[發(fā)明專利]一種空間操作變胞串并聯(lián)機(jī)械手結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011118409.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112276907B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭宏偉;趙沖;郭文尚;肖洪;李兵;劉榮強(qiáng);鄧宗全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

一種空間操作變胞串并聯(lián)機(jī)械手結(jié)構(gòu)，涉及機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的空間操作機(jī)械手剛度低，操作難度大，靈活性不足的問(wèn)題，本發(fā)明所涉及到的變胞串并聯(lián)機(jī)械手結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)變胞功能，增強(qiáng)了可操控性和空間抓捕機(jī)構(gòu)的靈活性，操作難度低；本發(fā)明為模塊化設(shè)計(jì)，能夠根據(jù)需要進(jìn)行拼接，并且抓捕機(jī)構(gòu)整體剛性好，可以利用減速箱內(nèi)蝸輪蝸桿進(jìn)行自鎖；本發(fā)明可以在空間中進(jìn)行重構(gòu)，既可以對(duì)遠(yuǎn)范圍的作業(yè)目標(biāo)進(jìn)行捕獲，也可以對(duì)小范圍的微小目標(biāo)進(jìn)行捕獲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種空間操作變胞串并聯(lián)機(jī)械手結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)對(duì)載人飛船、空間站、月球和火星探測(cè)、對(duì)地觀測(cè)、空間科學(xué)研究等重大航天工程的陸續(xù)啟動(dòng)與實(shí)施，以及面向太空垃圾回收、在軌維修和空間攻防等復(fù)雜空間在軌操控作業(yè)的要求，研究具備對(duì)空間非合作目標(biāo)的捕獲能力的宇航機(jī)構(gòu)越發(fā)重要。因此要實(shí)現(xiàn)對(duì)空間非合作目標(biāo)的捕獲作業(yè)，迫切需要研究大尺度、可重構(gòu)的空間機(jī)械手爪，其特點(diǎn)是作業(yè)范圍大，可操控活動(dòng)度多，整體剛性好，可根據(jù)任務(wù)需求改變身形狀與構(gòu)型，可針對(duì)數(shù)十米以外的目標(biāo)航天器進(jìn)行機(jī)動(dòng)靈活的在軌作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的空間操作機(jī)械手剛度低，操作難度大，靈活性不足的問(wèn)題，提出一種空間操作變胞串并聯(lián)機(jī)械手結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是：

一種空間操作變胞串并聯(lián)機(jī)械手結(jié)構(gòu)，包括：至少兩個(gè)串并聯(lián)機(jī)械手指組件1和機(jī)械手底座3；

所述串并聯(lián)機(jī)械手指組件1包括至少一個(gè)并聯(lián)機(jī)械手結(jié)構(gòu)單元組件1-1，所述并聯(lián)機(jī)械手結(jié)構(gòu)單元組件1-1包括動(dòng)平臺(tái)2-1和靜平臺(tái)2-2，所述動(dòng)平臺(tái)2-1和靜平臺(tái)2-2之間通過(guò)兩個(gè)動(dòng)連接組件和一個(gè)靜連接組件連接，

所述動(dòng)連接組件包括第一方形空心連桿2-31和第二方形空心連桿2-32，所述第一方形空心連桿2-31的一端通過(guò)第一球副2-35與動(dòng)平臺(tái)2-1連接，所述第二方形空心連桿2-32的一端通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2-36與靜平臺(tái)2-2連接，所述第一方形空心連桿2-31和第二方形空心連桿2-32之間通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)副2-37連接，所述動(dòng)連接組件還包括設(shè)置在靜平臺(tái)2-2上的驅(qū)動(dòng)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)第二方形空心連桿2-32沿第一轉(zhuǎn)動(dòng)副2-36的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述靜連接組件包括第三方形空心連桿2-34和變胞部件2-33，所述第三方形空心連桿2-34的一端通過(guò)第三球副2-38與變胞部件2-33的一端連接，所述第三方形空心連桿2-34的另一端通過(guò)第二球副2-40與動(dòng)平臺(tái)2-1連接，所述變胞部件2-33的另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)副2-39與靜平臺(tái)2-2連接。

進(jìn)一步的，所述變胞部件2-33包括旋齒座3-1、復(fù)位彈簧3-2、導(dǎo)向筒3-3、聯(lián)軸器3-4、鎖塊3-5、人工肌肉3-6、滑爪套3-7和旋轉(zhuǎn)軸3-8，所述旋轉(zhuǎn)軸3-8一端設(shè)置在導(dǎo)向筒3-3內(nèi)側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)軸3-8置于導(dǎo)向筒3-3內(nèi)側(cè)的一端上設(shè)有滑爪套3-7，所述旋轉(zhuǎn)軸3-8與延伸至導(dǎo)向筒3-3外側(cè)的人工肌肉3-6固定連接，所述導(dǎo)向筒3-3內(nèi)還設(shè)有與滑爪套3-7配合的旋齒座3-1，所述旋齒座3-1和滑爪套3-7之間設(shè)有復(fù)位彈簧3-2，所述旋轉(zhuǎn)軸3-8置于導(dǎo)向筒3-3外側(cè)的一端通過(guò)聯(lián)軸器3-4與鎖塊3-5活動(dòng)連接。

進(jìn)一步的，所述第一球副2-35包括虎克鉸和子轉(zhuǎn)動(dòng)副，所述虎克鉸包括T形軸5和叉形座6，所述虎克鉸通過(guò)子轉(zhuǎn)動(dòng)副與動(dòng)平臺(tái)2-1連接。

進(jìn)一步的，所述結(jié)構(gòu)還包括壓蓋2-41。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)組件包括減速器4-1、雙法蘭環(huán)4-2、電機(jī)4-3、減速器輸出軸4-4和聯(lián)軸器4-5，所述電機(jī)4-3通過(guò)雙法蘭環(huán)4-2與減速器4-1連接，所述電機(jī)4-3輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器4-5與減速器4-1輸入軸連接，所述減速器輸出軸4-4與第二方形空心連桿2-32連接。

進(jìn)一步的，所述減速器4-1為一對(duì)齒輪和一對(duì)蝸輪蝸桿組成。