[發明專利]一種適用于空間操作的模塊化可快換維修集成平臺

有效

• 申請號: 202110204504.5
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN113001558B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 張崇峰;陳萌;甘克力;王華;徐清華;王蔡健;劉殿富;侯月陽;徐燾
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B64G4/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

1.一種適用于空間操作的模塊化可快換維修集成平臺，其特征在于，包括：左機械臂(1)、右機械臂(2)、中央控制器(3)、工具箱(4)、工具包本體(5)、電池組(6)、本體控制器(10)、供配電控制器(11)、安裝底座(12)和工具包本體背板(13)；

左機械臂(1)和右機械臂(2)分別安裝在工具包本體(5)的左右兩側；其中，左機械臂(1)和右機械臂(2)的末端可從工具箱(4)中選取不同類型的末端工具進行在軌自主更換；

本體控制器(10)和供配電控制器(11)分別安裝在中央控制器(3)的左右兩側，電池組(6)安裝在中央控制器(3)的下方；由中央控制器(3)、電池組(6)本體控制器(10)和供配電控制器(11)形成的組合體，從前方插裝在工具包本體(5)內，并通過工具包本體背板(13)封裝；

工具箱(4)從后方插裝在工具包本體(5)內；其中，工具箱(4)，用于存儲各種不同類型的末端工具，并協同左機械臂(1)和/或右機械臂(2)自主實現不同類型的末端工具的快速更換；

安裝底座(12)安裝在工具箱(4)下方；

工具箱(4)，包括：箱體(401)和鎖定解鎖機構(402)；其中，箱體(401)上設置有快換機構接口(410)；箱體(401)和箱體(401)的快換機構接口(410)，用于存放各種不同類型的末端工具；鎖定解鎖機構(402)，用于對存放的各種不同類型的末端工具進行放置后的鎖定和取出前的解鎖；

末端工具，包括：不脫出螺釘拆裝裝置(7)、通用電連接器拆裝裝置(8)和通用扶手抓握工具(9)；

不脫出螺釘拆裝裝置(7)，包括：旋擰執行機構(701)、驅動控制組件(702)和平視末端相機(703)，具備啟動、停止、加速、減速、正轉和反轉控制的控制功能；其中，驅動控制組件(702)接收中央控制器(3)發送的第一操作指令，控制旋擰執行機構(701)執行所述第一操作指令所指示的操作，對艙外載荷設備與艙體連接處的M5、M8、M10系列不脫出緊固螺釘進行安裝或拆卸；平視末端相機(703)安裝在旋擰執行機構(701)下端，對旋擰執行機構(701)的安裝或拆卸過程進行監控；

通用電連接器拆裝裝置(8)，包括：驅動機構A(801)、抱臂旋擰機構(802)、俯視微型相機(803)和平視微型相機(804)，具備夾持、抱緊、正轉、反轉、輔助鍵位對準、旋轉到位停止的控制功能；其中，驅動機構A(801)接收中央控制器(3)發送的第二操作指令，控制抱臂旋擰機構(802)執行所述第二操作指令所指示的操作，對艙外載荷設備與艙體連接處的J599系列電連接器進行安裝或拆卸；俯視微型相機(803)和平視微型相機(804)分別安裝在抱臂旋擰機構(802)的上端和下端，對抱臂旋擰機構(802)的安裝或拆卸過程進行監控；

通用扶手抓握工具(9)，包括：電機(901)、驅動機構B(902)、傳動與緩沖機構(903)和夾緊爪(904)，具備對航天員扶手的捕獲、校正、接觸緩沖和鎖緊的控制功能；其中，驅動機構B(902)接收中央控制器(3)發送的第三操作指令，電機(901)、傳動與緩沖機構(903)和夾緊爪(904)執行所述第三操作指令所指示的操作，對航天員扶手進行抓握和緊固。

2.根據權利要求1所述的適用于空間操作的模塊化可快換維修集成平臺，其特征在于，左機械臂(1)和右機械臂(2)的結構相同，均包括：肩部旋轉關節Ⅰ(101)、肩部旋轉關節Ⅱ(102)、肩部旋轉關節Ⅲ(103)、肘部旋轉關節(104)、腕部旋轉關節Ⅰ(105)、腕部旋轉關節Ⅱ(106)、腕部旋轉關節Ⅲ(107)和六維力/力矩傳感器(108)；其中，肩部旋轉關節Ⅰ(101)、肩部旋轉關節Ⅱ(102)、肩部旋轉關節Ⅲ(103)、肘部旋轉關節(104)、腕部旋轉關節Ⅰ(105)、腕部旋轉關節Ⅱ(106)、腕部旋轉關節Ⅲ(107)和六維力/力矩傳感器(108)依次級聯，形成具有七個自由度的機械臂。

3.根據權利要求1所述的適用于空間操作的模塊化可快換維修集成平臺，其特征在于，中央控制器(3)，用于通過艙外WIFI接收艙內終端的控制指令，分別對左機械臂(1)和右機械臂(2)進行運動控制，并將關節控制指令通過CAN總線發送到左機械臂(1)和右機械臂(2)各個關節的驅動器，通過CAN總線接收左機械臂(1)和右機械臂(2)各個關節的驅動器返回的電機狀態、溫度和力傳感數據。