CN111114852B - 一种空间翻滚目标四维感知捕获装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空间翻滚目标四维感知捕获装置，包含：网爪，用于捕获在轨的空间翻滚目标；视觉测量敏感器，用于对捕获的空间翻滚目标进行成像，并对所述成像生成三维建摸模型，根据空间翻滚目标碰撞网爪内壁产生的形变生成空间翻滚目标的翻滚强度信息，结合所述翻滚强度信息、三维建模模型生成空间翻滚目标的第一姿态调整指令信号，判断是否牢固捕获空间翻滚目标；调整机构，设置在网爪内部，并信号连接所述视觉测量敏感器，用于根据接收的所述第一姿态调整指令信号调整网爪内的空间翻滚目标至拟被牢固捕获的姿态，实现通过所述调整机构牢固捕获空间翻滚目标。本发明还提供一种空间翻滚目标四维感知捕获方法。

Description

一种空间翻滚目标四维感知捕获装置及方法

技术领域

本发明涉及航天器在轨服务技术领域，尤其涉及一种空间翻滚目标四维感知捕获装置及方法。

背景技术

随着在轨服务任务的日趋复杂，服务范围从维修已损坏卫星，发展到提前清理驻留物，保护卫星不受撞击；服务方式也随之从简单操作合作目标，发展到清理空间翻滚目标。空间翻滚目标的种类复杂，包括驻留轨道的火箭末级、在轨的失效卫星、轨道残骸碎片等，大小不一形态各异，且多为失控状态。由于空间翻滚目标在形态、材质、尺寸等多方面均为未知，导致捕获难度急剧增大。

现有技术中的捕获机构通常安装在航天器外部，捕获机构捕获在轨的空间翻滚目标后，空间翻滚目标仍在捕获机构内翻滚、振荡，不能实现对空间翻滚目标的牢固捕获。且由于空间翻滚目标在捕获机构内翻滚、振荡，使得捕获机构和空间翻滚目标的组合体内部产生扰动，对航天器产生扰动力，影响航天器的安全飞行。因此，需要航天器在已有的视觉三维感知的基础上，增加对空间翻滚目标的感知纬度并重新设计捕获机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间翻滚目标四维感知捕获装置及方法，通感知所捕获的种类复杂未知的火箭末级、失效卫星、轨道残骸等空间翻滚目标的翻滚强度，生成精确的第一姿态调整指令信号，驱动调整机构进行牢固捕获空间翻滚目标，减少本发明的捕获装置与捕获后的空间翻滚目标所形成的组合体的内部扰动。

为了达到上述目的，本发明提供一种空间翻滚目标四维感知捕获装置，安装在航天器外部，包含：

网爪，用于捕获在轨的空间翻滚目标，捕获的空间翻滚目标碰撞网爪内壁，使网爪内壁产生形变；

视觉测量敏感器，其对网爪和在轨的空间翻滚目标进行成像，根据该成像生成用于捕获在轨空间翻滚目标的网爪姿态调整信号；视觉测量敏感器还对捕获的空间翻滚目标成像，根据该成像生成三维建摸模型；视觉测量敏感器还根据网爪内壁产生的形变生成空间翻滚目标的翻滚强度信息，结合所述翻滚强度信息、三维建模模型生成空间翻滚目标四维模型，依据所述空间翻滚目标四维模型生成空间翻滚目标的第一姿态调整指令信号；

调整机构，设置在网爪内部，并信号连接所述视觉测量敏感器，用于根据接收的所述第一姿态调整指令信号调整网爪内的空间翻滚目标至拟被牢固捕获的姿态，实现牢固捕获空间翻滚目标；调整机构还根据所述网爪姿态调整指令信号驱动网爪。

