本發(fā)明涉及航空航天領(lǐng)域，特別是涉及一種太空垃圾清理智能機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前，地球軌道中飄浮著難以計(jì)數(shù)的太空垃圾，其中至少有2萬(wàn)塊大尺寸碎片可在地面進(jìn)行追蹤。最大碎片相當(dāng)于一輛公共汽車，可觀測(cè)到的最小碎片與壘球相當(dāng)?？茖W(xué)家指出，一塊阿司匹林藥片大小的碎片就能把人造衛(wèi)星撞成殘廢，大于10厘米一個(gè)棒球大小的垃圾則可能直接撞碎航天器。還有更小的太空中毫米級(jí)以上的空間碎片數(shù)以億計(jì)，總數(shù)量達(dá)幾千噸。同時(shí)，世界各國(guó)發(fā)射了6500多艘航天器，廢棄衛(wèi)星有5000多顆，它們隨時(shí)有可能墜入地球。更嚴(yán)重的是，環(huán)繞地球軌道的碎片數(shù)量，以每年2％～5％的速度遞增。按照這個(gè)速度計(jì)算，如果不加以清理，那么近地軌道在300年后就可能被垃圾填滿。人類很快就要進(jìn)入太空穿梭時(shí)代，因此必須處理天空垃圾。

當(dāng)前收集垃圾的主要方案有：方案一：瑞士航天中心正在研發(fā)一種超快仿生手臂，將其安裝在“清潔空間一號(hào)”衛(wèi)星上，捕捉并回收太空垃圾，能在0.05秒內(nèi)抓住各種不規(guī)則形狀的拋擲物。方案二：日本理化學(xué)研究所的科學(xué)家們則提議為國(guó)際空間站安裝一個(gè)激光系統(tǒng)，用于“射殺”太空垃圾。這個(gè)激光系統(tǒng)可利用空間站上的望遠(yuǎn)鏡，搜尋和鎖定約100千米外的太空垃圾，而后發(fā)射激光。強(qiáng)大的激光脈沖能夠?qū)⑻绽迫氲厍虼髿鈱?，最后迫使其在大氣層中燃燒殆盡。方案三：更具環(huán)保意義的嘗試則是“二維宇宙飛船”。這種航天器使用特殊的二維薄膜材料制成，可以包裹住太空垃圾并使其離開(kāi)軌道。據(jù)美國(guó)宇航局介紹，“二維宇宙飛船”面積大小為1平方米、重量約為35克，發(fā)射成本大為減少。這些方案存在一定的不足，方案一：不適合于大型垃圾，因?yàn)闊o(wú)論抓取還是攜帶都會(huì)發(fā)生問(wèn)題；方案二：對(duì)于小型以上的太空垃圾有可能會(huì)產(chǎn)生爆炸，將垃圾打散，產(chǎn)生更多的垃圾，或者具有新的四處飛散的垃圾；方案三：不適合大型垃圾的清理。太空垃圾處理的原則應(yīng)該是：(1)各種具有威脅性的垃圾都可以處理；(2)處理大垃圾時(shí)不會(huì)產(chǎn)生殘余的小垃圾和引入新的垃圾。鑒此，需要一種可以實(shí)現(xiàn)清理各種尺寸太空垃圾的機(jī)器人。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種太空垃圾清理智能機(jī)器人，能夠?qū)崿F(xiàn)清理各種尺寸的太空垃圾，改善太空的環(huán)境。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種太空垃圾清理智能機(jī)器人，包括船艙，還包括：

與所述船艙連接的視頻及激光測(cè)量系統(tǒng)，用于捕捉測(cè)量太空垃圾的信息；

與所述視頻及激光測(cè)量系統(tǒng)連接的自動(dòng)分析處理系統(tǒng)，用于計(jì)算太空垃圾的大小，體積和運(yùn)動(dòng)速度等數(shù)值，并自動(dòng)選取處理方法；

與所述船艙連接的抓取裝置，用于抓取大中型和小型太空垃圾；

與所述船艙連接的吸附裝置，用于吸附微型太空垃圾，進(jìn)行回收集中；

與所述船艙連接的空氣炮，用于將無(wú)法抓取的大型垃圾炮擊推入指定燃燒損毀的大氣軌道；也用于將收集的各種垃圾以及擠壓成塊的太空垃圾炮擊推入指定燃燒損毀的大氣軌道；

