[發(fā)明專利]基于多機(jī)械臂著陸及叉形超聲波鉆進(jìn)的小行星表面附著錨定裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810299366.1
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號(hào): CN108708673B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全齊全;唐德威;鄧宗全;胡炯鋒;姜生元;侯緒研
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B7/00
• 分類號(hào): E21B7/00;B64G1/62
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 高倩

本發(fā)明提供一種鉆進(jìn)壓力低、結(jié)構(gòu)簡單、附著力大、可以長時(shí)間附著的基于多機(jī)械臂著陸及叉形超聲波鉆進(jìn)的小行星表面附著錨定裝置，屬于小行星表面附著錨定技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括機(jī)械臂和末端執(zhí)行器；機(jī)械臂的頂端與小行星探測器的側(cè)面連接，末端執(zhí)行器與機(jī)械臂的尾端連接，末端執(zhí)行器上設(shè)置有超聲波鉆，末端執(zhí)行器通過超聲波鉆鉆進(jìn)小行星表面，實(shí)現(xiàn)錨定；每個(gè)機(jī)械臂對(duì)應(yīng)兩個(gè)末端執(zhí)行器，兩個(gè)末端執(zhí)行器呈叉形與機(jī)械臂的尾端連接。本發(fā)明采用超聲波鉆進(jìn)行鉆進(jìn)錨定，鉆壓力低；采用兩個(gè)超聲波鉆叉形布置，實(shí)現(xiàn)附著錨定裝置與小行星表面間的力封閉，此結(jié)構(gòu)簡單、附著力大。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種錨定裝置，特別涉及一種基于多機(jī)械臂著陸及叉形超聲波鉆進(jìn)的小行星表面附著錨定裝置，屬于小行星表面附著錨定技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

探測小行星，對(duì)探索太陽系起源以及為人類探索開發(fā)可利用太空資源具有重要意義。由于小行星表面幾乎沒有引力，附著錨定是小行星探測器在小行星表面長期駐留的重要技術(shù)手段。此外，小行星表面崎嶇的地形條件，需要探測器有一定的地形適應(yīng)性。現(xiàn)有的小行星探測器大部分采用“接觸即離”式的附著方案，即探測器通過伸出機(jī)械臂等機(jī)構(gòu)短時(shí)觸碰小行星表面。這種方式并沒有實(shí)現(xiàn)探測器在小行星表面長時(shí)間的附著錨定，對(duì)小行星的探測和星壤的采樣有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述不足，本發(fā)明提供一種鉆進(jìn)壓力低、結(jié)構(gòu)簡單、附著力大、可以長時(shí)間附著的基于多機(jī)械臂著陸及叉形超聲波鉆進(jìn)的小行星表面附著錨定裝置。

本發(fā)明的基于多機(jī)械臂著陸及叉形超聲波鉆進(jìn)的小行星表面附著錨定裝置，所述裝置包括機(jī)械臂2和末端執(zhí)行器3；

機(jī)械臂2的頂端與小行星探測器的側(cè)面連接，末端執(zhí)行器3與機(jī)械臂2的尾端連接，末端執(zhí)行器3上設(shè)置有超聲波鉆3-5，末端執(zhí)行器3通過超聲波鉆3-5鉆進(jìn)小行星表面，實(shí)現(xiàn)錨定；

每個(gè)機(jī)械臂2對(duì)應(yīng)兩個(gè)末端執(zhí)行器3，兩個(gè)末端執(zhí)行器3呈叉形與機(jī)械臂2的尾端連接。

優(yōu)選的是，所述末端執(zhí)行器3包括伺服電機(jī)3-3、碟形彈簧3-4、超聲波鉆3-5、末端執(zhí)行器外殼3-6、滑塊3-7和導(dǎo)軌3-8；

伺服電機(jī)3-3、碟形彈簧3-4、超聲波鉆3-5、滑塊3-7和導(dǎo)軌3-8設(shè)置在末端執(zhí)行器外殼3-6內(nèi)；機(jī)械臂2與伺服電機(jī)3-3的外殼連接，伺服電機(jī)3-3的輸出軸與超聲波鉆3-5之間設(shè)有碟形彈簧3-4，伺服電機(jī)3-3通過碟形彈簧3-4向超聲波鉆3-5傳遞鉆壓力；

導(dǎo)軌3-8設(shè)置在末端執(zhí)行器外殼3-6的內(nèi)側(cè)壁上，滑塊3-7的一側(cè)與超聲波鉆3-5的側(cè)面固定連接，滑塊3-7的另一側(cè)與導(dǎo)軌3-8滑動(dòng)連接，超聲波鉆3-5在導(dǎo)軌3-8和滑塊3-7的約束下，進(jìn)行直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，傾斜鉆入小行星表面。

優(yōu)選的是，所述末端執(zhí)行器3還包括絲杠3-1和絲母3-2；

絲母3-2固定于末端執(zhí)行器外殼3-6的頂端，絲杠3-1成懸臂式結(jié)構(gòu)，絲杠3-1的一端與機(jī)械臂連接，絲杠3-1的另一端穿過絲母3-2與伺服電機(jī)3-3的外殼連接。

優(yōu)選的是，所述裝置包括多條機(jī)械臂2及末端執(zhí)行器3，所述多條機(jī)械臂及末端執(zhí)行器3分布在小行星探測器的側(cè)面。

上述技術(shù)特征可以各種適合的方式組合或由等效的技術(shù)特征來替代，只要能夠達(dá)到本發(fā)明的目的。

本發(fā)明提出了一種基于多機(jī)械臂著陸及叉形超聲波鉆進(jìn)的小行星表面附著錨定裝置。有益效果在于：

第一、本發(fā)明采用超聲波鉆進(jìn)行鉆進(jìn)錨定，鉆壓力低；

第二、采用兩個(gè)超聲波鉆叉形布置，實(shí)現(xiàn)附著錨定裝置與小行星表面間的力封閉，此結(jié)構(gòu)簡單、附著力大。

第三、只需一條機(jī)械臂上的一對(duì)超聲波鉆穩(wěn)定錨固，即可實(shí)現(xiàn)探測器整體在小行星表面的附著錨定；