视觉测量敏感器还根据所述空间翻滚目标四维模型和预设的算法，生成网爪与所述空间翻滚目标所形成的组合体的内部扰动幅度值、内部扰动频率值；视觉测量敏感器根据所述内部扰动幅度值、内部扰动频率值判断是否牢固捕获空间翻滚目标，若牢固捕获，视觉测量敏感器停止生成所述第一姿态调整指令信号。

所述网爪包含基座、第一传动机构、第二传动机构；第一传动机构第一端铰接基座第一端，第二传动机构第一端铰接基座第二端；通过调整机构驱动第一传动机构、第二传动机构，改变第一传动机构第二端、第二传动机构第二端之间的间距；捕获的空间翻滚目标位于基座、第一传动机构、第二传动机构包围形成的空间内。

所述第一传动机构包含第一传动臂和设置在第一传动臂内侧的第一弹性层；所述第二传动机构包含第二传动臂和设置在第二传动臂内侧的第二弹性层；

若干个应变片固定设置在第一传动臂与第一弹性层之间、第二传动臂与第二弹性层之间；所述应变片与第一弹性层、第二弹性层无接触；

当所述第一弹性层、第二弹性层受力大于设定的阈值时产生形变，第一弹性层、第二弹性层压迫其形变位置对应的应变片，使该应变片产生相应的形变，视觉测量敏感器根据该应变片的形变量生成空间翻滚目标的翻滚强度信息。

所述调整机构包含与视觉测量敏感器信号连接的第一网爪驱动机构和第二网爪驱动机构；

第一传动机构第一端通过所述第一网爪驱动机构铰接基座第一端；第二传动机构第一端通过所述第二网爪驱动机构铰接基座第一端；

第一网爪驱动机构和第二网爪驱动机构根据所述网爪姿态调整指令信号，分别驱动第一传动机构、第二传动机构。

所述调整机构还包含第一转动机构至第三转动机构，以及第一连杆至第三连杆；所述第一转动机构至第三转动机构均信号连接所述视觉测量敏感器；第一连杆第二端通过第一转动机构铰接第二连杆第一端；第二连杆第二端通过第二转动机构铰接第三连杆第一端；第三连杆第二端通过第三转动机构铰接基座；所述第一转动机构为二维转动机构，其转轴指向航天器本体系下+Y和+Z方向方向；所述第二转动机构为二维转动机构，其转轴指向航天器本体系下+Y和+Z方向；所述第三转动机构为一维转动机构，其转轴指向航天器本体系下+X方向；第一转动机构、第二转动机构、第三转动机构根据接收的第一姿态调整指令信号分别驱动第一连杆、第二连杆、第三连杆转动；通过第一连杆至第三连杆调整捕获空间翻滚目标的姿态。

所述第一转动机构至第三转动机构均能够自锁，当第一转动机构至第三转动机构根据第一姿态调整指令信号转至指定位置时，第一转动机构至第三转动机构进行自锁，使第一连杆至第三连杆固定连接形成刚性臂。

所述空间翻滚目标四维感知捕获装置，还包含照明设备，其固定设置在所述基座上，用于照明基座、第一传动机构、第二传动机构包围形成的空间。

一种空间翻滚目标四维感知捕获方法，采用本发明所述的空间翻滚目标四维感知捕获装置实现的，包含步骤：

S1、视觉测量敏感器对网爪和在轨的空间翻滚目标进行成像，根据该成像生成网爪姿态调整信号，调整机构根据所述网爪姿态调整信号驱动网爪捕获在轨的空间翻滚目标；

S2、捕获的空间翻滚目标碰撞压迫第一弹性层、第二弹性层，使第一弹性层、第二弹性层产生形变；第一弹性层、第二弹性层压迫其形变位置处的应变片；

S3、视觉测量敏感器根据应变片的形变量生成空间翻滚目标的翻滚强度信息；照明设备照明网爪内部空间；视觉测量敏感器对捕获的空间翻滚目标进行成像，并对所述成像生成三维建摸模型；

