CN100341677C

CN100341677C - 可折叠空间机械手

Info

Publication number: CN100341677C
Application number: CNB2006100098147A
Authority: CN
Inventors: 刘宏; 史士财; 高晓辉; 金明河; 谢宗武
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2026-03-15
Also published as: CN1817573A

Abstract

可折叠空间机械手，它涉及一种空间机器人的机械手。本发明的目的是为解决仅仅依靠人力去完成空间工作站的任务很困难及现有空间机器人的机械手系统折叠特性不好的问题。本发明第一模块化关节(1)一端的外壁与第七关节外壳(17)另一端的内壁固定连接，导线(12)设置在模块化关节的导线通孔(18)内，导线(12)的一端与单自由度手爪(4)相连接。本发明在发射到太空的过程中，可以折叠成紧凑的构型，工作时通过模块化关节的旋转，展开整个机械手完成需要的任务。模块化关节的中心设有中心孔，使得该机械手的导线从中心孔内通过，避免宇宙空间的强辐射、高温差环境对导线及其传输信号造成的破坏，避免机械手在工作过程中出现绕线。

Description

可折叠空间机械手

技术领域

本发明涉及一种空间机器人的机械手。

背景技术

随着空间科学技术的迅速发展，未来对能源的开发和利用将扩展到空间。但是许多空间活动都离不开空间机器人，如空间站的搭建与维护，卫星的释放与回收。目前这些任务主要依靠宇航员来完成，由于太空中微重力、强辐射、高温差的环境，宇航员任何细微的疏忽都可能对宇航员自身的生命造成严重的威胁。随着空间任务的增加，仅仅依靠人力去完成这些任务是很困难的，并且载人航天器的费用非常高。而由空间机器人代替宇航员作业不仅可以降低宇航员在恶劣宇宙环境内作业时的危险和受到的伤害，还可以减少执行任务的费用，提高任务完成的效率和质量。从空间机器人的概念被提出以来，直到现在，加拿大空间局(CSA)的空间机器人臂Canadarm是唯一在实际工作中应用的空间机器人臂。由日本宇宙开发事业团(NSADA)发射的ETS-VII是世界上第一个装有机器人臂的卫星。美国国家航空航天局(NASA)已经为宇航员开发了一个称为“Robonaut”的助手。作为高效、节能并且可以帮助人们实施大量空间活动任务的工具而被提出来的Robonaut是一个仿人型机器人。德国宇航中心(DLR)已经开发了三代轻型机器人，这三代轻型机器人具有一些共同的特征：与人臂相似的运动学冗余特征，负荷自重比大于1∶2，机器人臂中没有大量的电缆和较高的动力学特性。作为空间机器人的重要组成部分，空间机械手系统的研究得到了各空间大国的重视，但以上几种空间机械臂折叠效果均不好，所以发射占用空间大、发射成本高。

发明内容

本发明的目的是为解决太空中微重力、强辐射、高温差的环境，容易对宇航员的生命造成威胁，仅仅依靠人力去完成空间工作站的任务很困难及现有的空间机械手系统折叠特性不好的问题，提供一种可折叠空间机械手。本发明可替代宇航员在太空中工作，具有可重构、可折叠、能够降低发射费用的特点。本发明包含第一模块化关节1、第二模块化关节6、第三模块化关节8、第四模块化关节13、第五模块化关节15、第六模块化关节19、单自由度手爪4和导线12，它还包含第一关节外壳2、第二关节外壳5、第三关节外壳7、第四关节外壳9、第五关节外壳14、第六关节外壳16、第七关节外壳17、第八关节外壳20、第一臂杆3、第二臂杆10和第三臂杆11；第六模块化关节19一端的外壁与第八关节外壳20一端的内壁固定连接，第六模块化关节19另一端的外壁与第七关节外壳17一端的外壁固定连接，第一模块化关节1一端的外壁与第七关节外壳17另一端的内壁固定连接，第一模块化关节1另一端的外壁与第一关节外壳2一端的内壁固定连接，第一关节外壳2的另一端与第一臂杆3的一端固定连接，第一臂杆3的另一端与第二关节外壳5的一端固定连接，第二关节外壳5另一端的内壁与第二模块化关节6一端的外壁固定连接，第二模块化关节6另一端的外壁与第三关节外壳7一端的内壁固定连接，第三模块化关节8一端的外壁与第三关节外壳7另一端的内壁固定连接，第三模块化关节8另一端的外壁与第四关节外壳9一端的内壁固定连接，第四关节外壳9的另一端与第二臂杆10的一端固定连接，第二臂杆10的另一端与第三臂杆11的一端固定连接，第三臂杆11的另一端与第五关节外壳14的一端固定连接，第五关节外壳14另一端的内壁与第五模块化关节15一端的外壁固定连接，第五模块化关节15另一端的外壁与第六关节外壳16一端的内壁固定连接，第六关节外壳16另一端的内壁与第四模块化关节13一端的外壁固定连接，第四模块化关节13的另一端与单自由度手爪4固定连接，第一模块化关节1、第二模块化关节6、第三模块化关节8、第四模块化关节13、第五模块化关节15和第六模块化关节19内分别设有模块化关节的导线通孔18，导线12设置在模块化关节的导线通孔18内，导线12的一端与单自由度手爪4相连接，导线12的另一端和第八关节外壳20的另一端分别与空间机器人相连接。本发明在发射到太空的过程中，可以折叠成紧凑的构型，工作时通过模块化关节的旋转运动，展开整个机械手完成需要的任务。机械手的六个模块化关节的中心设有大的中心孔，使得该机械手的导线可以从中心孔的中间通过，起到避免空间的强辐射、高温差环境对导线及其传输信号造成的破坏，消除机械手系统在工作过程中出现绕线的可能。另外，由于本发明的模块化关节的模块化程度高，可降低机械臂的开发周期，减少研发经费，改善系统的可维护性。

