本发明专利技术公开了一种用于空间碎片可靠转移存储的装置，包括：基架、气动人工肌肉和储存盒；其中，所述气动人工肌肉设置于所述基架上；并且所述气动人工肌肉的内部与所述基架的内部气路相连通；所述基架的底座与储存盒相连接；所述基架的内部气路与气泵相连通；所述气泵通过所述基架的内部气路给所述气动人工肌肉充气；所述气动人工肌肉通过交替运动完成蠕动，将空间碎片转移到储存盒的内部。本发明专利技术可以实现对空间碎片的有效转移、可靠存储及快速清除，为航天器的在轨运行提供安全的空间环境。境。境。
【技术实现步骤摘要】
一种用于空间碎片可靠转移存储的装置
[0001]本专利技术属于空间碎片的自动化清除
，尤其涉及一种用于空间碎片可靠转移存储的装置。
技术介绍
[0002]空间碎片主要来源于大型火箭末级和失效卫星，及其碰撞所产生的次级碎片。据统计地球轨道上现漂浮着约上亿块大小不一的碎片，可以说百分之五的航天器生活在百分之九十五的碎片中。这些碎片的存在已经严重威胁到在轨航天器的安全。碎片的在轨清除需要经历捕获、转移、存储、清除四个步骤。但目前主要的研究围绕碎片捕获技术，对可靠转移和存储的研究相对较少。
[0003]目前主要的用于空间碎片清除的方式有：飞爪/飞网抓捕、电动力绳索移除、电动碎片清除、激光清除及微粒云雾离子束移除。
[0004]其中飞爪/飞网抓捕中比较著名的是2001年欧空局设计的地球静止轨道清理机器人ROGER[X]，该机器人在距离目标约15米处，柔性网将被释放，通过展开、覆盖、收口三个过程来完成对目标的捕获，然后利用连接的系绳将目标运输到废弃轨道。哈尔滨工业大学在此基础上，研制了一套包括飞行平台与弹射捕获装置的飞网在轨捕获系统，当目标进入飞网捕获有效距离内，飞网将进行弹射、展开、收口一系列动作，完成捕获操作，之后可进行变轨操作。整个系统包括自由飞行平台和网捕获模块。平台设计成六面体，围绕在四周的是4个夹层的太阳能电池板，可为其他组件提供支持。该系统采用的是直接抛射飞网的简单形式，使用弹射装置将飞网弹出，并用质量块牵引飞网抛射展开。飞网捕获主要存在两方面问题：1.动力学模型复杂，现有的建模方法准确度不够导致整个系统难以控制。2.飞网在展开过程中容易发生翻滚缠绕，展开过程不可控，展开后网形不易控制，具有不确定性。
[0005]电动力绳索移除技术是移除系统接近碎片，将其携带的金属绳索的一端安装在要移除的碎片上，并释放金属绳索的另一端，利用地球磁场产生的拖拽力改变碎片轨道，从而达到移除目的。这种方法同样存在缆绳展开及动力学控制问题，且磁场产生的拖拽力较小，空间碎片的移除时间通常比较长，效率低下。
[0006]电动碎片清除器主要运行在低地球轨道上，利用电动力学原理，通过太阳电池翼转化电能，在导线中形成电流，由其中一端的电子发射器发射电子，飞行器另一端的裸露铝导线收集电子，形成电流回路。由于电动碎片清除器处于地磁场中，所以通过磁场作用便会施加洛伦兹力在导线上，力的大小决定于导线的长度、电流以及磁场的局部场强和方向。这种方式需要事先在飞行器上安装清除器，对于已存在的空间碎片及碰撞产生的碎片没办法很好的实现清除。
[0007]激光清除及微粒云雾离子束移除技术目前正处于理论研究层面，尚不具备工程实践的能力。
技术实现思路
[0008]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于空间碎片可靠转移存储的装置，可以实现对空间碎片的有效转移、可靠存储及快速清除，为航天器的在轨运行提供安全的空间环境。
[0009]本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种用于空间碎片可靠转移存储的装置，包括：基架、气动人工肌肉和储存盒；其中，所述气动人工肌肉设置于所述基架上；并且所述气动人工肌肉的内部与所述基架的内部气路相连通；所述基架的底座与储存盒相连接；所述基架的内部气路与气泵相连通；所述气泵通过所述基架的内部气路给所述气动人工肌肉充气；所述气动人工肌肉通过交替运动完成蠕动，将空间碎片转移到储存盒的内部。
[0010]上述用于空间碎片可靠转移存储的装置中，所述基架为长方体框架，其中，长方体框架的第一框架和第二框架均设置有框架网格单元；所述第一框架和所述第二框架相对；所述第一框架和所述第二框架均设置有n列框架网格单元，每列框架网格单元中的框架网格单元数量相等；其中，n为正整数。
[0011]上述用于空间碎片可靠转移存储的装置中，所述气动人工肌肉包括若干个气动人工肌肉单元；其中，每个气动人工肌肉单元设置于与每个气动人工肌肉单元相对应的框架网格单元；每个气动人工肌肉单元通过气管与所述框架网格单元的内部气路相连通；设置在所述第一框架或所述第二框架的相邻两列气动人工肌肉单元交错布置；设置在所述第一框架的每列气动人工肌肉单元与设置在所述第二框架的每列气动人工肌肉单元一一对应；设置在所述第一框架或所述第二框架上的相邻两列气动人工肌肉单元充气状态相反，设置在所述第一框架的每列气动人工肌肉单元和与设置在所述第一框架的每列气动人工肌肉单元一一对应的设置在所述第二框架的每列气动人工肌肉单元充气状态相同，从而将空间碎片转移到储存盒的内部。