S4、视觉测量敏感器根据所述翻滚强度信息、三维建摸模型生成空间翻滚目标四维模型，依据所述空间翻滚目标四维模型生成空间翻滚目标的第一姿态调整指令信号；

S5、调整机构根据所述第一姿态调整指令信号驱动第一连杆至第三连杆转动，通过第一连杆至第三连杆调整捕获的空间翻滚目标至拟被牢固捕获的姿态；

S6、视觉测量敏感器判断网爪内的空间翻滚目标是否被牢固捕获，若非牢固捕获，进入S2；若牢固捕获，第一连杆至第三连杆进行自锁，使第一连杆至第三连杆形成刚性臂，空间翻滚目标被固定在所述刚性臂与网爪内壁之间。

步骤S6中，视觉测量敏感器判断网爪内的空间翻滚目标是否被牢固捕获，具体包含步骤：

S61视觉测量敏感器根据所述空间翻滚目标四维模型和预设的算法，生成所述组合体的内部扰动幅度值、内部扰动频率值；

S62、当所述内部扰动幅度值、内部扰动频率值小于设定的阈值，视觉测量敏感器判断牢固捕获空间翻滚目标。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

1)本发明通过在网爪内部所设的第一弹性层、第二弹性层、应变片检测捕获的空间翻滚目标在网爪内部空间的翻滚强度信息，将所述翻滚强度信息作为感知维度信息，结合捕获的空间翻滚目标的三维建模模型，生成空间翻滚目标四维模型；基于所述空间翻滚目标四维模型生成精确的第一姿态调整指令信号；

2)本发明中通过第一转动机构至第三转动机构能够根据接收的第一姿态调整指令信号，驱动第一连杆至第三连杆，将空间翻滚目标调整至拟被牢固捕获的姿态。

3)本发明能够根据网爪与所述空间翻滚目标所形成的组合体的内部扰动幅度值、内部扰动频率值，判断调整机构是否实现对空间翻滚目标的牢固捕获；当实现牢固捕获，第一连杆至第三连杆自锁，使第一连杆至第三连杆形成刚性臂，将空间翻滚目标固定在所述刚性臂与网爪内壁之间；阻止空间翻滚目标继续在网爪内部震荡翻滚，防止对航天器产生扰动力。本发明能够广泛应用于空间碎片主动清除等任务中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明的空间翻滚目标四维感知捕获方法流程图；

图2为本发明的空间翻滚目标四维感知捕获系统结构示意图；

图3为本发明的实施例中，第一弹性层与应变片处于自然状态示意图；

图4为本发明的实施例中，空间翻滚目标压迫第一弹性层与应变片示意图；

图5为本发明的实施例中，第一连杆至第三连杆的结构示意图；

图中：11、第一传动机构；12、第二传动机构；13、第一弹性层；14、第二弹性层；15、基座；16、应变片；

2、视觉测量敏感器；

3、照明设备；

4、空间翻滚目标；

51、第一连杆；52、第二连杆；53、第三连杆；

61、第一转动机构；62、第二转动机构；63、第三转动机构；

71、第一网爪驱动机构；72、第二网爪驱动机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种空间翻滚目标四维感知捕获装置，安装在航天器外部，如图2所示，包含：网爪、视觉测量敏感器2、调整机构、照明设备3。

所述网爪用于捕获在轨的空间翻滚目标4，捕获的空间翻滚目标4碰撞网爪内壁，使网爪内壁产生形变。网爪捕获空间翻滚目标4后，网爪与捕获的空间翻滚目标4形成一个组合体。网爪捕获空间翻滚目标4之后，由于网爪没有与捕获的空间翻滚目标4形成刚性连接，空间翻滚目标4在网爪内部震荡，因而碰撞、压迫网爪内壁。空间翻滚目标4对网爪内壁的碰撞、压迫属于所述组合体内部力，称为内部扰动。所述内部力对航天器也产生一个扰动力。

