[发明专利]面向空间的抗随机力干扰低功耗黏附爪组件

说明书

本发明提供了一种面向空间的抗随机力干扰低功耗黏附爪组件，具体涉及一种面向空间的抗随机力干扰可实现低功耗的空间黏附爪组件。主要用于空间航天器对典型目标表面的黏附和脱附。本发明的优点主要有：第一，本发明提供一种基于干黏附材料的黏附爪组件，可以实现对目标的法向承载能力，以及实现对沿目标黏附表面各切向载荷的均衡承载能力；第二，本发明可使各向承载力均衡，具有抗随机力干扰特性，可实现黏附爪在操作目标全过程中对目标的稳定黏附；第三，本发明采用模块化设计，各黏附单元通过绕各自对称轴背离目标方向的对折运动实现脱附，该运动不会使附着装置自身及目标产生位移，故可将脱附功耗降到最低。

技术领域

本发明涉及一种面向空间的抗随机力干扰低功耗黏附爪组件。

背景技术

当前,空间碎片越来越多,已经严重威胁到了航天器的安全运行。这已经引起了各航天强国的高度重视。相关国家已对此开展了大力研究。传统的机械包络捕获装置不适用于捕获大尺寸碎片的场合。故，清理空间碎片任务亟需一种不受碎片尺寸、形状影响的黏附装置。基于干黏附原理的捕获装置应运而生。此种黏附装置是对壁虎脚掌的仿生设计。其中，黏附黏附爪组件是黏附装置的关键功能部件，直接决定着黏附装置完成在轨清理工作的性能。

现有黏附爪组件采用一对黏附片，两黏附材料分别固定于两滑块上，滑块与滑块支承板间通过柔性绳限定最大位置。滑块与滑块支承板间有一柔性支承件。两滑块在其相对侧系有柔性连接腱，另一侧各有一个拉伸弹簧牵拉。柔性绳对黏附材料的切向加载过程进行限位。切向加载时，连接腱在与其垂直的加载腱的拉动下张紧，拉动连接腱两端的滑块切向移动。卸载时，加载腱放松。

故，现有黏附爪组件黏附完成向后操作目标时，因滑块沿黏附面法向不可限位，加之同时受到加载腱斜向后拉的作用力，滑块必然发生倾斜，造成黏附面极易从两滑块相对侧脱附，故黏附力实际难以维持。且因其只采用一对各向异性黏附材料，黏附爪只有当载荷沿黏附面内一特定方向时，才可表现出对目标最大的黏附力。当载荷沿黏附面内其他方向时，黏附爪对目标的黏附力将大大降低。故其不可实现黏附目标对沿黏附面各个方向的随机载荷均衡的抵抗力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向空间的抗随机力干扰低功耗黏附爪组件。

为解决上述问题，本发明提供一种面向空间的抗随机力干扰低功耗黏附爪组件，包括：

黏附单元1和中心连接块2，用于空间航天器对典型目标表面的黏附和脱附，其中，

所述中心连接块2连接的六个向心周向均布的黏附单元1形成整机，以使整机成中心对称构型，所述黏附单元1包括传动限位模块3、四杆机构模块4、黏附功能模块5，其中，所述传动限位模块3分别与四杆机构模块4和黏附功能模块5连接，所述传动限位模块，用于驱动所述四杆机构模块运动，从而带动黏附功能模块沿黏附目标表面切向加载或卸载，或用于带动所述黏附功能模块向背离目标的方向对折转动实现脱附。

进一步的，在上述面向空间的抗随机力干扰低功耗黏附爪组件中，所述四杆机构模块4包括连杆4-1、连杆4-2、扇形板4-3、扇形板4-4、导向轴4-5、铰链4-6、4-7、4-8、青铜基石墨自润滑滑动轴承4-9、4-10、4-11、双螺母4-12、铜基聚四氟乙烯涂层衬套4-13、4-14、4-15，其中，

连杆4-1、连杆4-2、扇形板4-3、扇形板4-4组成的四杆机构，通过铰链连接，连杆与扇形板固连；所述铰链4-6、4-7和4-8分别连接青铜基石墨自润滑滑动轴承4-9、4-10、4-11；所述铰链4-5的表面设置铜基聚四氟乙烯涂层衬套4-13、4-14、4-15。

进一步的，在上述面向空间的抗随机力干扰低功耗黏附爪组件中，所述铰链4-6、4-7、4-8采用现成的内六角铰制孔用螺栓。

进一步的，在上述面向空间的抗随机力干扰低功耗黏附爪组件中，所述限位模块3包括传动螺栓3-1、提拔杆3-2、防转限位板3-3、青铜材料滑板3-4、双螺母3-5。