一种可控性智能蜘蛛网俘获装置及利用其俘获在轨飞行器的方法，涉及一种附着多巴及其衍生物的蜘蛛网俘获装置及利用其黏性而吸附粘接在轨飞行器的方法。所述俘获装置包括机械臂（1）、可控发射管（2）、蜘蛛网（3）和激光测距仪（4），机械臂（1）的末端设置有与机械臂（1）同轴心设置的激光测距仪（4），机械臂（1）末端的内壁上沿圆周方向均匀设置有若干个可控发射管（2），可控发射管（2）的内部设置有蜘蛛网（3）。本发明专利技术的俘获设备结构简单、设计巧妙，俘获材料体积小、重量轻、方便携带，可一次多携带。操作方式简单、俘获成功率高。简单易操作，成功率高，利于机动卫星及时俘获在轨飞行器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种附着多巴及其衍生物的蜘蛛网俘获装置及利用其黏性而吸附粘接在轨飞行器的方法。
技术介绍
随着航天实践的不断深入，对空间快速机动技术的需求日益增强。机动卫星能够在空间多次启动进行快速变换轨道倾角或轨道高度，具备很强的战术能力。因此利用其快速反应能力，执行空间控制任务时，可干扰、撞击、控制在轨飞行器，以达到摧毁或损坏在轨飞行器的目的。吸附粘接技术的应用在不需要完全摧毁在轨飞行器的情况下，对于干扰及损坏在轨飞行器起到了关键作用。将吸附粘接技术应用在“寄生”行为上，像寄生虫那样附着于在轨飞行器，以达到电子、磁场干扰及损坏的目的，使其失灵或无法正常工作。多巴(3，4- 二羟基苯丙氨酸，DOPA)分子瞬间固化并产生黏性的机理是DOPA分子内交联的结果，主要表现为DOPA分子中的二酚官能团通过单电子转移与相邻的DOPA分子芳环的酹氧基偶合交联，以及氨基参与Schiff-base取代反应或者是Michael加成反应。而多巴胺(3，4- 二羟基苯丙氨，DA)发生聚合反应形成聚多巴胺(PDA)涂层的机理是在碱性环境及氧气的作用下，首先DA中的儿茶酚氧化为苯醌，再进一步与氨基及其它另一分子的儿茶酚醌类反应形成黏附PDA薄膜层。DA的酚羟基氧化为苯醌的反应是一个平衡反应过程，碱性环境有利于反应正向移动，加速DA氧化聚合。研究结果表明，PDA可通过复杂的物理化学作用如氢键作用、螯合作用、相互作用、共价键作用等，紧密的附着在不同材料表面成膜，形成一层具有永久黏附性能的PDA涂层。而形成的薄膜表面含有大量的活性官能团，能够发生一系列反应，为进一步修饰改性材料表面提供了条件。
技术实现思路
本专利技术要解决的 问题是针对上述如何俘获在轨飞行器的技术难题，提出一种简单有效的可控性智能蜘蛛网俘获装置及机动卫星发射蜘蛛网俘获在轨飞行器的方法，这种方法简单易操作，成功率高，利于机动卫星及时俘获在轨飞行器。本专利技术的可控性智能蜘蛛网俘获装置包括机械臂、可控发射管、蜘蛛网和激光测距仪，机械臂的末端设置有与机械臂同轴心设置的激光测距仪，机械臂末端的内壁上沿圆周方向均匀设置有若干个可控发射管，可控发射管的内部设置有蜘蛛网。本专利技术所述蜘蛛网由聚酰胺纤维(PA)编织而成，其表面附着有一层具备永久黏附性的聚多巴胺(PDA)薄膜。本专利技术利用仿生物黏附蛋白多巴及其衍生物的强黏附性和普黏性，以及其衍生物DA能够在各种基底自主装成PDA薄膜的特性，将蜘蛛网作为基底使其附上PDA薄膜而具备永久黏附性，并对表面进一步修饰改性而赋予其他性能及功效，即可对在轨飞行器进行吸附粘接控制，具体步骤如下a)具有黏附性蜘蛛网的制备将蜘蛛网作为基底，采用浸溃法将蜘蛛网放置于仿生物黏附蛋白多巴胺碱性溶液中，获得一个稳定厚度的黏附涂层。b)装备在机械臂末端安装与机械臂同轴心设置的激光测距仪，然后在机械臂末端沿圆周方向安装若干个可控发射管状装置，将附有黏性的蜘蛛网分别置于其中。c)展开发射机动卫星调整姿态向在轨飞行器靠近并以O. 6^2 m/s的速度快速展开机械臂，锁定目标后当达到2(T30 m的距离时，将蜘蛛网瞬间以5 10 m/s的速度喷射出去包裹住飞行器，利用其自身黏附力进行吸附粘接，将蜘蛛网牢固锚定在飞行器上，将其俘-M-犾。本专利技术具有如下优点 1)俘获设备结构简单、设计巧妙。2)俘获材料体积小、重量轻、方便携带，可一次多携带。3)操作方式简单、俘获成功率高。4)仿生物多巴及其衍生物DA几乎适用于任何一种基体材料的表面改性，且对材料的外形和尺寸没有限制。5)仿生物多巴及其衍生物DA能够紧密附着在蜘蛛丝表面成膜，增大其表面的极性度，提高表面能及其表面黏附性能，使得蜘蛛网具备更好的黏附性和普黏性。