[發(fā)明專利]一種桁架式可折展抓捕變胞機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810366062.2
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108860667B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李兵;賈廣魯;黃海林;郭宏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）
• 主分類號: B64G4/00
• 分類號: B64G4/00;B25J18/02
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 朱本利

本發(fā)明提供一種桁架式可折展抓捕變胞機構(gòu)，包括多個變胞單元，變胞單元包括：抓捕機構(gòu)，其包括兩根剪叉桿、兩根連桿，兩根剪叉桿通過轉(zhuǎn)動副R1互相連接，形成剪叉機構(gòu)；兩根連桿的底端分別通過轉(zhuǎn)動副R2、轉(zhuǎn)動副R3連接于兩根剪叉桿的頂端；滑動分支包括通過滑動副Pa1連接的第一滑動桿、第二滑動桿；第一滑動桿與連桿的頂端通過轉(zhuǎn)動副R4連接；轉(zhuǎn)動分支包括轉(zhuǎn)動連接的第一轉(zhuǎn)動桿、第二轉(zhuǎn)動桿、第三轉(zhuǎn)動桿、第四轉(zhuǎn)動桿；第一轉(zhuǎn)動桿通過轉(zhuǎn)動副R5連接于剪叉桿的底端，第四轉(zhuǎn)動桿、第二滑動桿通過轉(zhuǎn)動副Ra4連接；兩個隨動分支單元通過鉸鏈機構(gòu)互相連接。本發(fā)明采用桁架式結(jié)構(gòu)，整體重量輕，有利于降低運載成本；采用變胞結(jié)構(gòu)，降低整體結(jié)構(gòu)所占用的空間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種桁架式可折展抓捕變胞機構(gòu)。

背景技術(shù)

空間機械臂具有一體化的空間感知、機動和操作能力，通過在軌操作、地面遙操作或自主操作方式完成航天器的在軌裝配、污染清理、觀測與檢查、故障模塊更換、在軌加注、消耗載荷更換和補充、軌道清理、軌道轉(zhuǎn)移等工作，是航天器在軌組裝與維護的核心裝備。

中國專利文獻CN107685881A公開了一種空間柔性捕獲裝置以及其捕獲方法，該捕獲裝置由用于回收的系繩、纏繞目標物體的甩繩、兩根甩桿及機架組成。其僅僅采用兩根具有黏貼部的甩繩即可完成對目標的捕獲任務(wù)。該裝置的操作距離遠，適用對象較為廣泛，且在捕捉過程中對控制系統(tǒng)的要求較低。

中國專利文獻CN106584507A公開了一種全柔性氣動機械臂結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)呈縱長的圓錐形。該機械臂主要由全柔性機械臂主體、機械臂中心體及均勻圍繞機械臂中心體軸對稱分布的氣道組成。其中，氣道從直徑大的一端向直徑小的一端延伸并距離端面一定距離以保持住氣道內(nèi)的氣體，機械臂外表面設(shè)置一層纖維增強復(fù)合材料。柔性機械臂主體采用超彈性材料，具有很強的變形能力。該裝置適用于抓捕復(fù)雜形狀的物體。

中國專利文獻CN106584507A公開了一種夾持式充氣抓捕手，其具有兩個對稱的機械臂。該機械臂可以完成向內(nèi)側(cè)夾持動作和向外側(cè)張開動作。為完成這兩種運動，在機械臂的前端裝有一個弧形的充氣伸展臂，在伸展臂的外側(cè)設(shè)置有縱向的卷簧，其外側(cè)表面與對應(yīng)的伸展臂粘接。該捕捉手可捕捉空間大尺寸非合作目標。

上述現(xiàn)有技術(shù)方案均采用柔性件作為機構(gòu)主體，因此機構(gòu)整體剛度較差，不適合在太空中捕獲運動中的物體。此外，采用柔性件，會局限抓捕機構(gòu)的尺寸，從而限制了捕捉對象的范圍。

因此，需要提供一種桁架式可折展抓捕變胞機構(gòu)，在提高可折展抓捕機構(gòu)整體的剛度的前提下，降低整體結(jié)構(gòu)的重量，結(jié)合變胞原理，使機構(gòu)可以發(fā)生尺寸變化，從而擴大抓捕目標的范圍。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種桁架式可折展抓捕變胞機構(gòu)，采用桁架式結(jié)構(gòu)，整體重量輕，有利于降低運載成本；采用變胞結(jié)構(gòu)，降低整體結(jié)構(gòu)所占用的空間。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種桁架式可折展抓捕變胞機構(gòu)，其中，包括多個相同的變胞單元，變胞單元包括：

抓捕機構(gòu)，其包括兩根相同的剪叉桿、兩根相同的連桿，兩根剪叉桿通過轉(zhuǎn)動副R1互相連接，形成剪叉機構(gòu)；兩根連桿的底端分別通過轉(zhuǎn)動副R2、轉(zhuǎn)動副R3連接于兩根剪叉桿的頂端；

兩個相同的隨動分支機構(gòu)，隨動分支機構(gòu)包括滑動分支、轉(zhuǎn)動分支；

滑動分支包括第一滑動桿、第二滑動桿，第一滑動桿、第二滑動桿通過滑動副Pa1連接；第一滑動桿與連桿的頂端通過轉(zhuǎn)動副R4連接；

轉(zhuǎn)動分支包括第一轉(zhuǎn)動桿、第二轉(zhuǎn)動桿、第三轉(zhuǎn)動桿、第四轉(zhuǎn)動桿；第一轉(zhuǎn)動桿、第二轉(zhuǎn)動桿通過轉(zhuǎn)動副Ra1連接，第二轉(zhuǎn)動桿、第三轉(zhuǎn)動桿通過轉(zhuǎn)動副Ra2連接，第三轉(zhuǎn)動桿、第四轉(zhuǎn)動桿通過轉(zhuǎn)動副Ra3連接；第一轉(zhuǎn)動桿通過轉(zhuǎn)動副R5連接于剪叉桿的底端，第四轉(zhuǎn)動桿、第二滑動桿通過轉(zhuǎn)動副Ra4連接；