[发明专利]一种仿章鱼触手空间抓捕机构

说明书

本发明涉及一种仿章鱼触手空间抓捕机构，所述机构包括：与卫星平台上搭载的控制器连接的柔性臂，与柔性臂连接的抓捕姿态调整装置和刚柔耦合触手，与抓捕姿态调整装置连接的减振弹性气垫；所述刚柔耦合触手分布在所述减振弹性气垫的周围；所述抓捕姿态调整装置用于驱动所述减振弹性气垫转动，以模拟章鱼触手抓捕过程中的旋转动作；所述刚柔耦合触手能够向减振弹性气垫的中心收拢，以模拟章鱼触手抓捕过程中的抓捕动作。本发明通过设置模拟章鱼抓捕动作的结构，可适用于不同形状和体积的目标的抓捕。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，特别是涉及一种仿章鱼触手空间抓捕机构。

背景技术

在航天领域，空间机器人在空间任务中扮演了越来越重要的角色。利用空间机器人实施空间设备维修，模块更换，加注燃料和清除空间碎片等在轨服务是未来的发展趋势。由于在轨服务需要建立在捕获服务对象的基础之上，因此抓捕机构是空间机器人执行在轨服务任务的重要部分。

抓捕机构的设计需要与被抓捕目标的特征相匹配，在空间中，目标可以大致分为两类，第一类是设计了专用被抓持机构的目标，这类目标一般为合作目标；第二类是并没有设计专门被抓持机构的目标，这类目标可以是合作目标，也可以是非合作目标，大多数在轨飞行目标属于这类目标。

针对第一类目标，现有的抓捕机构有ROTEX手爪，抓捕目标为桁架；日本的ETS-VII项目中，NASDA研制的半灵巧三指手爪，以及哈尔滨工业大学研制的TS-4卫星空间机械臂上的抓捕机构，抓捕目标都为特定的圆柱形把手；美国OE计划中抓捕机构为三个抓手，抓捕目标为卫星对接配适器。这些空间抓捕机构都是针对特定的把手或者对接器而设计的，只能抓捕一种目标，适用性不强。

针对第二类目标，即没有特定的被抓持机构，尤其是非合作目标。但是大多数在轨飞行器上都包含星箭对接环，分离螺栓，远地点发动机喷管，太阳帆板支架和太阳帆板等常见结构，这些结构的形状在国际上都比较统一，并且有足够的强度承受抓捕力。可以将这些常见结构作为抓捕目标点。现有的针对第二类目标的抓捕机构有欧空局ESS项目中抓捕远地点发动机喷管的改锥型抓捕机构。美国FREND项目的螺栓抓取器。这两种抓捕机构的共同特点是小巧简便，但是同样只能抓捕喷管这类目标，并且对抓捕控制精度要求极高，几乎很难实现对非合作目标的抓捕。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种仿章鱼触手空间抓捕机构，以实现不同形状和体积的目标的抓捕。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种仿章鱼触手空间抓捕机构，所述机构包括：与卫星平台上搭载的控制器连接的柔性臂，与柔性臂连接的抓捕姿态调整装置和刚柔耦合触手，与抓捕姿态调整装置连接的减振弹性气垫；

所述刚柔耦合触手分布在所述减振弹性气垫的周围；

所述抓捕姿态调整装置用于驱动所述减振弹性气垫转动，以模拟章鱼触手抓捕过程中的旋转动作；

所述刚柔耦合触手能够向减振弹性气垫的中心收拢，以模拟章鱼触手抓捕过程中的抓捕动作。

可选的，所述抓捕姿态调整装置包括：捻绳，设置在所述捻绳一端的滑动部，设置在所述捻绳另一端的第一转动部、设置在所述捻绳中段的第二转动部、基座、固定部和第一偏置弹簧；

所述固定部通过所述第一偏置弹簧与所述滑动部连接；

所述固定部固定设置在所述基座内，所述滑动部能够滑动的设置在所述基座内；

所述第一转动部和所述第二转动部均固定设置在所述减振弹性气垫内；

所述捻绳由多股SMA丝缠绕而成，当向多股所述SMA(Shape Memory Alloy，形状记忆合金)丝施加电压时，所述SMA丝收缩，所述捻绳由拉伸状态恢复成扭转状态，以带动所述第一转动部和所述第二转动部转动，进而带动所述减振弹性气垫转动；