[發(fā)明專利]用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410000421.4
• 申請(qǐng)日: 2014-01-02
• 公開（公告）號(hào): CN103753588A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔澤;楊海偉;丁衛(wèi);劉吉成;錢東海;趙偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J15/00
• 分類號(hào): B25J15/00;B25J15/08;B25J18/00;B25J19/00
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，用于空間目標(biāo)飛行器的捕捉，屬于空間交會(huì)對(duì)接領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有空間機(jī)械臂末端執(zhí)行器是比較復(fù)雜。為了完成對(duì)空間目標(biāo)的捕獲，空間機(jī)械臂末端執(zhí)行器的捕獲接口應(yīng)具有高容差性。高容差，捕獲容差越大，操作成功的概率就越大，對(duì)導(dǎo)航定位精度的要求就越低，節(jié)約控制時(shí)間。因此，空間大型機(jī)械臂的一個(gè)重要性能要求就是大容差。大容差的性能要求使得機(jī)械臂末端捕獲機(jī)構(gòu)對(duì)目標(biāo)捕獲完成之后，能實(shí)現(xiàn)對(duì)接口的完全定位和約束。現(xiàn)有空間機(jī)械臂末端執(zhí)行器由多個(gè)環(huán)節(jié)組成，多個(gè)環(huán)節(jié)分別需要單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，從而增加了末端執(zhí)行器的機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低了空間應(yīng)用的可靠性。該用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)通過控制四個(gè)均布弧形扣板閉合運(yùn)動(dòng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行粗定位和夾緊，通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行拉緊。通過導(dǎo)向弧形面對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確定位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的空間機(jī)械臂末端執(zhí)行器機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)復(fù)雜、降低了空間應(yīng)用的可靠性的問題，而提供一種全新的結(jié)構(gòu)簡單、可靠的用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明的構(gòu)思是：

一種用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，它主要由減速機(jī)控制四個(gè)均布扣板展開與閉合，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行捕獲夾緊，從而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行粗定位。有減速機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)帶動(dòng)萬向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和環(huán)抱機(jī)構(gòu)在導(dǎo)向滑軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確定位和拉緊。

根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，包括目標(biāo)接口件、環(huán)抱機(jī)構(gòu)、萬向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)；其特征在于：所述導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)連接控制萬向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、環(huán)抱機(jī)構(gòu)和目標(biāo)機(jī)構(gòu)件，通過控制環(huán)抱機(jī)構(gòu)的通電方向，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)接口件的粗定位夾緊與釋放通過控制其通電方向，可實(shí)現(xiàn)對(duì)萬向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、環(huán)抱機(jī)構(gòu)及目標(biāo)機(jī)構(gòu)件的拉緊與釋放，在拉緊過程中可對(duì)目標(biāo)借口件進(jìn)行精確定位。

所述目標(biāo)接口件由一根細(xì)光桿的一端固定在一個(gè)小圓柱體而另一端固定在一個(gè)帶倒圓角的大圓柱體構(gòu)成，細(xì)光桿在環(huán)抱機(jī)構(gòu)捕獲過程中與環(huán)抱機(jī)構(gòu)的四個(gè)扣板接觸，在四個(gè)扣板閉合后，可以將細(xì)光桿粗定位與夾緊；小圓柱體限制四個(gè)扣板的位置，在將環(huán)抱機(jī)構(gòu)向下拉緊過程中，防止目標(biāo)接口件滑出；大圓柱體下側(cè)邊到圓角形成的弧面與導(dǎo)向滑軌件上方的弧形環(huán)面可以配合，在目標(biāo)接口件向下運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)向滑軌件上方的兩個(gè)弧形面可以對(duì)目標(biāo)接口件進(jìn)行精確定位。??

所述環(huán)抱機(jī)構(gòu)由上減速機(jī)、滾珠絲杠、上基座、滾珠絲杠螺母、圓柱滾子、橫向滑軌件、主動(dòng)桿1、主動(dòng)桿2、主動(dòng)桿3、主動(dòng)桿4、從動(dòng)桿1、從動(dòng)桿2、從動(dòng)桿3、從動(dòng)桿4、左扣板、下扣板1、右扣板、下扣板2、4個(gè)銷軸1、4個(gè)銷軸2、4個(gè)銷軸3、4個(gè)銷軸4，4個(gè)圓柱滾子組成，所述上減速機(jī)與滾珠絲杠相連，滾珠絲杠與滾珠絲杠螺母配合；滾珠絲杠螺母與橫向滑軌件固定；4個(gè)圓柱滾子分放在橫向滑軌件的4個(gè)滑軌內(nèi)，可以在其內(nèi)部滑動(dòng)；上基座、主動(dòng)桿1、從動(dòng)桿1、左扣板與銷軸1、銷軸2、銷軸3、銷軸4配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座、主動(dòng)桿2、從動(dòng)桿2、下扣板1與銷軸1、銷軸2、銷軸3、銷軸4配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座、主動(dòng)桿3、從動(dòng)桿3、右扣板與銷軸1、銷軸2、銷軸3、銷軸4配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座、主動(dòng)桿4、從動(dòng)桿4、下扣板2與銷軸1、銷軸2、銷軸3、銷軸4配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；主動(dòng)桿1、主動(dòng)桿2、主動(dòng)桿3、主動(dòng)桿4分別一個(gè)圓柱滾子間隙配合；所述上減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為橫向滑軌件的上下移動(dòng)；橫向滑軌件的上下移動(dòng)會(huì)帶動(dòng)滑軌內(nèi)圓柱滾子的離心與向心運(yùn)動(dòng)，4個(gè)圓柱滾子將分別帶動(dòng)主動(dòng)桿1、主動(dòng)桿2、主動(dòng)桿3、主動(dòng)桿4擺動(dòng)；主動(dòng)桿1、主動(dòng)桿2、主動(dòng)桿3、主動(dòng)桿4的擺動(dòng)帶動(dòng)左扣板、下扣板1、右扣板、下扣板2進(jìn)行展開與閉合。左扣板與右扣板對(duì)稱布置在上邊、下扣板1與下扣板2對(duì)稱布置在下邊，4個(gè)扣板投影在上基座上是均布的。4個(gè)扣板的內(nèi)側(cè)面優(yōu)化做成大弧面，在弧面中間位置設(shè)置一個(gè)小的弧面與目標(biāo)接口件的細(xì)光桿配合。從在上基座投影看，4個(gè)扣板展開，他們的內(nèi)側(cè)面是一個(gè)封閉的包絡(luò)面。閉合后會(huì)留有一個(gè)與目標(biāo)接口件的細(xì)光桿等徑的圓孔。