附图说明

图1是本发明的主剖视图，图2是本发明的侧视图，图3是本发明在发射到太空的过程中，可以折叠的整体结构示意图，图4是第一模块化关节1、第二模块化关节6、第三模块化关节8、第四模块化关节13、第五模块化关节15或第六模块化关节19的整体结构立体图，图5是模块化关节的整体结构主视剖面图，图6是关节机构主视剖面图，图7是电机装置的主视剖面图，图8是位置传感器的动子1-2-2的结构立体图，图9是位置传感器的定子1-2-1的结构立体图，图10是力矩传感器1-1的正面立体图，图11是力矩传感器1-1的背面立体图，图12是力矩传感器1-1的主视图。

具体实施方式

具体实施方式一：(参见图1～图3)本实施方式由第一模块化关节1、第二模块化关节6、第三模块化关节8、第四模块化关节13、第五模块化关节15、第六模块化关节19、单自由度手爪4、导线12、第一关节外壳2、第二关节外壳5、第三关节外壳7、第四关节外壳9、第五关节外壳14、第六关节外壳16、第七关节外壳17、第八关节外壳20、第一臂杆3、第二臂杆10和第三臂杆11组成；第六模块化关节19一端的外壁与第八关节外壳20一端的内壁固定连接，第六模块化关节19另一端的外壁与第七关节外壳17一端的外壁固定连接，第一模块化关节1一端的外壁与第七关节外壳17另一端的内壁固定连接，第一模块化关节1另一端的外壁与第一关节外壳2一端的内壁固定连接，第一关节外壳2的另一端与第一臂杆3的一端固定连接，第一臂杆3的另一端与第二关节外壳5的一端固定连接，第二关节外壳5另一端的内壁与第二模块化关节6一端的外壁固定连接，第二模块化关节6另一端的外壁与第三关节外壳7一端的内壁固定连接，第三模块化关节8一端的外壁与第三关节外壳7另一端的内壁固定连接，第三模块化关节8另一端的外壁与第四关节外壳9一端的内壁固定连接，第四关节外壳9的另一端与第二臂杆10的一端固定连接，第二臂杆10的另一端与第三臂杆11的一端固定连接，第三臂杆11的另一端与第五关节外壳14的一端固定连接，第五关节外壳14另一端的内壁与第五模块化关节15一端的外壁固定连接，第五模块化关节15另一端的外壁与第六关节外壳16一端的内壁固定连接，第六关节外壳16另一端的内壁与第四模块化关节13一端的外壁固定连接，第四模块化关节13的另一端与单自由度手爪4固定连接，第一模块化关节1、第二模块化关节6、第三模块化关节8、第四模块化关节13、第五模块化关节15和第六模块化关节19内分别设有模块化关节的导线通孔18，导线12设置在模块化关节的导线通孔18内，导线12的一端与单自由度手爪4相连接，导线12的另一端和第八关节外壳20的另一端分别与空间机器人相连接。

