CN104790119A - 一种六边形空间捕获绳网及编制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种六边形空间捕获绳网，包括六根等长的加强绳和六根等长的边线绳，所述六根加强绳的一端共同绳结后形成中心绳结，所述六根加强绳以中心绳结为中心点向外呈辐射状，相邻加强绳的另一端通过边线绳连接，且每条边线绳与加强绳的交汇点均引出一条牵拉绳，所述加强绳与所述边线绳转成的区域内均设置有一个以上的网目。还相应公开了一种六边形空间捕获绳网的编制方法，包括加强绳固定、网目缝制、边线绳缝制三个部分。本发明的绳网及其编制方法既能满足绳网封贮状态一致性的要求，又保证了绳展开后内部的均匀性，有效的满足了绳网由封贮状态至展开状态的拓扑结构变换需求，提高了绳网的拉出展开性能。

Description

一种六边形空间捕获绳网及编制方法

技术领域

本发明主要涉及航天技术领域，特指一种六边形空间捕获绳网及编制方法，适用于对空间非合作目标实施在轨抓捕所用绳网及编制方法设计。

背景技术

伴随航天事业的发展，太空环境安全问题已经进入科学家的视野，太空垃圾对太空安全环境造成的威胁日益凸显。太空垃圾，主要是指由于人造航天器爆破、碰撞以及导弹试验等产生的无用碎片。对于一颗在近地轨道运行的航天器，一颗直径1cm左右的碎片足以导致航天器失效；若被一颗直径10cm左右的太空碎片击中，就足以造成航天器的完全损毁。更为可怕的是，这种碰撞过程会进一步产生更多的碎片，由此进入恶性循环。近年来，国内外科研工作者针对太空垃圾清除开展了大量积极的研究探索工作。多项技术被应用于太空垃圾的清除，其中空间绳网捕获系统是一种具有足够应用前景的太空垃圾清除概念。绳网捕获过程中，绳网捕获器平台向被捕获目标方向展开一张由细绳编织成的网，通过绳网包裹住目标航天器，利用绳网收口机构收拢网口并形成死锁防止目标脱离绳网捕获系统。

绳网捕获系统的核心部分就是由柔性绳索编织而成的绳网，绳网的主要功能是包裹和容纳目标航天器。绳网捕获过程中绳网经历了由压缩封贮状态至完全展开状态的大变形变拓扑过程。在设计过程中既要考虑绳索参数和绳网的结构形状要满足空间任务的要求，同时也希望绳网的质量小、强度大、结构稳定且不容易发生缠绕。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种用于空间捕获的六边形绳网以及绳网编制方法，该方法采用菱形网目，由内至外的辐射式编制方法。该种绳网既能满足绳网封贮状态一致性的要求，又保证了绳网展开后内部的均匀性，有效的满足了绳网由封贮状态至展开状态的拓扑结构变换需求，提高了绳网的拉出展开性能。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种六边形空间捕获绳网，包括六根等长的加强绳和六根等长的边线绳，所述六根加强绳的一端共同绳结后形成中心绳结，所述六根加强绳以中心绳结为中心点向外呈辐射状，相邻加强绳的另一端通过边线绳连接，且每条边线绳与加强绳的交汇点均引出一条牵拉绳，所述加强绳与所述边线绳转成的区域内均设置有一个以上的网目。

优选地，所述网目呈菱形。

相应的，本发明还公开了一种六边形空间捕获绳网的编制方法，包括以下步骤：

1)将六条加强绳呈“*”型平铺，并将六条加强绳个端的交汇点打一绳结形成绳网中心绳结，牵拉中心绳结使全部加强绳拉成束状；由中心绳结处引出一条网线，沿其中一条加强绳在距离1倍网目边长处将网线与加强绳打一绳结；

2)由步骤1)中的绳结出发，将网线留出2倍网目边长并与下一条加强绳打一绳结形成V字型；

3)重复步骤2)直至网线重新回到第一条加强绳，完成网线的第一圈编织；

4)沿第一条加强绳，在距离中心绳结的2倍网目边长处将网线与第一条加强绳打一绳结，并再次由此出发，将网线留出2倍网目边长后与上一圈编织成的V字型网线顶点处打一绳结，然后将网线留出2倍网目边长后与相邻加强绳距离中心绳结的2倍网目边长处再打一绳结，如此反复至网线重新回到第一条加强绳，完成绳网第二圈编织；

5)反复重复步骤4)进行网线的下一圈编织；直至捕获绳网达到设计尺寸时，在绳网最外圈用打结的方式系一条边线绳，其中边线绳与最外圈的网绳的V字型网线顶点打一绳结；剩余加强绳保留作为牵拉绳。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明以空间非合作目标的网捕方案为需求，经过反复大量的理论分析和地面试验，提出了一种六边形空间捕获绳网及编制方法，本发明所设计的空间抓捕绳网具有变拓扑结构、承力均匀、强度高等优点；本发明针对六边形空间捕绳网所设计的编制方法，采用独特的由内而外的“辐射式”编织技术，加强绳、边线绳一次性缝入，避免了加强绳、边线绳二次补加过程，减少了网线的接头数量，为绳网的顺利拉出展开提供了保证。