如图2所示，所述网爪包含基座15、第一传动机构11、第二传动机构12。第一传动机构第一端铰接基座第一端，第二传动机构第一端铰接基座第二端；通过调整机构改变第一传动机构第二端、第二传动机构第二端之间的间距；捕获的空间翻滚目标4位于基座15、第一传动机构11、第二传动机构12包围形成的空间内。在本发明的实施例中，如图2所示，第一传动机构11、第二传动机构12均为半圆形，在其他实施例中，第一传动机构11、第二传动机构12机构也可以是其他形态。能够通过第一传动机构11、基座15、第二传动机构12包围形成一个用于捕获空间翻滚目标4的空间即可。

如图2所示，所述第一传动机构11包含第一传动臂和设置在第一传动臂内侧的第一弹性层13；所述第二传动机构12包含第二传动臂和设置在第二传动臂内侧的第二弹性层14。

如图2所示，若干个应变片16固定设置在第一传动臂与第一弹性层13之间、第二传动臂与第二弹性层14之间；如图3所示，在自然状态下，也即第一弹性层13、第二弹性层14不发生形变的情况下，所述应变片16与第一弹性层13、第二弹性层14无接触。

如图4所示，当所述第一弹性层13、第二弹性层14受力大于设定的阈值时产生形变，第一弹性层13、第二弹性层14压迫其形变位置对应的应变片16，使该应变片16产生相应的形变。

所述照明设备3固定设置在所述基座15上，用于照明基座15、第一传动机构11、第二传动机构12包围形成的空间。

视觉测量敏感器2对网爪和在轨的空间翻滚目标进行成像(未捕获)，根据该成像生成用于捕获在轨空间翻滚目标的网爪姿态调整信号；调整机构根据网爪姿态调整信号驱动第一传动机构11、第二传动机构12，实现捕获空间翻滚目标4。

视觉测量敏感器2对捕获的空间翻滚目标4进行成像，并对所述成像生成三维建摸模型。所述视觉测量敏感器2信号连接所述应变片16，根据应变片16的形变量，通过已知的应力与形变量的映射关系，生成空间翻滚目标4的翻滚强度信息。将所述翻滚强度信息作为一维感知信息，结合三维建模模型生成空间翻滚目标四维模型，实现对空间翻滚目标4进行四维感知，生成空间翻滚目标四维模型。视觉测量敏感器2依据所述空间翻滚目标四维模型制定对捕获方案，生成空间翻滚目标4的拟被捕获姿态，并输出对应于所述拟被捕获姿态的第一姿态调整指令信号。在本发明的一个实施例中，视觉测量敏感器2还根据所述成像判断空间翻滚目标4的方位，根据所述方位判断空间翻滚目标4是否在调整机构的调整范围内。当空间翻滚目标4位于调整机构的调整范围内时，视觉测量敏感器2输出所述第一姿态调整指令信号。

视觉测量敏感器2根据空间翻滚目标四维模型和预设的算法，生成所述组合体的内部扰动幅度值、内部扰动频率值。当所述内部扰动幅度值、内部扰动频率值低于设定的阈值，视觉测量敏感器2判断牢固捕获空间翻滚目标4，并停止生成所述第一姿态调整指令信号。

所述调整机构设置在网爪内部，并信号连接所述视觉测量敏感器2。调整机构包含第一连杆51至第三连杆53，以及与视觉测量敏感器2信号连接的第一网爪驱动机构71、第二网爪驱动机构72、第一转动机构61至第三转动机构63。

如图2所示，第一传动机构第一端通过所述第一网爪驱动机构71铰接基座第一端；第二传动机构第一端通过所述第二网爪驱动机构72铰接基座第一端；第一网爪驱动机构71和第二网爪驱动机构72根据所述网爪姿态调整指令信号，分别驱动第一传动机构11、第二传动机构12。