與所述船艙連接的激光炮，用于汽化不需要回收的微型太空垃圾。

優(yōu)選地，所述抓取裝置包括機(jī)械手和與其可更換連接的彈射網(wǎng)。

優(yōu)選地，所述抓取裝置還包括與所述機(jī)械手連接的柔性機(jī)械臂。

優(yōu)選地，所述吸附裝置包括：磁力吸附器，用于吸附磁性微型垃圾，與磁力吸附器可更換連接的靜電吸附網(wǎng)，用于吸附非磁性微型垃圾。

優(yōu)選地，還包括設(shè)置在所述船艙內(nèi)部的壓機(jī)，用于將抓取的小型垃圾或吸附的微型垃圾擠壓成塊。

優(yōu)選地，所述空氣炮包括儲(chǔ)氣罐，和儲(chǔ)氣罐連接的壓縮空氣泵、與壓縮空氣泵連接的空氣炮電控氣閥和與空氣炮電控氣閥連接的無(wú)后坐力氣炮。

優(yōu)選地，所述激光炮包括激光發(fā)射控制器、與激光發(fā)射控制器連接的激光光源和與其連接光學(xué)聚焦裝置。

本發(fā)明所提供的一種太空垃圾清理智能機(jī)器人，包括與所述船艙連接的視頻及激光測(cè)量系統(tǒng)，用于捕捉測(cè)量太空垃圾的信息；與所述視頻及激光測(cè)量系統(tǒng)連接的自動(dòng)分析處理系統(tǒng)，用于計(jì)算太空垃圾的大小，體積和運(yùn)動(dòng)速度等數(shù)值，并自動(dòng)選取處理方法。與所述船艙連接的抓取裝置，用于抓取大中型和小型太空垃圾；與所述船艙連接的吸附裝置，用于吸附微型太空垃圾，進(jìn)行回收集中；與所述船艙連接的空氣炮，用于將無(wú)法抓取的大型垃圾炮擊推入指定燃燒損毀的大氣軌道；也用于將收集的各種垃圾以及擠壓成塊的太空垃圾炮擊推入指定燃燒損毀的大氣軌道。與所述船艙連接的激光炮，用于汽化不需要回收的微型太空垃圾。該太空垃圾清理智能機(jī)器人具有完整的一套太空垃圾智能清理系統(tǒng)，對(duì)于不同類型的太空垃圾能夠測(cè)量識(shí)別，并采用相應(yīng)的裝置和流程進(jìn)行處理，能夠有效清理各種尺寸的太空垃圾，改善太空的環(huán)境。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的一種太空垃圾清理智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

船艙—1、視頻及激光測(cè)量系統(tǒng)—2、自動(dòng)分析處理系統(tǒng)—3、抓取裝置—4、吸附裝置—5、壓機(jī)—6、空氣炮—7、激光炮—8、機(jī)械手—41、彈射網(wǎng)—42、柔性機(jī)械臂—43、磁力吸附器—51、靜電吸附網(wǎng)—52、儲(chǔ)氣罐—71、壓縮空氣泵—72、空氣炮電控氣閥—73、無(wú)后坐力氣炮—74、激光發(fā)射控制器—81、激光光源—82、光學(xué)聚焦裝置—83。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的一種太空垃圾清理智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

在本發(fā)明所提供的一種具體實(shí)施方式中，一種太空垃圾清理智能機(jī)器人，包括船艙1，還包括：與所述船艙1連接的視頻及激光測(cè)量系統(tǒng)2，用于捕捉測(cè)量太空垃圾的信息；與所述視頻及激光測(cè)量系統(tǒng)2連接的自動(dòng)分析處理系統(tǒng)3，用于計(jì)算太空垃圾的大小，體積和運(yùn)動(dòng)速度等數(shù)值，并自動(dòng)選取處理方法。視頻及激光測(cè)量系統(tǒng)2首先對(duì)太空垃圾采集視頻信息，并進(jìn)行激光測(cè)量，將采集和測(cè)量的信息傳遞給自動(dòng)分析處理系統(tǒng)3進(jìn)行分析處理，得出太空垃圾的體積和運(yùn)動(dòng)速度等數(shù)值，并相應(yīng)的選取預(yù)先設(shè)定的處理程序。

