[發明專利]機械臂

在審

• 申請號: 202110834216.8
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113459155A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 胡港旋;李新洪;張治彬;董正宏;安繼萍;丁文哲;滿萬鑫;張國輝;張騫;孫飛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00;B25J18/02;B25J18/04;B25J19/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 張英鳳

本發明公開了一種機械臂，包括依次串聯的第一執行器、第一滾轉臂、第一伸縮臂、第二伸縮臂、第二滾轉臂及第二執行器，第一執行器、第二執行器兩個執行器對稱設置；第一滾轉臂、第二滾轉臂兩個滾轉臂對稱設置，提供兩個滾轉自由度；第一伸縮臂、第二伸縮臂兩個伸縮臂對稱設置，提供兩個伸縮自由度；第一滾轉臂、第一伸縮臂、第二伸縮臂、第二滾轉臂依次轉動連接，提供三個俯仰自由度。對稱設置的執行器、滾轉臂、伸縮臂及俯仰關節能夠減少各部件設計制造所需的工作量，從而縮短設計制造的周期；通過減少轉動自由度、增加平移自由度，能夠減小運動規劃的復雜度。

技術領域

本發明涉及航天工程技術領域，尤其是涉及一種機械臂。

背景技術

部署在空間站的機械臂可以輔助航天員完成復雜空間環境下的在軌裝配和維修任務，減輕航天員的任務風險，一些空間大型設施如衛星、航天器艙段也需要空間機械臂進行捕獲、搬運，輔助對接等。相關技術中，機械臂的結構通常較為復雜，對每個部件均需單獨設計制造，從部件的設計加工到機械臂的總裝、測試的時間跨度較大，難以滿足快速響應的發射任務；并且，機械臂的各自由度通常均為轉動自由度，機械臂的控制和運動規劃較為復雜。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種機械臂，能夠縮短設計制造的周期，并減小運動規劃的復雜度。

本發明實施例提供的機械臂，包括：

第一執行器；

第一滾轉臂，所述第一滾轉臂的一端連接于所述第一執行器，所述第一滾轉臂能夠帶動所述第一執行器繞所述第一滾轉臂的軸線轉動；

第一伸縮臂，所述第一伸縮臂的一端轉動連接于所述第一滾轉臂遠離所述第一執行器的一端，所述第一伸縮臂能夠繞垂直于所述第一滾轉臂的軸線的方向轉動，所述第一伸縮臂能夠在軸向上伸長或縮短；

第二伸縮臂，所述第二伸縮臂的一端轉動連接于所述第一伸縮臂遠離所述第一滾轉臂的一端，所述第二伸縮臂能夠繞垂直于所述第一伸縮臂的伸縮方向的方向轉動，所述第二伸縮臂能夠在軸向上伸長或縮短；

第二滾轉臂，所述第二滾轉臂的一端轉動連接于所述第二伸縮臂遠離所述第一伸縮臂的一端，所述第二滾轉臂能夠繞垂直于所述第二伸縮臂的伸縮方向的方向轉動；

第二執行器，連接于所述第二滾轉臂遠離所述第二伸縮臂的一端，所述第二滾轉臂能夠帶動所述第二執行器繞所述第二滾轉臂的軸線轉動；

其中，所述第一執行器、所述第一滾轉臂、所述第一伸縮臂，與，所述第二伸縮臂、所述第二滾轉臂、所述第二執行器，相對所述第一伸縮臂與所述第二伸縮臂的連接處對稱。

本發明實施例提供的機械臂，至少具有如下有益效果：本發明機械臂具有2個對稱設置的執行器、2個對稱設置的滾轉臂及2個對稱設置的伸縮臂，能夠減少各部件設計制造所需的工作量，從而縮短設計制造的周期，對稱設置的執行器能夠實現機械臂的首尾互換，從而進行爬行動作；各部件之間的連接方式較為簡單，采用模塊化設計，能夠在某一部件發生故障時較為便捷地替換，也可以將單獨的部件拆除形成新的自由度更少的機械臂；本發明機械臂具有2個滾轉自由度、2個伸縮自由度及3個俯仰自由度，能夠減小運動規劃的復雜度。

在本發明的一些實施例中，所述第一伸縮臂與所述第二伸縮臂均包括外桿和內桿，所述外桿套設于所述內桿的外部并與所述內桿滑動連接，所述外桿與所述內桿能夠在軸向上相對移動。

在本發明的一些實施例中，所述第一伸縮臂與所述第二伸縮臂還均包括導軌，所述導軌平行于所述內桿的軸向延伸，所述外桿與所述內桿通過所述導軌滑動連接。

在本發明的一些實施例中，所述第一伸縮臂與所述第二伸縮臂均還包括伸縮驅動件，所述伸縮驅動件固定連接于所述外桿，所述伸縮驅動件的輸出端連接于所述內桿，所述伸縮驅動件用于驅動所述內桿與所述外桿在軸向上相對移動。