包裹住目标碎片，柔性腕足12与目标碎片之间的接触为线接触，可以有效避开目标碎片难以接触操作的区域。且通过柔性接触，不易与目标碎片发生碰撞，避免因碰撞产生次级碎片，适用范围较广，使用稳定性和安全性较高。可选地，本技术实施例中，多个柔性腕足12沿周向均匀分布在基板11上，以使目标碎片受力均匀。举例来说，基板11可以为方形结构，四条柔性腕足12分别分布在基板11的四个顶点处。或者，基板11可以为方形、圆形或者其它结构，柔性腕足12的数量可以为六条，六条柔性腕足12沿周向围成圆形，相邻两条柔性腕足12之间的夹角为度。进一步地，本技术实施例中，柔性腕足12的表面包覆有硅橡胶，进一步提高缓冲能力。硅橡胶具备较好的高温稳定性和延展性，能够与记忆合金材质的柔性腕足12的伸缩相适配。为了将柔性抓捕机构1送至抓捕位置进行目标碎片的抓捕，本技术实施例提供的空间碎片抓捕装置还包括：运载机构2和伸缩机构3，伸缩机构3的一端与运载机构2连接，另一端与基板11连接；运载机构2，用于实现姿态同步；伸缩机构3，用于将抓捕机构1送至抓捕位置。使用时，运载机构2机动至与目标碎片轨道同步，伸缩机构3动作，将抓捕机构1送至抓捕位置，便于进行后续抓捕工作。抓捕完成后，运载机构2可以降低至低轨道，或者返回回收平台，然后抓捕机构1释放目标碎片，完成目标碎片的清理工作。其中，伸缩机构3通过伸缩改变自身长度带动抓捕机构1移动，作为一种示例，伸缩机构3可以为多根管件逐级套装形成的多级伸缩结构，便于调整至不同的长度。在一种可能的实施方式中，本技术实施中，伸缩机构3的一端插入并限位于运载机构2内，且可转动设置。在该示例中，伸缩机构3与运载机构2自由转动。抓捕机构1捕获旋转中的碎片后，力矩传递带动抓捕机构1转动，通过将伸缩机构3与运载机构2的相对转动，避免将转矩传递至运载机构2。在另一种可能的实施方式中，伸缩机构3的伸缩机构3的一端插入并限位于运载机构2内，且可转动设置，空间碎片抓捕装置还包括：同步转盘4，同步转盘4可转动地连接在运载机构2的一侧面上，同步转盘4套装在伸缩机构3上带动伸缩机构3转动。在该示例中，伸缩机构3的转动受同步转盘4驱动，在对目标碎片进行抓捕前，通过同步转盘4带动伸缩机构3和抓捕机构1转动，以与目标碎片同步转动，便于对转动中的目标碎片进行抓捕。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间碎片抓捕装置，其特征在于，所述装置包括抓捕机构，所述抓捕机构包括：基板、柔性腕足；/n多个所述柔性腕足连接在所述基板上，/n所述柔性腕足为形状记忆合金材质，所述柔性腕足被设置为加热后沿弧形伸出，且所述柔性腕足的延伸方向指向所述基板的轴线方向，用于包裹目标碎片。/n

【技术特征摘要】
1.一种空间碎片抓捕装置，其特征在于，所述装置包括抓捕机构，所述抓捕机构包括：基板、柔性腕足；
多个所述柔性腕足连接在所述基板上，
所述柔性腕足为形状记忆合金材质，所述柔性腕足被设置为加热后沿弧形伸出，且所述柔性腕足的延伸方向指向所述基板的轴线方向，用于包裹目标碎片。


2.根据权利要求1所述的空间碎片抓捕装置，其特征在于，多个所述柔性腕足沿周向均匀分布在所述基板上。


3.根据权利要求1或2所述的空间碎片抓捕装置，其特征在于，所述柔性腕足的表面包覆有硅橡胶。


4.根据权利要求1所述的空间碎片抓捕装置，其特征在于，所述装置还包括：运载机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：白玉铸，赵勇，刘卓群，张翔，陈小前，袁建平，绳涛，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43