[发明专利]一种用于在轨捕获非合作目标的仿生干黏附系统

说明书

本发明公开了一种用于在轨捕获非合作目标的仿生干黏附系统，包括机身、柔性驱动机构、仿生脚爪机构和仿生脚掌机构，柔性驱动机构和仿生脚爪机构设置在机身上，仿生脚掌机构与仿生脚爪机构活动连接，仿生脚掌机构末端设有仿生黏附材料制作的黏附单元，柔性驱动机构能够驱动仿生脚掌机构相对于仿生脚爪机构产生侧向位移，并驱动仿生脚爪机构产生内收运动，使仿生黏附单元在法向预压力的作用下切向移动产生黏附力。本发明可对空间非合作目标实施多次黏附提高对非合作目标捕获的效益。

技术领域

本发明涉及非合作目标的在轨捕获技术领域，特别是涉及一种用于在轨捕获非合作目标的仿生干黏附系统。

背景技术

空间非合作目标具有的强大动能，其对在轨航天器构成了严重的威胁。据统计，非合作目标已造成多起航天器损伤及发生灾难性失效的事例，随着航天事业的发展，这种事例的数目仍在高速增长中。非合作目标的捕获技术已经成为了航天领域的研究热点。

目前较成功的非合作目标捕获技术是采用弹射飞网捕获，如中国专利CN102991731A就公开了一种用于废弃航天器捕获的飞网弹射捕获装置，其基本原理是采用火工品抛射质量块引导飞网展开，在对非合作目标形成包络后，质量块在自身惯性的作用下继续运动使飞网包紧目标，之后再对飞网及非合作目标进行整体回收。但是，由于火工品的采用，飞网为一次性使用的捕获装置，在非合作目标数量逐年增长的情况下，应用成本较高。

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可重复使用的针对大表面的非合作目标的捕获系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于在轨捕获非合作目标的仿生干黏附系统，以解决上述现有技术存在的问题，使非合作目标的捕获装置可以重复使用，以降低应用成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种用于在轨捕获非合作目标的仿生干黏附系统，包括机身、柔性驱动机构、仿生脚爪机构和仿生脚掌机构，所述柔性驱动机构和所述仿生脚爪机构设置在所述机身上，所述仿生脚掌机构与所述仿生脚爪机构活动连接，所述仿生脚掌机构末端设有仿生黏附单元，所述柔性驱动机构能够驱动所述仿生脚掌机构相对于所述仿生脚爪机构产生内收运动，增加仿生黏附单元的黏附能力，并驱动所述仿生脚爪机构产生向内收拢弯曲，使所述仿生黏附单元在法向预压力的作用下沿切向移动产生黏附力。

优选地，所述仿生脚爪机构包括脚爪支撑体、脚爪基体和脚爪肢体，所述脚爪支撑体为一“Z”形柔性板，所述脚爪支撑体的一端与所述机身固定连接，所述脚爪支撑体的另一端与所述脚爪基体固定连接，所述脚爪基体上设有滑槽，所述脚爪肢体的滑杆嵌在所述滑槽内，所述柔性驱动机构能够驱动所述脚爪肢体在所述滑槽内移动，所述仿生脚掌机构与所述脚爪肢体活动连接。

优选地，所述滑槽倾斜设置，使所述脚爪肢体在侧向移动的同时沿法相向下移动。

优选地，所述仿生脚掌机构包括球头螺柱、脚掌弹簧、铰接头、掌体和至少两个黏附脚趾单元，所述球头螺柱的螺纹端固设在所述脚爪肢体的螺孔中，所述球头螺柱的球头设置在所述铰接头中，所述脚掌弹簧一端连接所述脚爪肢体，另一端连接所述铰接头，所述脚掌弹簧至少为均布的三个，所述掌体与所述铰接头固定连接，所述黏附脚趾单元均与所述掌体固定连接，所述黏附脚趾单元的底面上设有柔性垫，所述仿生黏附单元与所述柔性垫连接。

优选地，所述黏附脚趾单元的数量为3-5个，其中1-3个所述黏附脚趾单元朝外设置，其余的所述黏附脚趾单元朝内设置，形成锁合，相邻的所述黏附脚趾单元间的夹角为30-60°。

优选地，所述柔性驱动机构包括电机、摆动机构和一级驱动绳，所述电机设置在所述机身上，所述摆动机构的一端连接所述电机，所述摆动机构的另一端连接所述一级驱动绳的一端，所述一级驱动绳的另一端连接所述仿生脚爪机构。

优选地，所述柔性驱动机构、所述仿生脚爪机构和所述仿生脚掌机构至少为成对设置的两个。