與所述船艙1連接的抓取裝置4，用于抓取大中型和小型太空垃圾；與所述船艙1連接的吸附裝置5，用于吸附微型太空垃圾，進(jìn)行回收集中。在分析處理得到目標(biāo)太空垃圾的各項(xiàng)數(shù)值后，太空垃圾清理智能機(jī)器人進(jìn)入對(duì)太空垃圾的收集和處理階段，通過(guò)抓取裝置4收集大中小型垃圾，通過(guò)吸附裝置5收集微型太空垃圾。

優(yōu)選地，還包括設(shè)置在所述船艙1內(nèi)部的壓機(jī)6，用于將抓取的小型垃圾或吸附的微型垃圾擠壓成塊。小型垃圾和微型垃圾體積較小，無(wú)法直接處理，需要壓縮達(dá)到一定體積后，才能回收到地球或者進(jìn)行太空炮擊。

與所述船艙1連接的空氣炮7，用于將無(wú)法抓取的大型垃圾炮擊推入指定燃燒損毀的大氣軌道；也用于將收集的各種垃圾以及擠壓成塊的太空垃圾炮擊推入指定燃燒損毀的大氣軌道。在收集到大中型太空垃圾或者壓縮成一定體積的小型和微型垃圾后，通過(guò)空氣炮7將其推射到燃燒損毀的大氣軌道，或者回收到地球，亦可由激光直接將其高能燃燒汽化。

與所述船艙1連接的激光炮8，用于汽化不需要回收的微型太空垃圾。對(duì)于不需要回收的微型太空垃圾直接通過(guò)激光炮8進(jìn)行汽化。

優(yōu)選地，所述抓取裝置4包括機(jī)械手41和與其可更換連接的彈射網(wǎng)42，用于抓取機(jī)械手無(wú)法抓取的大中型太空垃圾。

優(yōu)選地，所述抓取裝置4還包括與所述機(jī)械手41連接的柔性機(jī)械臂43。柔性機(jī)械臂43能夠輔助機(jī)械手41進(jìn)行太空垃圾的抓取。

優(yōu)選地，所述吸附裝置5包括：磁力吸附器51，用于吸附磁性微型垃圾，與磁力吸附器51可更換連接的靜電吸附網(wǎng)52，用于吸附非磁性微型垃圾。

優(yōu)選地，所述空氣炮7包括儲(chǔ)氣罐71，和儲(chǔ)氣罐71連接的壓縮空氣泵72、與壓縮空氣泵72連接的空氣炮電控氣閥73和與空氣炮電控氣閥73連接的無(wú)后坐力氣炮74?？諝馀?的氣源來(lái)自儲(chǔ)氣罐71，通過(guò)壓縮空氣泵72輸送，由空氣炮電控氣閥73控制，最后由無(wú)后座力氣炮74發(fā)射。

優(yōu)選地，所述激光炮8包括激光發(fā)射控制器81、與激光發(fā)射控制器81連接的激光光源82和與其連接光學(xué)聚焦裝置83。

綜上所述，本發(fā)明所提供的一種太空垃圾清理智能機(jī)器人，主要包括船艙1，與所述船艙1連接的視頻及激光測(cè)量系統(tǒng)2，用于捕捉測(cè)量太空垃圾的信息；與所述視頻及激光測(cè)量系統(tǒng)2連接的自動(dòng)分析處理系統(tǒng)3，用于計(jì)算太空垃圾的大小，體積和運(yùn)動(dòng)速度等數(shù)值，并自動(dòng)選取處理方法。與所述船艙1連接的抓取裝置4，用于抓取大中型和小型太空垃圾；與所述抓取裝置4連接的吸附裝置5，用于吸附微型太空垃圾，進(jìn)行回收集中；處于所述船艙1內(nèi)部的壓機(jī)6，將抓取的小型垃圾或吸附的微型垃圾擠壓成塊，進(jìn)行收集。與所述船艙1連接的空氣炮7，用于將無(wú)法抓取的大型垃圾炮擊推入指定燃燒損毀的大氣軌道；也用于將收集的各種垃圾以及擠壓成塊的太空垃圾炮擊推入指定燃燒損毀的大氣軌道。與所述船艙1連接的激光炮8，用于汽化不需要回收的微型太空垃圾。該太空垃圾清理智能機(jī)器人具有完整的一套太空垃圾智能清理系統(tǒng)，對(duì)于不同類型的太空垃圾能夠測(cè)量識(shí)別，并采用相應(yīng)的裝置和流程進(jìn)行處理，能夠有效清理各種尺寸的太空垃圾，改善太空的環(huán)境。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。