如图5所示，第一连杆第二端通过第一转动机构61铰接第二连杆第一端；第二连杆第二端通过第二转动机构62铰接第三连杆第一端；第三连杆第二端通过第三转动机构63铰接基座15；所述第一转动机构61为二维转动机构，其转轴指向航天器本体系下+Y和+Z方向；所述第二转动机构62为二维转动机构，其转轴指向航天器本体系下+Y和+Z方向；所述第三转动机构63为一维转动机构，其转轴指向航天器本体系下+X方向。所述第一连杆51至第三连杆53形成具有两个活动关节的臂型机构。第一转动机构61、第二转动机构62、第三转动机构63根据接收的第一姿态调整指令信号分别驱动第一连杆51、第二连杆52、第三连杆53转动，实现调整捕获空间翻滚目标4的姿态。在本发明的另一个实施例中，第一连杆51至第三连杆53的运动范围被设计为可以覆盖网爪内部所有空间。

在本发明的应用实施例中，第一转动机构61至第三转动机构63分别对应的包含有第一锁死机构至第三锁死机构(图中未示出)。当第一转动机构61至第三转动机构63根据第一姿态调整指令信号转至指定位置时，通过所述第一锁死机构至第三锁死机构分别锁死第一转动机构61至第三转动机构63，使第一连杆51至第三连杆53固定连接形成刚性臂。

一种空间翻滚目标四维感知捕获方法，采用本发明所述的空间翻滚目标四维感知捕获装置实现的，如图1所示，包含步骤：

S1、视觉测量敏感器2对网爪和在轨的空间翻滚目标4进行成像，根据该成像生成网爪姿态调整信号，调整机构根据所述网爪姿态调整信号驱动网爪捕获在轨的空间翻滚目标4；

S2、捕获的空间翻滚目标4碰撞压迫第一弹性层13、第二弹性层14，使第一弹性层13、第二弹性层14产生形变；第一弹性层13、第二弹性层14压迫其形变位置处的应变片16；

S3、视觉测量敏感器2根据应变片16的形变量生成空间翻滚目标4的翻滚强度信息；照明设备3照明网爪内部空间；视觉测量敏感器2对捕获的空间翻滚目标4进行成像，并对所述成像生成三维建摸模型；

S4、视觉测量敏感器2根据所述翻滚强度信息、三维建摸模型生成空间翻滚目标四维模型，依据所述空间翻滚目标四维模型生成空间翻滚目标4的第一姿态调整指令信号；

S5、调整机构根据所述第一姿态调整指令信号驱动第一连杆51至第三连杆53转动，通过第一连杆51至第三连杆53调整捕获的空间翻滚目标4至拟被牢固捕获的姿态；

S6、视觉测量敏感器2判断网爪内的空间翻滚目标4是否被牢固捕获，若非牢固捕获，进入S2；若牢固捕获，第一连杆51至第三连杆53进行自锁，使第一连杆51至第三连杆53形成刚性臂，空间翻滚目标4被固定在所述刚性臂与网爪内壁之间。

步骤S6中，视觉测量敏感器2判断网爪内的空间翻滚目标4是否被牢固捕获，具体包含步骤：

S61、视觉测量敏感器2根据所述空间翻滚目标四维模型和预设的算法，生成所述组合体的内部扰动幅度值、内部扰动频率值；

S62、当所述内部扰动幅度值、内部扰动频率值小于设定的阈值，视觉测量敏感器2判断牢固捕获空间翻滚目标4。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

1)本发明通过在网爪内部所设的第一弹性层13、第二弹性层14、应变片16检测捕获的空间翻滚目标4在网爪内部空间的翻滚强度信息，将所述翻滚强度信息作为感知维度信息，结合捕获的空间翻滚目标4的三维建模模型，生成空间翻滚目标四维模型；基于所述空间翻滚目标四维模型生成精确的第一姿态调整指令信号；

