[发明专利]一种网飞爪装置组合体

说明书

一种网飞爪装置组合体，包括抓捕网，抓铺网的几何中心设置有质量块，质量块与系留绳相连接，系留绳用于与航天器上的系留平台连接；在抓捕网的外围均匀设置有多个网爪。本发明的抓捕原理是利用抓捕网和网爪的惯性，本发明网飞爪装置组合体发射出去后，抓捕网快速展开，抓捕网与目标碰撞后，抓捕网上的网爪进行回抱运动，网爪能够与绳网纠结完成目标的捕获。进一步本发明利用布袋原理，通过收口绳设计了收口结构。抓捕网具有网型控制功能,较大增加了绳网的有效捕获距离和有效捕获时间，使得捕获飞船与目标距离增大，从而降低了对捕获飞船的轨道机动能力要求。本发明能够针对非合作目标实现准确、可靠、高效的在轨捕获。

技术领域

本发明涉及航天器抓捕装置技术领域，具体的涉及一种用于非合作目标在轨捕获的网飞爪装置组合体。

背景技术

航天器的抓捕与在轨服务是当前国际空间领域关注的热点，如何安全、准确、快捷地抓捕空间目标是未来空间技术发展面临的重大挑战。

目前，空间机器人自主在轨捕获技术已通过飞行试验演示验证，然而这些飞行试验中的捕获对象都为合作目标，即安装有用于测量的特征标识和机械臂抓持或对接的装置。而空间碎片都可归为非合作目标，非合作目标具有自旋、章动和逃逸等运动特性，其空间相对位置和运动信息难以得到实时的测量反馈，因此捕获难度较大。针对非合作目标的在轨捕获，仍然是目前航天工程中尚未解决的关键技术瓶颈。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种网飞爪装置组合体，其可用于0.1m-10m的空间碎片等非合作目标的捕获。为了实现平动目标的捕获，要求抓捕系统在工作过程中能够对较大的空间区域进行覆盖，抓捕网完全展开时的最小边长至少为最大捕获目标尺寸的1.5倍；为了实现逃逸非合作目标的捕获，要求抓捕网成型迅速，且系统在与目标连线方向的捕获距离较长；为了实现自旋非合作目标的捕获，要求系统与捕获目标碰撞后能够快速形成统一体，防止出现脱落等非预想现象，同时能够便于后续的消旋等控制行为。

为实现本发明的技术目的，采用以下技术方案：

一种网飞爪装置组合体，包括抓捕网，抓捕网的几何中心设置有质量块，质量块与系留绳相连接，系留绳用于与航天器上的系留平台连接；在抓捕网的外围均匀设置有多个网爪。本发明的抓捕原理是利用抓捕网和网爪的惯性，本发明网飞爪装置组合体发射出去后，抓捕网快速展开，抓捕网与目标碰撞后，抓捕网上的网爪进行回抱运动，网爪能够与绳网纠结（即网爪与绳网勾挂在一起）完成目标的捕获。

作为本发明的优选技术方案，所述抓捕网为正多边形或者圆形的绳网，网爪通过牵引绳与抓捕网连接，牵引绳一端连接在抓捕网上，另一端连接网爪。对于是正多边形的抓捕网，在正多边形的抓捕网的各边角位置设置一个网爪即可。

进一步地，本发明的抓捕网可以采用菱形网目的正方形绳网，这种抓捕网的绳网网目不是与边线对齐，而是与对角线对齐。该绳网拓扑结构可以保证在将绳网收成束状后，四条边线上的绳节点到达绳网中心点的距离相等，有利于绳网的折叠封贮和绳网的有序展开。抓捕网的牵引绳是由抓捕网对角线延伸出来而形成的，在抓捕网的四角分别对应设置一个网爪，网爪分别连接在两对角线的两端即可。