[發(fā)明專利]一種末端執(zhí)行器及目標(biāo)物的捕獲方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910919488.0 | 申請日: | 2019-09-26 |
| 公開(公告)號: | CN110549342B | 公開(公告)日: | 2021-10-29 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 任威嚴;孟慶良;季洪鑫;梁建勛 | 申請(專利權(quán))人: | 清華大學(xué) |
| 主分類號: | B25J9/16 | 分類號: | B25J9/16;B25J15/00;B25J11/00 |
| 代理公司: | 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262 | 代理人: | 李蒙蒙;曲鵬 |
| 地址: | 10008*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 末端 執(zhí)行 目標(biāo) 捕獲 方法 | ||
本文公布了一種末端執(zhí)行器及目標(biāo)物的捕獲方法,末端執(zhí)行器包括本體,以及設(shè)置在本體內(nèi)的捕獲機構(gòu)和拖動機構(gòu),所述拖動機構(gòu)與本體固定,且所述拖動機構(gòu)的輸出端與所述捕獲機構(gòu)連接,還包括糾偏機構(gòu),所述糾偏機構(gòu)固定在所述本體內(nèi),用以束縛目標(biāo)物而將目標(biāo)物的偏航角度調(diào)整到預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。本文還提供了目標(biāo)物的捕獲方法,包括:捕獲目標(biāo)物、糾偏目標(biāo)物和拖動目標(biāo)物。本文涉及空間站機械臂領(lǐng)域,提供了一種末端執(zhí)行器及目標(biāo)物的捕獲方法,可克服捕獲空間容差較小且觸碰撞力較大的問題,實現(xiàn)對目標(biāo)物的姿態(tài)糾偏調(diào)整,在大容差條件下實現(xiàn)末端執(zhí)行器對目標(biāo)物的軟接觸捕獲,降低了對空間站被捕獲物的姿態(tài)參數(shù)要求,提高了空間站目標(biāo)物的捕獲成功率。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及空間站機械臂領(lǐng)域,尤其涉及一種末端執(zhí)行器及目標(biāo)物的捕獲方法。
背景技術(shù)
空間站機械臂是我國航天工程的重大關(guān)鍵技術(shù)之一,包括核心艙機械臂和實驗艙機械臂。其中,空間站機械臂承擔(dān)著艙段捕獲與轉(zhuǎn)移、儀器設(shè)備轉(zhuǎn)移與安裝、輔助航天員作業(yè)等功能。在軌捕獲技術(shù)是空間在軌服務(wù)技術(shù)的重要分支,對合作目標(biāo)的捕獲是通過安裝在空間站機械臂或飛行器上的對接機構(gòu)或者末端執(zhí)行器實現(xiàn)。安裝在機械臂兩端的末端執(zhí)行器是空間機械臂系統(tǒng)的重要組成部分,是實現(xiàn)對空間站目標(biāo)的捕獲、鎖定、電氣連接等功能的基礎(chǔ)重要裝置,通常是通過末端執(zhí)行器抓捕適配器來實現(xiàn)對空間目前的抓捕過程。末端執(zhí)行器對目標(biāo)物的成功抓捕是核心艙機械臂成功完成空間站其他任務(wù)的前提和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
目前,國內(nèi)外應(yīng)用的空間站機械臂的末端執(zhí)行器,主要有兩類:一類是錐-桿式,另一類是異體同構(gòu)周邊式,上述兩類執(zhí)行器在空間站捕獲中存在容差小、糾偏能力低等問題,在大容差或被捕獲物姿態(tài)變化的情況下捕獲成功率較低。隨著航天技術(shù)、材料科學(xué)以及機械科學(xué)的不斷發(fā)展,空間站機械臂末端執(zhí)行機構(gòu)不斷涌現(xiàn)。最有代表性的是加拿大MDA(MacDonald Dettwiler and Associates Ltd.)公司為國際空間站研制的末端執(zhí)行器,該末端執(zhí)行器在空間站能夠?qū)崿F(xiàn)大載荷目標(biāo)物的捕獲,但仍然存在捕獲空間容差較小、接觸碰撞力較大的問題,對被捕獲物姿勢和捕獲空間具有嚴格要求,甚至導(dǎo)致捕獲失敗。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種末端執(zhí)行器及目標(biāo)物的捕獲方法,可克服捕獲空間容差較小且觸碰撞力較大的問題,實現(xiàn)對目標(biāo)物的姿態(tài)糾偏調(diào)整,在大容差條件下實現(xiàn)末端執(zhí)行器對目標(biāo)物的軟接觸捕獲,降低了對空間站被捕獲物的姿態(tài)參數(shù)要求,提高了空間站目標(biāo)物的捕獲成功率。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種末端執(zhí)行器,包括本體,以及設(shè)置在本體內(nèi)的捕獲機構(gòu)和拖動機構(gòu),所述拖動機構(gòu)與本體固定,且所述拖動機構(gòu)的輸出端與所述捕獲機構(gòu)連接,還包括糾偏機構(gòu),所述糾偏機構(gòu)固定在所述本體內(nèi),用以束縛目標(biāo)物而將目標(biāo)物的偏航角度調(diào)整到預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
一種可能的設(shè)計,所述拖動機構(gòu)與所述糾偏機構(gòu)間隔設(shè)置,所述捕獲機構(gòu)設(shè)置在所述拖動機構(gòu)和所述糾偏機構(gòu)之間。
一種可能的設(shè)計,所述糾偏機構(gòu)包括糾偏電機、糾偏環(huán)和糾偏鋼絲繩,所述糾偏電機和糾偏環(huán)固定在所述本體的內(nèi)壁,多個糾偏鋼絲繩交織在所述糾偏環(huán)內(nèi),用以束縛目標(biāo)物。
一種可能的設(shè)計,所述糾偏環(huán)包括上下疊放的糾偏轉(zhuǎn)動環(huán)和糾偏固定環(huán),所述糾偏固定環(huán)與所述本體固定,所述糾偏轉(zhuǎn)動環(huán)與所述本體旋轉(zhuǎn)連接;所述糾偏鋼絲繩的一端與所述糾偏固定環(huán)連接,另一端與所述糾偏轉(zhuǎn)動環(huán)連接;所述糾偏電機的輸出端與所述糾偏轉(zhuǎn)動環(huán)連接,用以帶動所述糾偏轉(zhuǎn)動環(huán)轉(zhuǎn)動而使所述糾偏鋼絲繩收縮束縛或收起釋放目標(biāo)物。
一種可能的設(shè)計,所述糾偏環(huán)的內(nèi)壁設(shè)置有容納槽,用以容納收起的所述糾偏鋼絲繩。
一種可能的設(shè)計,所述拖動機構(gòu)與所述糾偏機構(gòu)分別設(shè)置在所述本體的兩端,所述糾偏機構(gòu)和所述捕獲機構(gòu)平行設(shè)置。
一種可能的設(shè)計,所述本體的內(nèi)壁設(shè)有環(huán)形滑道,所述糾偏轉(zhuǎn)動環(huán)通過設(shè)置在其外周的所述環(huán)形滑道與所述本體連接。
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