[發明專利]空間著陸抓捕機器人

有效

• 申請號: 202011045929.8
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112124641B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 黃龍飛;李志;龐羽佳;黃劍斌;徐坤;蒙波;張志民;韓旭;王尹;潘光帥
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: B64G4/00
• 分類號: B64G4/00;B64G1/16;B62D57/032
• 代理公司: 北京善任知識產權代理有限公司 11650
• 代理人: 張振偉

1.一種空間著陸抓捕機器人，其特征在于，所述機器人包括：

機器人本體，至少裝設有深度相機模塊、測距模塊、探測模塊、姿態控制模塊、軌道控制模塊、推進系統、導航模塊、通信單元、關節動作控制模塊、著陸抓捕控制模塊、供電單元、主控單元；所述姿態控制模塊、所述軌道控制模塊、所述導航模塊、所述通信單元、所述關節動作控制模塊、所述著陸抓捕控制模塊均與所述主控單元電連接；

雙關節脊柱機構組件，包括脊柱前段、脊柱關節和脊柱后段；所述脊柱前段固定連接于所述機器人本體上，所述脊柱后段通過所述脊柱關節與所述脊柱前段連接，所述脊柱關節由兩個電機分別驅動，以帶動所述脊柱后段相對于所述脊柱前段轉動和扭擺；

至少四個著陸腿機構，至少兩個著陸腿機構分設于所述脊柱前段的不同位置，以及至少兩個著陸腿機構分設于所述脊柱后段的不同位置；所述著陸腿機構包括髖關節、股骨組件、膝關節、脛骨組件和爪關節，所述髖關節設置于所述脊柱前段或所述脊柱后段上，所述股骨組件的一端與所述髖關節樞接，所述股骨組件另一端和所述脛骨組件的一端均樞接于所述膝關節，所述脛骨組件的另一端與所述爪關節樞接；所述髖關節與第一驅動電機的動力輸出端連接，所述髖關節在所述第一驅動電機的驅動下能運動，以驅動所述股骨組件運動；所述膝關節與第二驅動電機的動力輸出端連接，所述膝關節在所述第二驅動電機的驅動下能運動，以驅動所述脛骨組件相對于所述股骨組件運動；

抓捕機構，安裝于所述爪關節上；包括支撐組件、傳動組件、推盤、滑動板、至少兩個抓捕組件、彈簧及鎖緊釋放組件，所述傳動組件及所述鎖緊釋放組件設置于所述支撐組件的支撐平臺上，所述滑動板套設于所述支撐組件的支撐柱上，能沿所述支撐柱滑動；所述至少兩個抓捕組件分設于所述滑動板周緣，并通過連桿結構分別與所述滑動板及所述支撐柱連接；彈簧套設于所述支撐柱上，并與抓捕組件的連桿結構一部分抵接，所述推盤連接于所述滑動板上，所述推盤及所述滑動板通過連桿與所述傳動組件連接，所述傳動組件驅動所述滑動板推動所述推盤壓縮所述彈簧時，抓捕組件能夠張開，所述滑動板推動所述推盤沿釋放所述彈簧的反向運動時，抓捕組件能夠收縮。

2.根據權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述關節動作控制模塊分別與所述脊柱關節的兩個電機、所述第一驅動電機、所述第二驅動電機和所述傳動組件分別電連接，用于根據待抓捕對象的形狀、位姿，以及待抓捕對象與所述抓捕機構之間的位置相對關系，控制所述脊柱關節、所述髖關節和所述膝關節中至少之一調整所述抓捕機構與待抓捕對象之間的相對位置關系；

所述關節動作控制模塊還控制所述傳動組件調整所述抓捕機構的張開及收緊狀態，實現對待抓捕對象的抓捕。

3.根據權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述主控單元通過探測模塊獲取物體對象，基于所探測的物體對象調整深度相機模塊和測距模塊的位姿，對物體對象進行識別，確定是否為待抓捕對象；

基于深度相機模塊獲取待抓捕對象的形狀及距離信息，基于測距模塊獲取待抓捕對象的位置信息；驅動推進系統調整機器人本體與待抓捕對象之間的距離，基于關節動作控制模塊驅動雙關節脊柱機構組件、至少四個著陸腿機構以及抓捕機構實現對待抓捕對象的抓捕。

4.根據權利要求1所述的機器人，其特征在于，所述機器人還包括：

角度傳感器，與所述主控單元電連接，設置于所述抓捕機構與所述爪關節之間的連接處，用于檢測所述抓捕機構與所述爪關節之間的角度。

5.根據權利要求1至4任一項所述的機器人，其特征在于，所述機器人還包括：

太陽電池陣，設置于所述機器人本體上，具有折疊結構，所述折疊結構與第三電機的驅動端連接，所述第三電機與所述主控單元連接，在所述第三電機的控制下，所述折疊結構能夠伸展及收縮，從而所述太陽電池陣能夠展開及收起；

所述太陽電池陣用于為供電單元提供工作電源，所述供電單元分別向深度相機模塊、測距模塊、探測模塊、姿態控制模塊、軌道控制模塊、推進系統、導航模塊、通信單元、關節動作控制模塊、著陸抓捕控制模塊和主控單元提供工作電源。