具体实施方式二：(参见图4～7)本实施方式的第一模块化关节1、第二模块化关节6、第三模块化关节8、第四模块化关节13、第五模块化关节15和第六模块化关节19分别由关节机构、电机装置和套筒31组成；所述的关节机构由力矩传感器1-1、位置传感器、谐波减速器、轴承1-4、轴承内环座1-5、轴承外环座1-6和连接法兰1-7组成，所述的谐波减速器由波发生器1-3-1、刚轮1-3-2和柔轮1-3-3组成，所述的电机装置由直流无刷电机、磁编码器2-2、驱动电路板2-3、控制电路板2-4、电源电路板2-5、接口电路板2-6、第一支架2-7、第二支架2-8、第三支架2-9和压环2-10组成，所述的直流无刷电机由电机轴2-1-1、电机外壳2-1-2、电机轴承2-1-3、端盖2-1-4、电机转子2-1-5和电机定子2-1-6组成；电机外壳2-1-2内固定装有电机定子2-1-6，电机定子2-1-6内装有电机转子2-1-5，电机转子2-1-5内装有电机轴2-1-1，端盖2-1-4与电机外壳2-1-2固定连接，电机轴2-1-1与电机外壳2-1-2之间及电机轴2-1-1与端盖2-1-4之间分别装有电机轴承2-1-3，电机轴2-1-1的一端固定装在波发生器1-3-1内，波发生器1-3-1装在柔轮1-3-3内，柔轮1-3-3的一端装在刚轮1-3-2内，刚轮1-3-2装在轴承内环座1-5内，刚轮1-3-2与电机外壳2-1-2的一端固定连接，连接法兰1-7与轴承内环座1-5固定连接，轴承内环座1-5与轴承外环座1-6之间装有轴承1-4，柔轮1-3-3的另一端与力矩传感器1-1固定连接，力矩传感器1-1与轴承外环座1-6固定连接，力矩传感器1-1与轴承内环座1-5之间装有位置传感器，电机轴2-1-1上装有磁编码器2-2，所述的套筒3穿过柔轮1-3-3和电机轴2-1-1的中心孔并与端盖2-1-4固定连接，电机外壳2-1-2的另一端与第一支架2-7之间装有驱动电路板2-3并通过第一螺钉2-11固定连接，第一支架2-7与第二支架2-8之间装有控制电路板2-4并通过第二螺钉2-12固定连接，第二支架2-8与第三支架2-9之间装有电源电路板2-5并通过第三螺钉2-13固定连接，第三支架2-9与压环2-10之间装有接口电路板2-6并通过第四螺钉2-14固定连接，所述的轴承内环座1-5、轴承外环座1-6、电机外壳2-1-2、端盖2-1-4和电机轴2-1-1均由钛合金材料制成。所述的驱动电路板2-3、控制电路板2-4、电源电路板2-5和接口电路板2-6上分别设有大中心孔，所述的第一支架2-7、第二支架2-8、第三支架2-9和压环2-10分别设有大中心内孔。采用上述结构，为了实现模块化关节的大中心孔走线设计，关节控制电路系统的所有电路板和支架均设计有一个大中心孔，压环2-10设计有一个大中心内孔，柔轮1-3-3和电机轴2-1-1具有较大的中心孔，这样可方便将内孔尺寸较大的套筒31装入到中心孔内，以便机械臂的电缆和电缆插座可以从该模块化关节中间通过。本实施方式中所采用的谐波减速器由Harmonic Drive(日本)生产制造，型号：HFUS-2A-20。

本实施方式中，轴承内环座1-5、轴承外环座1-6、电机外壳2-1-2、端盖2-1-4和电机轴2-1-1均由钛合金(TC4)材料制成。由于轴承1-4的材料为440C(不锈钢)与钛合金(TC4)的热膨胀系数相差很小，不至于由于轴承内环座1-5和轴承外环座1-6与轴承1-4的热膨胀系数相差太大而使轴承1-4卡死；同时也不至于由于电机外壳2-1-2、端盖2-1-4与电机轴承2-1-3的热膨胀系数相差太大而使电机轴承2-1-3卡死。

具体实施方式三：(参见图5)本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的电机装置还增加有数字霍尔传感器2-15；所述的数字霍尔传感器2-15装在电机外壳2-1-2内并与电机定子2-1-6固定连接。电机位置的冗余测量：可以分别通过数字霍尔传感器2-15与磁编码器2-2单独测量，这样可提高系统的可靠性，一个坏了，另一个可单独工作。