2)本发明中通过第一转动机构61至第三转动机构63能够根据接收的第一姿态调整指令信号，驱动第一连杆51至第三连杆53，将空间翻滚目标4调整至拟被牢固捕获的姿态。

3)本发明能够根据网爪与所述空间翻滚目标4所形成的组合体的内部扰动幅度值、内部扰动频率值，判断调整机构是否实现对空间翻滚目标4的牢固捕获；当实现牢固捕获，通过锁紧机构使第一连杆51至第三连杆53，第一连杆51至第三连杆53形成刚性臂，将空间翻滚目标4固定在所述刚性臂与网爪内壁之间；阻止空间翻滚目标4继续在网爪内部震荡翻滚，防止对航天器产生扰动力。本发明能够广泛应用于空间碎片主动清除等任务中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种空间翻滚目标四维感知捕获装置，安装在航天器外部，其特征在于，包含：

网爪，用于捕获在轨的空间翻滚目标，捕获的空间翻滚目标碰撞网爪内壁，使网爪内壁产生形变；

视觉测量敏感器，其对网爪和在轨的空间翻滚目标进行成像，根据该成像生成用于捕获在轨空间翻滚目标的网爪姿态调整信号；视觉测量敏感器还对捕获的空间翻滚目标成像，根据该成像生成三维建摸模型；视觉测量敏感器还根据网爪内壁产生的形变生成空间翻滚目标的翻滚强度信息，结合所述翻滚强度信息、三维建模模型生成空间翻滚目标四维模型，依据所述空间翻滚目标四维模型生成空间翻滚目标的第一姿态调整指令信号；

调整机构，设置在网爪内部，并信号连接所述视觉测量敏感器，用于根据接收的所述第一姿态调整指令信号调整网爪内的空间翻滚目标至拟被牢固捕获的姿态，实现牢固捕获空间翻滚目标；调整机构还根据所述网爪姿态调整信号驱动网爪。

2.如权利要求1所述的空间翻滚目标四维感知捕获装置，其特征在于，视觉测量敏感器还根据所述空间翻滚目标四维模型和预设的算法，生成网爪与所述空间翻滚目标所形成的组合体的内部扰动幅度值、内部扰动频率值；视觉测量敏感器根据所述内部扰动幅度值、内部扰动频率值判断是否牢固捕获空间翻滚目标，若牢固捕获，视觉测量敏感器停止生成所述第一姿态调整指令信号。

3.如权利要求1所述的空间翻滚目标四维感知捕获装置，其特征在于，所述网爪包含基座、第一传动机构、第二传动机构；第一传动机构第一端铰接基座第一端，第二传动机构第一端铰接基座第二端；通过调整机构驱动第一传动机构、第二传动机构，改变第一传动机构第二端、第二传动机构第二端之间的间距；捕获的空间翻滚目标位于基座、第一传动机构、第二传动机构包围形成的空间内。

4.如权利要求3所述的空间翻滚目标四维感知捕获装置，其特征在于，所述第一传动机构包含第一传动臂和设置在第一传动臂内侧的第一弹性层；所述第二传动机构包含第二传动臂和设置在第二传动臂内侧的第二弹性层；

若干个应变片固定设置在第一传动臂与第一弹性层之间、第二传动臂与第二弹性层之间；所述应变片与第一弹性层、第二弹性层无接触；

当所述第一弹性层、第二弹性层受力大于设定的阈值时产生形变，第一弹性层、第二弹性层压迫其形变位置对应的应变片，使该应变片产生相应的形变，视觉测量敏感器根据该应变片的形变量生成空间翻滚目标的翻滚强度信息。

