[發(fā)明專利]一種連續(xù)體機(jī)器人和衛(wèi)星燃料加注系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010469368.8
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111633638A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔翔;李杰;張明歡;王靜;陶利民
• 申請（專利權(quán)）人: 東方紅衛(wèi)星移動通信有限公司
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J9/06;B25J9/12;B25J17/02
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲;雷春香

本發(fā)明提出了一種連續(xù)體機(jī)器人和衛(wèi)星燃料加注系統(tǒng)。所述連續(xù)體機(jī)器人包括支撐模塊、驅(qū)動模塊和安裝在支撐模塊末端的執(zhí)行器；支撐模塊包括N個串聯(lián)的鉸接件和N+1個間隔設(shè)置的連接板,連接板與鉸接件交錯設(shè)置，執(zhí)行器安裝在支撐模塊末端的連接板上。驅(qū)動模塊包括三根并聯(lián)連接的繩索，所有連接板通過繩索串聯(lián)連接，每根繩索的末端均與支撐模塊末端的連接板固定連接，每根繩索連接有對繩索進(jìn)行繞線和放線的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動繩索繞線或放線以使支撐模塊彎曲，以調(diào)整執(zhí)行器的姿態(tài)。本發(fā)明通過對支撐模塊的曲率控制實現(xiàn)連續(xù)體機(jī)器人姿態(tài)變化，運(yùn)動靈活，能夠滿足末端執(zhí)行器對響應(yīng)靈活性、對接精度的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)狹小空間操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，涉及一種連續(xù)體機(jī)器人，尤其涉及一種用于空間燃料加注的在軌服務(wù)機(jī)器人和具有其的衛(wèi)星燃料加注系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，衛(wèi)星失效的重要原因之一就是推進(jìn)燃料用盡，一般由其他衛(wèi)星平臺搭載的空間機(jī)器人接近目標(biāo)星，然后空間機(jī)器人利用自身的姿態(tài)控制能力實現(xiàn)加油嘴對目標(biāo)星燃料儲存箱的對接，完成燃料注入。空間機(jī)器人通過運(yùn)動控制實現(xiàn)油路管道操作、油路對接等靈巧操作，提高衛(wèi)星的在軌工作壽命。

傳統(tǒng)的機(jī)器人一般由偏置的剛性關(guān)節(jié)連接剛性連桿構(gòu)成，在完成衛(wèi)星燃料加注時，本體要占用很大的空間來滿足較大的靈巧工作空間，因此難以完成非結(jié)構(gòu)化、狹小的空間操作，且本體慣量大，靈活度會受影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的第一個目的是提供一種連續(xù)體機(jī)器人，以解決現(xiàn)有機(jī)器人難以實現(xiàn)狹小空間操作的技術(shù)問題。本發(fā)明的第二個目的是提供一種利用前述連續(xù)體機(jī)器人的衛(wèi)星燃料加注系統(tǒng)。

為達(dá)到上述第一個目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種連續(xù)體機(jī)器人，包括支撐模塊、驅(qū)動模塊和安裝在支撐模塊末端的執(zhí)行器；

支撐模塊包括N個串聯(lián)的鉸接件,N為大于1的整數(shù)；

驅(qū)動模塊驅(qū)動N個鉸接件運(yùn)動，從而使支撐模塊彎曲以調(diào)整執(zhí)行器的姿態(tài)。

上述技術(shù)方案中，將N個鉸接件依次串聯(lián)得到的串聯(lián)構(gòu)型，即具有N個活動關(guān)節(jié)，驅(qū)動模塊驅(qū)動N個鉸接件運(yùn)動以使支撐模塊彎曲，通過對支撐模塊的曲率控制實現(xiàn)連續(xù)體機(jī)器人姿態(tài)變化。本發(fā)明的連續(xù)體機(jī)器人體積小，運(yùn)動靈活，能夠滿足末端執(zhí)行器對響應(yīng)靈活性、對接精度的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)狹小空間操作。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，支撐模塊還包括N+1個間隔設(shè)置的連接板，連接板與鉸接件交錯設(shè)置，鉸接件包括鉸接的第一主體和第二主體，第一主體和第二主體分別與該鉸接件相鄰的兩個連接板直接或間接固定連接，執(zhí)行器安裝在支撐模塊末端的連接板上；

驅(qū)動模塊包括至少兩根并聯(lián)連接的繩索，所有連接板通過繩索串聯(lián)連接，每根繩索的末端均與支撐模塊末端的連接板固定連接，每根繩索的前端連接有對繩索進(jìn)行繞線和放線的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動繩索繞線或放線以使支撐模塊彎曲。

上述技術(shù)方案中，設(shè)置至少兩根并聯(lián)連接的繩索，通過控制繩索的拉與放，實現(xiàn)繩索在支撐模塊對應(yīng)部分長度的變化，以控制N個鉸接頭同時運(yùn)動，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動靈活。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，支撐模塊還包括若干連桿，鉸接件的第一主體和第二主體均通過連桿與連接板固定連接。

上述技術(shù)方案中，當(dāng)支撐模塊的長度相同時，設(shè)置連桿后，鉸接件的數(shù)量減少，結(jié)構(gòu)更為簡化，但連續(xù)體機(jī)器人的靈活度略有降低，應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式中，支撐模塊前端的連接板為基座，驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括安裝在基座上的與繩索連接的可正、反轉(zhuǎn)的電機(jī)，一根繩索連接一個電機(jī)。通過電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，控制繩索的拉與放，結(jié)構(gòu)簡單。