[發明專利]一種太空垃圾捕捉混聯機器人

有效

• 申請號: 202010220787.8
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111301726B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 路懿;路揚;葉妮佳;胡澤廣
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B64G4/00
• 分類號: B64G4/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

1.一種太空垃圾捕捉混聯機器人，包括腕機構、爪機構、鉆機構、折展機構、肩機構，其特征在于：所述腕機構包括箱體(1)、外套(2)、三個相同的長驅動桿(3)和約束分支；所述箱體(1)由空腔圓柱與矩形套構成一體，箱體(1)的左端板設有同軸凹球面通孔，左端板內側設有三個圓周均布的鉸支座，矩形套的上、下邊上設有相互平行的三個通孔和垂直下銷孔；所述約束分支包括心軸(4)和內套(5)；所述外套(2)沿軸向依次設有同軸小圓盤、球面體、圓柱、大圓盤和中心通孔，小圓盤上設有三個圓周均布的切圓周孔，圓柱側面設有長開孔，大圓盤上設有平行軸線的上、下通孔；所述內套(5)沿軸向依次設有同軸圓盤、圓柱、凸臺、中心通孔，圓盤上設有3個圓周均布相切圓周的通孔，凸臺上設有平行軸線的偏心螺紋通孔；所述外套(2)的凸球面與所述箱體(1)的凹球面通孔球副聯接；所述內套(5)的圓柱與所述外套(2)的中心通孔圓柱副聯接，內套(5)的凸臺設在外套(2)圓柱的長孔內；所述3個長驅動桿(3)設在所述箱體(1)內、相對外套(2)圓周均布，長驅動桿兩端與箱體(1)左端板和外套的大圓盤球副聯接；

所述爪機構包括外套(2)、內套(5)、內套電機(6)、爪桿(7)和彈簧桿組；所述彈簧桿組包括活塞桿(8)，缸桿(9)和小彈簧(10)；所述缸桿(9)一端設有正交軸線的銷孔，另一端設有同軸小孔和大孔腔；所述活塞桿(8)兩端設有正交軸線的銷孔和同軸圓臺，所述小彈簧(10)和所述活塞桿(8)的圓臺設在所述缸桿的大孔腔內，小彈簧(10)兩端抵在大孔腔閉口端和活塞桿(8)圓臺上，活塞桿(8)圓臺環面與缸桿(9)小孔內環面接觸；所述爪桿(7)的一端和中部設有相互平行的銷孔；所述內套電機(6)與所述外套(2)的大圓盤固連，內套電機(6)的驅動軸穿過外套(2)的大圓盤上偏心通孔、與所述內套(5)的凸臺螺紋通孔螺旋聯接；所述缸桿(9)的銷孔與所述外套(2)的小圓盤銷孔轉動副聯接，所述活塞桿(8)與所述爪桿(7)中部轉動副聯接，所述內套(5)的圓盤銷孔與所述爪桿(7)一端銷孔轉動副聯接；

所述鉆機構包括外套(2)、心軸(4)、支板(11)、支板電機(12)、心軸電機(13)和鉸刀(14)；所述支板(11)設有相互平行的通孔和螺紋通孔，所述支板電機(12)與所述外套(2)的大圓盤固連，其驅動軸穿過外套(2)的大圓盤下通孔與支板(11)螺旋傳動聯接；所述心軸電機(13)與所述支板(11)固連，其驅動軸穿過支板(11)的通孔與所述心軸(4)一端同軸鍵連接；心軸(4)與所述內套(5)的中心通孔圓柱副聯接，心軸(4)的另一端與所述鉸刀(14)固連；

所述肩機構包括機座(15)、動臺(16)和三個相同的短驅動桿(17)；所述動臺(16)由圓盤與矩形套構成一體，圓盤端面設有三個圓周均布的鉸支座和中心鉸支座；動臺(16)的矩形套與箱體(1)的矩形套相同；所述機座(15)由圓盤與中心凸臺構成一體，機座(15)中心凸臺與所述動臺中心球副聯接，三個短驅動桿(17)在機座(15)與動臺之間圓周均布，短驅動桿(17)兩端與機座圓盤和動臺圓盤球副聯接；

所述折展機構包括箱體(1)、動臺(16)、兩個滑塊(18)、電機(19)、四個導桿(20)、拉桿(21)、彈簧(22)和多個相同的剪叉組；所述滑塊(18)是矩形體，沿長度設有長銷孔，垂直長銷孔設有相互平行的兩個對稱通孔和一個中心螺紋通孔；所述拉桿(21)兩端分別設有同軸螺紋圓柱和凸圓臺；第一導桿和第二導桿與所述動臺矩形套的兩個對稱通孔固連，又與第一滑塊的兩個對稱通孔圓柱副聯接；第三導桿和第四導桿與所述箱體矩形套的兩個對稱通孔固連，又與第二滑塊的兩個對稱通孔圓柱副聯接；所述電機(19)與動臺矩形套的外底面固連，其驅動軸穿過動臺矩形套的中間通孔，與第一滑塊的螺紋通孔螺旋傳動聯接；所述拉桿(21)穿過所述箱體矩形套的中間通孔、與第二滑塊的螺紋通孔固連；所述彈簧套在拉桿(21)上、其兩端抵在箱體矩形套的外底面和拉桿的凸圓臺環面上。

2.根據權利要求1所述的一種太空垃圾捕捉混聯機器人，其特征還在于：所述剪叉組包括相同的相互平行的兩個左斜桿(23)和兩個右斜桿(24)，所述兩個左斜桿(23)和兩個右斜桿(24)的上、下端和中部設有相互平行的通孔；兩個左斜桿(23)呈外對稱分布，兩個右斜桿(24)呈內對稱分布，其中部通孔用同一長銷軸轉動副聯接；在聯接動臺的剪叉組中，兩個左斜桿(23)的下端通孔與動臺矩形套的下銷孔用銷軸轉動副聯接，兩個右斜桿(24)的上端通孔與第一滑塊的銷孔用銷軸轉動副聯接；在聯接箱體的剪叉組中，兩個左斜桿(23)的上端通孔與第二滑塊的銷孔用銷軸轉動副聯接，兩個右斜桿(24)的下端通孔與箱體矩形套的銷孔用銷軸轉動副聯接；中間其余剪叉組的兩個左斜桿(23)的上端通孔與相鄰剪叉組的兩個右斜桿(24)的上端通孔用同一長銷軸轉動副聯接；兩個左斜桿(23)的下端通孔分別與相鄰剪叉組的兩個右斜桿(24)的下端通孔用同一長銷軸轉動副聯接。