[发明专利]一种组合式空间碎片清理装置及方法

权利要求书

1.一种组合式空间碎片清理装置，其特征在于：包括上下组合的捕获机构(1)和阻力帆机构(2)，所述捕获机构(1)用于捕获空间碎片并将所述清理装置与空间碎片连接在一起；所述阻力帆机构(2)用于增大捕获空间碎片后清理装置的在轨飞行阻力；

所述捕获机构(1)包括第一箱体(1-1)和折叠存储在第一箱体(1-1)内的机械爪(1-2)，所述第一箱体(1-1)内设置有绳索释放组件，所述机械爪(1-2)与绳索释放组件之间连接有钢丝绳(1-3)；

所述阻力帆机构(2)包括第二箱体(2-1)，所述第二箱体(2-1)内设置有转动轴(2-2)和多个帆膜储箱(2-3)，每个所述帆膜储箱(2-3)内折叠存储有帆膜(2-4)，所述转动轴(2-2)通过轴承座连接在第二箱体(2-1)的底板上，所述转动轴(2-2)的一端设置有第一法兰盘(2-6)，所述转动轴(2-2)的另一端设置有第二法兰盘(2-7)，所述转动轴(2-2)上缠绕有位于第一法兰盘(2-6)与第二法兰盘(2-7)之间的弹簧卷尺(2-8)，所述第二箱体(2-1)的箱盖上设置有阻力帆解锁组件。

2.按照权利要求1所述的一种组合式空间碎片清理装置，其特征在于：所述机械爪(1-2)包括多个手指，每个所述手指均包括横关节(1-21)和折叠关节(1-22)，所述横关节(1-21)和折叠关节(1-22)的连接处设置有扭簧，所述折叠关节(1-22)上设置有连接绳(1-23)。

3.按照权利要求1所述的一种组合式空间碎片清理装置，其特征在于：所述机械爪(1-2)的爪面设置有粘性材料。

4.按照权利要求2所述的一种组合式空间碎片清理装置，其特征在于：所述绳索释放组件包括设置在第一箱体(1-1)底部的释放弹簧(1-4)和缠绕在连接绳(1-23)上的绳索释放电阻丝(1-5)，以及用于调节钢丝绳(1-3)释放长度的电机。

5.按照权利要求1所述的一种组合式空间碎片清理装置，其特征在于：所述帆膜储箱(2-3)的数量为四个。

6.按照权利要求1所述的一种组合式空间碎片清理装置，其特征在于：所述帆膜(2-4)的数量为四个，所述帆膜(2-4)的形状为等腰三角形，四个等腰三角形的所述帆膜(2-4)同时展开后组成方形，每个等腰三角形的所述帆膜(2-4)的顶角与帆膜储箱(2-3)连接，每个等腰三角形的所述帆膜(2-4)的另外两个角与弹簧卷尺(2-8)连接。

7.按照权利要求1所述的一种组合式空间碎片清理装置，其特征在于：所述第二箱体(2-1)内设置有用于限位弹簧卷尺(2-8)的多个导轨杆(2-9)，所述导轨杆(2-9)的数量为四个。

8.按照权利要求1所述的一种组合式空间碎片清理装置，其特征在于：所述阻力帆解锁组件包括竖直设置的六棱柱(3)，所述六棱柱(3)与转动轴(2-2)连接，所述六棱柱(3)的外侧设置有用于夹紧六棱柱(3)的第一锁杆(4)和第二锁杆(5)，所述第一锁杆(4)的一端通过第一底座(6)转动连接在第二箱体(2-1)的箱盖上，所述第一锁杆(4)的中部通过第一弹簧(7)连接在第二箱体(2-1)的箱盖上，所述第二锁杆(5)的一端通过第二底座(8)转动连接在第二箱体(2-1)的箱盖上，所述第二锁杆(5)的中部通过第二弹簧(9)连接在第二箱体(2-1)的箱盖上，所述第一锁杆(4)的另一端和第二锁杆(5)的另一端之间缠绕有纤维线(10)，所述纤维线(10)上缠绕有阻力帆解锁电阻丝(11)。

9.一种采用如权利要求1所述的装置进行空间碎片清理的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、所述空间碎片清理装置逼近空间碎片时，捕获机构(1)工作，连接有钢丝绳(1-3)的机械爪(1-2)从第一箱体(1-1)中弹出，并从折叠状态变为展开状态；

步骤二、所述机械爪(1-2)通过爪面吸附，捕获连接空间碎片；

步骤三、所述绳索释放组件调节钢丝绳(1-3)的释放长度；

步骤四、所述阻力帆机构(2)工作，阻力帆解锁组件释放转动轴(2-2)；

步骤五、所述转动轴(2-2)上缠绕的弹簧卷尺(2-8)在自身弹力作用下向帆膜储箱(2-3)外伸展，带动帆膜(2-4)展开。