[发明专利]一种针对空间旋转非合作目标的抓捕装置

说明书

本发明公开了一种针对空间旋转非合作目标的抓捕装置，包括底盘，以及安装于底盘上的抓捕网爪；底盘上设置有一个电机，抓捕网爪与驱动装置的根部连接处装配有缓冲机构。本发明通过设计由五个齿‑爪机构构成的辐条的张开和闭合，实现对“熊抱”旋转非合作目标。当齿爪闭合后，可以形成一个固定的外包络，该外包络可以抑制非合作目标的运动范围，使其无法逃脱。本发明在抓捕过程中发生碰撞时，通过压缩弹簧延长冲击力作用时间，进而减小冲击力。另外，本发明还通过万向节和微动开关串联，使五个齿‑爪机构实现串联控制，大大减小了控制的复杂性，提高了控制的可靠性。

技术领域

本发明属于空间旋转非合作目标抓捕抓捕领域，涉及一种针对空间旋转非合作目标的抓捕装置。

背景技术

由于外界扰动，大多数非合作目标在空间中漂浮自旋。与合作目标不同，非合作目标无法确定抓捕点，因此无法采用传统接触点方式抓捕。其次，抓捕装置和旋转非合作目标之间存在相对运动，在抓捕时抓捕装置会受到冲击振动，而这种振动会直接传递到本体航天器，可能会导致航天器出现故障。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种针对空间旋转非合作目标的抓捕装置，该装置可以适应与旋转非合作目标的抓捕，能够减缓抓捕过程中受到的碰撞冲击力，从而减小冲击对主动航天器的扰动影响。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种针对空间旋转非合作目标的抓捕装置，包括底盘，以及安装于底盘上的抓捕网爪；底盘上设置有一个电机，抓捕网爪与驱动装置的根部连接处装配有缓冲机构；电机通过驱动装置带动抓捕网爪转动，进而改变抓捕网爪的张合角使抓捕网爪形成一个外部包络抱住非合作目标。

本发明进一步的改进在于：

底盘为圆环结构。

抓捕网爪包括均匀分布在底盘上的若干齿-爪机构，每个齿-爪机构均由一根中部带有折角的爪和两根装配在爪根部的齿组成。

齿-爪机构的数量为五个。

驱动装置包括布置在底盘上的若干单驱动单元，用于给抓捕网爪传输力矩以便做出张开或者闭合的抓捕动作。

每个单驱动单元包括一个微动开关和一个万向节，每根齿-爪机构通过万向节安装在底盘上，且万向节的端部通过限位销与微动开关相连；当首端单驱动单元在电机的驱动下工作后，首端单驱动单元带动下一个单驱动单元的微动开关，然后微动开关通过定位销带动万向节，将电机的力矩往下一个单驱动单元的微动开关输出，从而带动下一个单驱动单元。

缓冲机构包括扭簧和转动支架，转动支架安装于万向节上，扭簧设置于转动支架与爪根部之间；在非合作目标抓捕过程中，当齿-爪机构收拢闭合时，非合作目标与抓捕爪碰撞，冲击载荷会带动扭簧扭转，进而起到缓冲效果。

齿-爪机构的外包络几何尺寸能够使非合作目标无法逃脱。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过设计由五个齿-爪机构构成的辐条的张开和闭合，实现对“熊抱”旋转非合作目标。当齿爪闭合后，可以形成一个固定的外包络，该外包络可以抑制非合作目标的运动范围，使其无法逃脱。本发明在抓捕过程中发生碰撞时，通过压缩弹簧延长冲击力作用时间，进而减小冲击力。另外，本发明还通过万向节和微动开关串联，使五个齿-爪机构实现串联控制，大大减小了控制的复杂性，提高了控制的可靠性。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明转动齿-爪机构部件模块示意图；

图3为本发明串联驱动装置微动开关的示意图；

图4为本发明的串联驱动装置万向节的示意图。