一种基于末端阻尼的绳网捕获装置

本发明属于空间非合作目标捕获领域，具体涉及一种基于末端阻尼的绳网捕获装置。

背景技术：

1、随着各国对太空资源的探索不断加快，轨道上的卫星数量逐年增加。然而，由于卫星解体、碰撞以及操作性碎片等原因，空间中的碎片数量急剧增加，严重威胁着在轨航天器的安全。因此，针对空间碎片问题必须采取有效的措施进行清理，以遏制碎片数量不断增长的趋势。

2、目前，空间碎片清理主要包括刚性捕获和柔性捕获两种方法。在柔性捕获中，空间绳网捕获因其质量轻、体积小、捕获距离远以及操作难度低等特点，成为国际上广泛研究的焦点。绳网的展开过程可以分为两个阶段:第一个阶段绳网在牵引体的带动下逐渐展开，绳网网口面积由小变大；第二个阶段绳网被牵引体拉紧，过度展开的绳网会发生回弹，牵引体逐步收拢，绳网的回弹造成了网口面积过早减小，降低了绳网的展开性能。因此，急需一种增加绳网保型时间的方法提高绳网的展开性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于末端阻尼的绳网捕获装置，解决当前清理空间碎片常用的空间绳网在达到最大展开面积后快速回弹导致展开面积急剧衰减的问题，通过在牵引绳上设置末端阻尼器，可以让绳网在达到最大展开面积时触发末端阻尼器，减少牵引体的回弹速度，大幅增加保型时间，增加绳网捕获空间碎片的概率。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于末端阻尼的绳网捕获装置，包括呈正多边形的绳网，绳网周向均匀的通过多个牵引绳连接有相应数量的牵引体，每个牵引绳上均穿设有末端阻尼器，末端阻尼器包括套筒，套筒内设移动挡板，在移动挡板和末端阻尼器靠近牵引体的端部之间设有吸能结构，移动挡板和末端阻尼器靠近绳网的端部之间设为部分牵引绳存储空间，存储在存储空间的部分牵引绳的两端设有绳结，绳网完全展开后，牵引绳在牵引体的拉动下绷紧，在一端绳结作用下，拉动移动挡板对吸能结构进行压缩，另一端的绳结保证存储在存储空间的部分牵引绳不被拉出套筒，两端绳结之间的牵引绳的长度不小于套筒内长和吸能结构吸能后长的差。

3、进一步的，正多边形的绳网的顶点和边中线均通过牵引绳连接有牵引体，多个牵引体布置在同一圆周上。

4、进一步的，绳网的形状为正六边形，绳网中网孔的形状为菱形。

5、进一步的，套筒为回转体结构，一端为和侧壁一体的底端，另一端为和侧壁可拆卸连接的挡盖，挡盖和套筒底端上均设有供牵引体穿过的小孔。

6、进一步的，吸能结构为吸能蜂窝。

7、进一步的，吸能蜂窝呈圆柱状结构，内部结构单元为正六边形，内部结构单元的轴向与套筒的轴向平行；吸能蜂窝在受到端面载荷时，通过内部结构单元壁的压溃吸收能量。

8、进一步的，移动挡板为圆盘状结构。

9、进一步的，绳网的材料为聚酰亚胺。

10、进一步的，套筒的材料为2a12铝合金。

11、进一步的，吸能蜂窝的材质为铝合金。

12、本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

13、本发明基于末端阻尼的绳网捕获装置，绳网完全展开后，牵引绳在牵引体的拉动下绷紧，绳结会拉动移动挡板对吸能蜂窝进行压缩；牵引体的额外动能被吸能蜂窝吸收后，会减少对牵引绳的拉力，降低牵引体的回弹速度，增加绳网的保型时间。

技术特征：

1.一种基于末端阻尼的绳网捕获装置，其特征在于，包括呈正多边形的绳网（1），绳网周向均匀的通过多个牵引绳（2）连接有相应数量的牵引体（4），每个牵引绳（2）上均穿设有末端阻尼器（3），末端阻尼器包括套筒（1），套筒（1）内设移动挡板（303），在移动挡板（303）和末端阻尼器靠近牵引体（4）的端部之间设有吸能结构，移动挡板（303）和末端阻尼器靠近绳网（1）的端部之间设为部分牵引绳存储空间，存储在存储空间的部分牵引绳的两端设有绳结（304），绳网（1）完全展开后，牵引绳（2）在牵引体（4）的拉动下绷紧，在一端绳结作用下，拉动移动挡板（303）对吸能结构进行压缩，另一端的绳结（304）保证存储在存储空间的部分牵引绳不被拉出套筒（1），两端绳结（304）之间的牵引绳的长度不小于套筒内长和吸能结构吸能后长的差。

2.根据权利要求1所述的绳网捕获装置，其特征在于，正多边形的绳网（1）的顶点和边中线均通过牵引绳（2）连接有牵引体（4），多个牵引体（4）布置在同一圆周上。

3.根据权利要求2所述的绳网捕获装置，其特征在于，绳网（1）的形状为正六边形，绳网中网孔的形状为菱形。

4.根据权利要求2所述的绳网捕获装置，其特征在于，套筒（301）为回转体结构，一端为和侧壁一体的底端，另一端为和侧壁可拆卸连接的挡盖（305），挡盖（305）和套筒底端上均设有供牵引体穿过的小孔。

5.根据权利要求4所述的绳网捕获装置，其特征在于，吸能结构为吸能蜂窝（302）。

6.根据权利要求5所述的绳网捕获装置，其特征在于，吸能蜂窝（302）呈圆柱状结构，内部结构单元为正六边形，内部结构单元的轴向与套筒（301）的轴向平行；吸能蜂窝（302）在受到端面载荷时，通过内部结构单元壁的压溃吸收能量。

7.根据权利要求1所述的绳网捕获装置，其特征在于，移动挡板（303）为圆盘状结构。

8.根据权利要求1所述的绳网捕获装置，其特征在于，绳网（1）的材料为聚酰亚胺。

9.根据权利要求1所述的绳网捕获装置，其特征在于，套筒（301）的材料为2a12铝合金。

10.根据权利要求5所述的绳网捕获装置，其特征在于，吸能蜂窝（302）的材质为铝合金。

技术总结本发明为一种基于末端阻尼的绳网捕获装置。包括绳网，绳网周向均匀的通过多个牵引绳连接有牵引体，每个牵引绳上均穿设有末端阻尼器，末端阻尼器包括套筒，套筒内设移动挡板，在移动挡板和末端阻尼器靠近牵引体的端部之间设有吸能结构，移动挡板和末端阻尼器靠近绳网的端部之间设为部分牵引绳存储空间，存储在存储空间的部分牵引绳的两端设绳结，绳网完全展开后，牵引绳绷紧，绳结拉动移动挡板对吸能结构进行压缩，两端绳结之间的牵引绳的长度不小于套筒内长和吸能结构吸能后长的差。本发明通过末端阻尼器吸收绳网展开方向的剩余动能，降低牵引体的回弹速度，增加绳网捕获的保型时间。技术研发人员：岳帅,吴春博,孙小凡,李士新,高建东,杜忠华受保护的技术使用者：南京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11