5.如权利要求3所述的空间翻滚目标四维感知捕获装置，其特征在于，所述调整机构包含与视觉测量敏感器信号连接的第一网爪驱动机构和第二网爪驱动机构；

第一传动机构第一端通过所述第一网爪驱动机构铰接基座第一端；第二传动机构第一端通过所述第二网爪驱动机构铰接基座第一端；

第一网爪驱动机构和第二网爪驱动机构根据所述网爪姿态调整信号，分别驱动第一传动机构、第二传动机构。

6.如权利要求3所述的空间翻滚目标四维感知捕获装置，其特征在于，所述调整机构还包含第一转动机构至第三转动机构，以及第一连杆至第三连杆；所述第一转动机构至第三转动机构均信号连接所述视觉测量敏感器；第一连杆第二端通过第一转动机构铰接第二连杆第一端；第二连杆第二端通过第二转动机构铰接第三连杆第一端；第三连杆第二端通过第三转动机构铰接基座；所述第一转动机构为二维转动机构，其转轴指向航天器本体系下+Y和+Z方向；所述第二转动机构为二维转动机构，其转轴指向航天器本体系下+Y和+Z方向；所述第三转动机构为一维转动机构，其转轴指向航天器本体系下+X方向；第一转动机构、第二转动机构、第三转动机构根据接收的第一姿态调整指令信号分别驱动第一连杆、第二连杆、第三连杆转动；通过第一连杆至第三连杆调整捕获空间翻滚目标的姿态。

7.如权利要求6所述的空间翻滚目标四维感知捕获装置，其特征在于，所述第一转动机构至第三转动机构均能够自锁，当第一转动机构至第三转动机构根据第一姿态调整指令信号转至指定位置时，第一转动机构至第三转动机构进行自锁，使第一连杆至第三连杆固定连接形成刚性臂。

8.如权利要求3所述的空间翻滚目标四维感知捕获装置，其特征在于，还包含照明设备，其固定设置在所述基座上，用于照明基座、第一传动机构、第二传动机构包围形成的空间。

9.一种空间翻滚目标四维感知捕获方法，采用如权利要求1至8任一所述的空间翻滚目标四维感知捕获装置实现的，其特征在于，包含步骤：

S1、视觉测量敏感器对网爪和在轨的空间翻滚目标进行成像，根据该成像生成网爪姿态调整信号，调整机构根据所述网爪姿态调整信号驱动网爪捕获在轨的空间翻滚目标；

S2、捕获的空间翻滚目标碰撞压迫第一弹性层、第二弹性层，使第一弹性层、第二弹性层产生形变；第一弹性层、第二弹性层压迫其形变位置处的应变片；

S3、视觉测量敏感器根据应变片的形变量生成空间翻滚目标的翻滚强度信息；照明设备照明网爪内部空间；视觉测量敏感器对捕获的空间翻滚目标进行成像，并对所述成像生成三维建摸模型；

S4、视觉测量敏感器根据所述翻滚强度信息、三维建摸模型生成空间翻滚目标四维模型，依据所述空间翻滚目标四维模型生成空间翻滚目标的第一姿态调整指令信号；

S5、调整机构根据所述第一姿态调整指令信号驱动第一连杆至第三连杆转动，通过第一连杆至第三连杆调整捕获的空间翻滚目标至拟被牢固捕获的姿态；

S6、视觉测量敏感器判断网爪内的空间翻滚目标是否被牢固捕获，若非牢固捕获，进入S2；若牢固捕获，第一连杆至第三连杆进行自锁，使第一连杆至第三连杆形成刚性臂，空间翻滚目标被固定在所述刚性臂与网爪内壁之间。

10.如权利要求9所述的空间翻滚目标四维感知捕获方法，其特征在于，步骤S6中，视觉测量敏感器判断网爪内的空间翻滚目标是否被牢固捕获，具体包含步骤：

S61视觉测量敏感器根据所述空间翻滚目标四维模型和预设的算法，生成网爪与所述空间翻滚目标所形成的组合体的内部扰动幅度值、内部扰动频率值；

S62、当所述内部扰动幅度值、内部扰动频率值小于设定的阈值，视觉测量敏感器判断牢固捕获空间翻滚目标。

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