[发明专利]一种可控性智能蜘蛛网俘获装置及利用其俘获在轨飞行器的方法

权利要求书

1.一种可控性智能蜘蛛网俘获装置，其特征在于所述俘获装置包括机械臂（1）、可控发射管（2）、蜘蛛网（3）和激光测距仪（4），机械臂（1）的末端设置有与机械臂（1）同轴心设置的激光测距仪（4），机械臂（1）末端的内壁上沿圆周方向均匀设置有若干个可控发射管（2），可控发射管（2）的内部设置有蜘蛛网（3）。

2.根据权利要求1所述的可控性智能蜘蛛网俘获装置，其特征在于所述可控发射管（2）的底部中间位置安装有可控牵引扣（7），蜘蛛网（3）的四周设置有若干个牵引头（6），蜘蛛网（3）的中心与可控牵引扣（7）连接，可控牵引扣（7）与位于可控发射管（2）前端的牵引头（6）将蜘蛛网（3）拉成长的圆锥型蜘蛛网并固定在可控发射管（2）内部。

3.根据权利要求1所述的可控性智能蜘蛛网俘获装置，其特征在于所述蜘蛛网（3）选用聚酰胺纤维进行编织。

4.根据权利要求1、2或3所述的可控性智能蜘蛛网俘获装置，其特征在于所述蜘蛛网（3）的表面附有一层材质为仿生物黏附蛋白多巴及其衍生物的纳米薄膜。

5.根据权利要求1或2所述的可控性智能蜘蛛网俘获装置，其特征在于所述牵引头（6）由橡胶弹头制成，材料选用丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶或氯丁橡胶。

6.根据权利要求1所述的可控性智能蜘蛛网俘获装置，其特征在于所述俘获装置还包括可控伞状俘获装置（9），机械臂（1）的内部由内壁（8）划分为内环（10）和外环（11），可控发射管（2）设置在外环（11）中，可控伞状俘获装置（9）设置在内环（10）中，所述可控伞状俘获装置（9）由莲蓬头（12）、伞面（13）、伞肋（14）、中空的伞柄（15）、拉杆（16）、内弹簧（17）、外弹簧（18）、活动片（19）和支撑扣（20）组成，伞柄（15）的顶端固定有与其同轴心设置的莲蓬头（12），激光测距仪（4）固定在莲蓬头（12）的下方且其激光测距孔（5）位于莲蓬头（12）的中心位置，莲蓬头（12）上设置有若干个与伞柄（15）相连通的不同取向的溢流管（22），莲蓬头（12）的四周连接有伞肋（14），伞肋（14）支撑着整个伞面（13），伞面（13）的表面涂覆有多巴胺（23），伞柄（15）的内部储存有弱碱水（21），伞柄（15）上设置有支撑扣（20），支撑扣（20）分别与位于伞柄（15）内部的内弹簧（17）和套在伞柄（15）上的外弹簧（18）连接，活动片（19）卡在伞柄（15）的内壁四周，内弹簧（17）的下端连接着伞柄（15）底层内壁，上端与活动片（19）连接，外弹簧（18）连接着拉杆（16）的下端，拉杆（16）的上端连接着伞肋（14）。

7.根据权利要求6所述的可控性智能蜘蛛网俘获装置，其特征在于选择以热塑型聚酰亚胺为基体树脂的碳纤维增强复合材料作为伞柄（15）的材料，在材料外层附有聚酰亚胺薄膜，在材料内层附有聚四氟乙烯薄膜。

8.根据权利要求6所述的可控性智能蜘蛛网俘获装置，其特征在于选择铝合金作为伞肋（14）、拉杆（16）和莲蓬头（12）的材料。

9.一种利用权利要求1所述的可控性智能蜘蛛网俘获装置获在轨飞行器的方法，其特征在于所述方法步骤如下：

机动卫星调整姿态向在轨飞行器靠近并以0.6~2 m/s的速度快速展开机械臂，锁定目标后当达到20~30 m的距离时，将蜘蛛网瞬间以5~10 m/s的速度喷射出去包裹住飞行器，利用其自身黏附力进行吸附粘接，将蜘蛛网牢固锚定在飞行器上，将其俘获。

10.一种利用权利要求6所述的可控性智能蜘蛛网俘获装置获在轨飞行器的方法，其特征在于所述方法步骤如下：

当需要控制和破坏在轨飞行器，实现近距离展开吸附粘接时，在激光测距仪测量机械臂靠近至在轨飞行器0.5~1 m的距离时，将装备于机械臂内环中的可控伞状俘获装置伸出，并控制支撑扣将弹簧瞬间自动释放，储存于伞柄内的弱碱水借助弹簧的弹性力，在活动片的快速推动下经由莲蓬头流出与涂覆在伞面上的DA混合，机械臂接触到飞行器时先由黏性DA提供初粘力，使得两者初步连接在一起，紧接着在弱碱水的作用下DA发生氧化聚合-交联反应，在伞面与飞行器表面进行自组装形成紧密超强附着的PDA交联复合层，使得伞状装置与在轨飞行器紧密黏附在一起，最终将在轨飞行器牢牢地控制住，完成吸附寄生；

当需要干扰和破坏在轨飞行器，实现远距离发射并吸附粘接时，机动卫星调整姿态向在轨飞行器靠近并以0.6~2 m/s的速度快速展开机械臂，锁定目标后当达到20~30 m的距离时，将蜘蛛网瞬间以5~10 m/s的速度喷射出去包裹住在轨飞行器，利用其自身黏附力进行吸附粘接，将蜘蛛网牢固锚定在飞行器上，将其俘获。