[0012]上述用于空间碎片可靠转移存储的装置中，每个气动人工肌肉单元均包括：进/出气口、网状气动结构、伸缩滑块和固定装置；其中，所述网状气动结构和所述伸缩滑块均套设于所述固定装置的外表面，所述网状气动结构的一端与所述固定装置的一端相连接，所述网状气动结构的另一端与所述伸缩滑块相连接，所述伸缩滑块能够沿着固定装置的中部进行滑动；所述固定装置的另一端开设有进/出气口；所述进/出气口通过气管与所述框架网格单元的内部气路相连通；所述固定装置为内部中空结构；所述固定装置中位于所述网状气动结构内部的部分开设有通孔，用于向所述网状气动结构内部充气。
[0013]上述用于空间碎片可靠转移存储的装置中，所述网状气动结构包括气囊和编织网；其中，所述气囊的外表面附有所述编织网。
[0014]上述用于空间碎片可靠转移存储的装置中，所述固定装置包括法兰A、法兰B和圆柱体；其中，所述网状气动结构和所述伸缩滑块均套设于所述圆柱体；所述法兰A与所述圆柱体的一端相连接，所述法兰B与所述圆柱体的另一端相连接；所述网状气动结构的一端与所述法兰B相连接；所述伸缩滑块能够沿着所述圆柱体的长度方向进行滑动；
[0015]所述圆柱体的另一端开设有通孔，用于向所述网状气动结构内部充气。
[0016]上述用于空间碎片可靠转移存储的装置中，所述进/出气口设置有气阀，气阀打开时网状气动结构的充气状态为舒张状态，气阀关闭时网状气动结构的充气状态为收缩状态。
[0017]上述用于空间碎片可靠转移存储的装置中，所述储存盒与所述基架的底座相连接的部位设置有开关门。
[0018]上述用于空间碎片可靠转移存储的装置中，所述气囊为橡胶气囊。
[0019]上述用于空间碎片可靠转移存储的装置中，所述编织网为纤维编织网。
[0020]本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
[0021](1)本专利技术通过气动人工肌肉的输送结构可以实现对空间碎片的可靠转移，为空间碎片的清除提供了一种新的可行之法；
[0022](2)本专利技术选用气动人工肌肉作为蠕动空间碎片的动力执行元件，气动人工肌肉具有输出功率大、输出力/自重比大、良好的柔顺性及冲击性、重量轻机构简单等特点，且输送效率相比于传统的碎片清除的方法较高；
[0023](3)本专利技术的气动人工肌肉输送结构具有可叠加性与多样性，在空间碎片的可靠转移与储存中可独立存在并进行不同单元协同工作，可以很好的适应大小不一、形状各异的空间碎片；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于空间碎片可靠转移存储的装置，其特征在于包括：基架(1)、气动人工肌肉(2)和储存盒(3)；其中，所述气动人工肌肉(2)设置于所述基架(1)上；并且所述气动人工肌肉(2)的内部与所述基架(1)的内部气路相连通；所述基架(1)的底座与储存盒(3)相连接；所述基架(1)的内部气路与气泵相连通；所述气泵通过所述基架(1)的内部气路给所述气动人工肌肉(2)充气；所述气动人工肌肉(2)通过交替运动完成蠕动，将空间碎片转移到储存盒(3)的内部。2.根据权利要求1所述的用于空间碎片可靠转移存储的装置，其特征在于：所述基架(1)为长方体框架，其中，长方体框架的第一框架和第二框架均设置有框架网格单元；所述第一框架和所述第二框架相对；所述第一框架和所述第二框架均设置有n列框架网格单元，每列框架网格单元中的框架网格单元数量相等；其中，n为正整数。3.根据权利要求2所述的用于空间碎片可靠转移存储的装置，其特征在于：所述气动人工肌肉(2)包括若干个气动人工肌肉单元；其中，每个气动人工肌肉单元设置于与每个气动人工肌肉单元相对应的框架网格单元；每个气动人工肌肉单元通过气管与所述框架网格单元的内部气路相连通；设置在所述第一框架或所述第二框架的相邻两列气动人工肌肉单元交错布置；设置在所述第一框架的每列气动人工肌肉单元与设置在所述第二框架的每列气动人工肌肉单元一一对应；设置在所述第一框架或所述第二框架上的相邻两列气动人工肌肉单元充气状态相反，设置在所述第一框架的每列气动人工肌肉单元和与设置在所述第一框架的每列气动人工肌肉单元一一对应的设置在所述第二框架的每列气动人工肌肉单元充气状态相同，从而将空间碎片转移到储存盒(3)的内部。4.根据权利要求3所述的用于空间碎片可靠转移存储的装置，其特征在于：每个气动人工肌肉单元均包括：进/出气口(21)、网状气动结构(22)、伸缩滑块(23)和固定装置(24)；其中，所述网状气动结构(22)和所述伸缩滑块(23)均套设于所述固定装置(24)的外表面，所述网...
【专利技术属性】
技术研发人员：段嘉琪，王燕波，邓松波，陈志鸿，李科，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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