6)经DA涂覆过的材料表面具有邻苯二酚活性官能团，可进行二次反应，实现材料表面的进一步功能化。7)仿生物 多巴及其衍生物PDA具有永久黏附性，且获得的复合表面在干态和湿态均能与许多物体很好地黏合，其干/湿态的黏合/脱黏附可以重复进行千余次。附图说明图I为蜘蛛网展开结构俯视 图2为机械臂俘获装置正面结构 图3为机械臂俘获装置侧面结构 图4为机动卫星俘获在轨飞行器工作示意 图5为伞状俘获装置结构图(展开前)； 图6为伞状俘获装置结构图(展开后)； 图7为伞状俘获装置结构俯视 图8为伞状俘获装置与蜘蛛网结合的侧视结构 图9为伞状俘获装置与蜘蛛网结合的俯视 图10为伞状结构装置俘获在轨飞行器工作示意图。具体实施例方式下面结合工作示意图对本方法作进一步详细说明。本专利技术适用于所有的快速固化胶黏剂及吸附粘接装置，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。具体实施方式一如图1-3所示，本实施方式的可控智能蜘蛛网俘获装置由机械臂I、可控发射管2、蜘蛛网3和激光测距仪4组成，机械臂I的末端设置有与机械臂I同轴心设置的激光测距仪4，机械臂I末端的内壁上沿圆周方向均匀设置有若干个可控发射管2，可控发射管2的内部设置有蜘蛛网3。可控发射管的底部中间位置安装有可控牵引扣7，蜘蛛网3的四周设置有若干个牵引头6，蜘蛛网3的中心与可控牵引扣7连接，可控牵引扣7与位于可控发射管2前端的牵引头6将蜘蛛网3拉成长的圆锥型蜘蛛网并固定在可控发射管2内部，以保证具有黏性的蜘蛛网不会自身粘接在一起。本专利技术所述的蜘蛛网由高分子特种纤维纺织而成，应具备高强度、重量轻、韧性强、耐高低温性、耐候性、不易损坏等特点，因此选用聚酰胺纤维(PA)进行编织。蜘蛛网还应具备强黏附性和普黏性，因此选用仿生物黏附蛋白多巴及其衍生物并利用其自身特性对蜘蛛丝进行附着，在蜘蛛网表面形成一层具有永久黏附性的纳米薄膜。蜘蛛网的牵引头应满足质轻、耐热、耐寒、耐候性等，因此可由橡胶弹头制成，材料选用丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶等。本实施方式中所述的蜘蛛网体系主要包括PA和多巴及其衍生物。PA包括脂肪族PA、脂肪-芳香族PA和芳香族PA。可加入玻璃纤维、纳米粒子及碳黑等填料和助剂对PA进行改性，提高其性能以便能更好适应太空环境。仿生物黏附蛋白中的DOPA中含有儿茶酚基团，儿茶酚基团被氧化成醌后能与许多基团反应形成共价键，而DOPA的这种强共价及非共价相互作用是仿生物黏附蛋白具有强黏附力的主要原因。但如果想要黏附到任何表面上，儿茶酚基团和氨基必须同时存在。而作为儿茶酚衍生物的DA，结合了 DOPA的邻苯二酚基团和赖氨酸的氨基官能团，被认为能够很好地模拟仿生物黏附蛋白的黏附性能。由于DA能与有机、无机物等表面有很好的结合力，因此其衍生物如全氟-DA、二茂铁-DA及生物分子-DA等由于其修饰基团的化学特性，也具有类似的性质。在水溶液或弱碱性条件下，DA也会被溶解氧氧化并自发聚合形成儿茶酚醌活性官能团的PDA，在材料表面形成一层具有永久黏附性能的PDA涂层。具体实施方式二 本实施方式按照如下步骤利用可控发射管将蜘蛛网喷射出并吸附粘接在飞行器上 a)具有黏附性蜘蛛网的制备将蜘蛛网作为基底，采用浸溃法将蜘蛛网放置于仿生物黏附蛋白多巴胺碱性溶液中，一定时间后获得一个稳定厚度的黏附涂层。具体步骤如下第I步，蜘蛛网的制作 蜘蛛网应具备高强度、重量轻、韧性强、耐高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可控性智能蜘蛛网俘获装置，其特征在于所述俘获装置包括机械臂（1）、可控发射管（2）、蜘蛛网（3）和激光测距仪（4），机械臂（1）的末端设置有与机械臂（1）同轴心设置的激光测距仪（4），机械臂（1）末端的内壁上沿圆周方向均匀设置有若干个可控发射管（2），可控发射管（2）的内部设置有蜘蛛网（3）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇艳，马浩翔，谢志民，吴松全，谭惠丰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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