附图说明

图1为本发明的六边形空间捕获绳网的结构示意图。

图2为本发明的绳网编制过程一；

图3为本发明的绳网编制过程二；

图4为本发明的绳网编制过程三；

图5为本发明的绳网编制过程四。

图中标号表示：1、网目；2、边线绳；3、中心绳结；4、加强绳；5、牵拉绳。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如1所示，本发明的用于空间捕获的绳网为平面六边形有结绳网，材料为Kavlar纤维和PE大力马纤维，其包括六根等长的加强绳4和六根等长的边线绳2，六根加强绳4的一端共同绳结后形成中心绳结3，六根加强绳4以中心绳结3为中心点向外呈辐射状，相邻加强绳4的另一端通过边线绳2连接，且每条边线绳2与加强绳4的交汇点均引出一条牵拉绳5，加强绳4与边线绳2转成的区域内均设置有一个以上的网目1。其中绳网由网线采用平头结方式编织而成，材料选取为0.6mm PE大力马八股编绳，网目1呈菱形排列，由中心向外呈辐射式排列，此种网格拓扑结构可以保证在将绳网收成束状后，绳网六条边线到达绳网中心点的距离相等；.绳网的六条边线绳2与绳网的六条边通过平头绳结连接，每两条边线绳2之间的交汇点采用平头绳结连接；六条加强绳4与从绳网中心绳点引出指向六个顶角的外接半径分别重合，通过绳结连接；六条加强绳4交汇处采用中心绳结3与绳网中心点连接；每条边线绳2与加强绳4的交汇点均引出一条牵拉绳5，边线绳2、加强绳4、牵拉绳5材料为3mm Kavlar十二编编绳，用来抵抗绳网发射过程的冲击。本发明的空间六边形捕获绳网质量小、强度大、结构稳定且不容易发生缠绕。

由于绳网是一种稀疏结构，展开后具有较大的尺寸，占据较大的空间。为了便捷、有效的完成绳网的编制过程，本发明采取中心辐射向外式、自上而下螺旋式编制方法。本发明所设计的绳网编制方法取名为“辐射螺旋式”绳网编制方法，其具体编制过程如下：

如图2至图5所示，绳网编制过程可分为加强绳4固定、网目1缝制、边线绳2缝制三个部分。

本实例所编制绳网尺寸为：绳网边长20m，网目1边长0.4m。

第一步，加强绳4固定：如图2所示，取六条长度为21m的3mm Kavlar编绳作为加强绳4，呈“*”型平铺，并将交汇点打一绳结形成绳网中心绳结3(为了减小对加强绳4的剪切，由三条42m绳索交汇形成“*”型，并于中心点打结固定)，牵拉中心绳结3将绳网加强绳4拉成束状，并将中心绳结3高处悬挂。

第二步，网目1缝制：如图3、图4所示，网目1缝制分为以下五步：

①将0.6mm PE大力马编绳网线一端与中心绳结3固定，另一端沿加强绳4的中的第一条OA，在距离1倍网目1边长0.4m处将网线与加强绳4打一绳结；

②由此绳结出发，将网线留出2倍网目1边长0.8m并与下一条加强绳OB打一绳结形成V字型(半个菱形网目1)；

③反复重复步骤②直至网线重新回到第一条加强绳OA，完成绳网第一圈编织；

④沿第一条加强绳OA，在距离中心绳结3的2倍网目1边长0.8m处将网线与第一条加强绳OA打一绳结，并再次由此出发，将网线留出2倍网目1边长与上一圈编织成的V字型网线的顶点处打一绳结，然后将网线留出2倍网目1边长与相邻加强绳4距中心绳结3的2倍网目1边长0.8m处打一绳结，如此反复至网线重新回到第一条加强绳4，完成绳网第二圈编织；

⑤反复重复步骤④进行网目1的下一圈编织。

第三步，边线绳2缝制：如图5所示，当完成第50圈网目1编织时，绳网达到设计尺寸，在绳网最外圈用打结的方式系一条边线绳2，边线绳2的节点间长度为1倍网目1长度0.4m；剩余加强绳4约1m保留作为牵拉绳5，最后完成绳网的编制。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种六边形空间捕获绳网，其特征在于，包括六根等长的加强绳和六根等长的边线绳，所述六根加强绳的一端共同绳结后形成中心绳结，所述六根加强绳以中心绳结为中心点向外呈辐射状，相邻加强绳的另一端通过边线绳连接，且每条边线绳与加强绳的交汇点均引出一条牵拉绳，所述加强绳与所述边线绳转成的区域内均设置有一个以上的网目。

2.根据权利要求1所述的六边形空间捕获绳网，其特征在于，所述网目呈菱形。

3.一种六边形空间捕获绳网的编制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将六条加强绳呈“*”型平铺，并将六条加强绳的一端交汇后打一绳结形成绳网中心绳结，牵拉中心绳结使全部加强绳拉成束状；由中心绳结处引出一条网线，沿其中一条加强绳在距离1倍网目边长处将网线与加强绳打一绳结；

2)由步骤1)中的绳结出发，将网线留出2倍网目边长并与下一条加强绳打一绳结形成V字型；

3)重复步骤2)直至网线重新回到第一条加强绳，完成网线的第一圈编织；

4)沿第一条加强绳，在距离中心绳结的2倍网目边长处将网线与第一条加强绳打一绳结，并再次由此出发，将网线留出2倍网目边长后与上一圈编织成的V字型网线顶点处打一绳结，然后将网线留出2倍网目边长后与相邻加强绳距离中心绳结的2倍网目边长处再打一绳结，如此反复至网线重新回到第一条加强绳，完成绳网第二圈编织；

5)反复重复步骤4)进行网线的下一圈编织；直至捕获绳网达到设计尺寸时，在绳网最外圈用打结的方式系一条边线绳，其中边线绳与最外圈的网绳的V字型网线顶点打一绳结；剩余加强绳保留作为牵拉绳。