具体实施方式四：(参见图10～12)本实施方式的力矩传感器1-1由力矩输入盘1-1-1、力矩输出盘1-1-2、应变梁、应变片、四个传感器保护梁和四个保护垫块组成；所述的应变梁由沿力矩输入盘1-1-1圆周均布的第一应变梁1-1-3-1、第二应变梁1-1-3-2、第三应变梁1-1-3-3和第四应变梁1-1-3-4组成，第一应变梁1-1-3-1、第二应变梁1-1-3-2、第三应变梁1-1-3-3和第四应变梁1-1-3-4的两端分别与力矩输入盘1-1-1和力矩输出盘1-1-2制成一体，所述的应变片由分别粘贴在第一应变梁1-1-3-1上的第一应变片1-1-4-1和第二应变片1-1-4-2、粘贴在第二应变梁1-1-3-2上的第三应变片1-1-4-3和第四应变片1-1-4-4、粘贴在第三应变梁1-1-3-3上的第五应变片1-1-4-5和第六应变片1-1-4-6及粘贴在第四应变梁1-1-3-4上的第七应变片1-1-4-7和第八应变片1-1-4-8组成，由第一应变梁1-1-3-1上的第一应变片1-1-4-1和第二应变片1-1-4-2及第三应变梁1-1-3-3上的第五应变片1-1-4-5和第六应变片1-1-4-6构成第一全桥，由第二应变梁1-1-3-2上的第三应变片1-1-4-3和第四应变片1-1-4-4及第四应变梁1-1-3-4上的第七应变片1-1-4-7和第八应变片1-1-4-8构成第二全桥，第一全桥和第二全桥之间呈正交布置，力矩输入盘1-1-1与所述的柔轮1-3-3固定连接，力矩输出盘1-1-2与所述的轴承外环座1-6固定连接，四个传感器保护梁沿力矩输入盘1-1-1的圆周均布并与传感器应变梁交替分布，每个传感器保护梁1-1-5-1的里端与力矩输入盘1-1-1制成一体，每个传感器保护梁1-1-5-1的外端装在相对应的保护垫块1-1-6-1内并与保护垫块1-1-6-1一同装在所对应的力矩输出盘1-1-2的内缘槽内并通过螺栓1-1-7与内缘槽固定连接，每个传感器保护梁1-1-5-1的两侧面与内缘槽的两侧壁之间设有间隙L1，每个保护垫块1-1-6-1的两侧面与内缘槽的两侧壁之间设有缝隙L2。由波发生器1-3-1、刚轮1-3-2和柔轮1-3-3构成的谐波减速器在工作过程中，柔轮1-3-3与刚轮1-3-2的接触区域会发生变化。由于接触区域变化过程中接触力的变化和柔轮1-3-3变形产生的应力影响，关节每旋转一周，力矩传感器1-1测得的力矩也会产生一个较大的谐波，该谐波对力矩传感器1-1的信号产生重要的影响，使其不能很好的工作。为了克服上述关节工作过程中对力矩传感器1-1输出信号的影响，该力矩传感器1-1设计了八个横梁，其中四个应变梁用来粘贴应变片，另外四个保护梁用来保护力矩传感器1-1，使其避免由于过载而损坏。八个横梁均匀分布，应变梁和保护梁相互间隔90°交错分布。应变片采用全平面粘贴方法，便于粘贴，即力矩传感器1-1的四个应变梁上粘贴应变片的平面都在一个平面上。该力矩传感器1-1采用八个应变片组成两个全桥来测量传感器的输出，每一组全桥测得结果均带有谐波的关节力矩。全桥一测得关节力矩为T₁，全桥二测得关节力矩为T₂，

则实际力矩T为：T＝(T₁+T₂)/2

其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：(参见图9)本实施方式的每个传感器保护梁1-1-5-1的两侧面与内缘槽的两侧壁之间的间隙L1为0.025～0.03mm，每个保护垫块1-1-6-1的两侧面与内缘槽的两侧壁之间的缝隙L2为0.025～0.03mm。在关节工作过程中，有可能出现负载力矩过大的情况，这种情况可能会对力矩传感器1-1产生破坏，使其不能正常工作。而一般力矩传感器的过载保护功能都是比较复杂，本发明专利实现了力矩传感器的力矩检测与过载保护功能一体化的集成设计。经过分析，本力矩传感器1-1在满量程输出时，每个传感器保护梁1-1-5-1处的间隙L1变化为0.025mm，为了使力矩传感器1-1工作范围有一定的余量，设计间隙L1为0.03mm。由于0.03mm的间隙是很难加工的，因此采用修配的方式调整间隙L1达到要求。在装配该力矩传感器1-1时，通过修改每个保护垫块1-1-6-1的尺寸，使缝隙L2达到0.03mm，这样力矩传感器1-1在工作时，既有一定的工作余量，又可以避免力矩传感器1-1由于过载而损坏。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：(参见图5、图8、图9)本实施方式的位置传感器由定子1-2-1和动子1-2-2组成；所述的定子1-2-1和动子1-2-2相对放置，定子1-2-1与所述的力矩传感器1-1固定连接，动子1-2-2与所述的轴承内环座1-5固定连接，定子1-2-1面向动子1-2-2的一侧端面上设有导电环1-2-3和霍尔极限开关1-2-4，动子1-2-2面向定子1-2-1的一侧端面上设有磁钢1-2-5和电刷1-2-6，由电刷1-2-6和导电环1-2-3构成电位计，由磁钢1-2-5和霍尔极限开关1-2-4构成关节极限位置保护电子开关。为了提高控制的精度，位置传感器中采用了传统的电位计，利用电刷1-2-6在导电环1-2-3上面滑动来测量关节的旋转角度。当关节旋转到极限位置时，霍尔极限开关1-2-4检测到磁钢1-2-5产生的磁场所产生的关节极限位置信号，从而控制关节的运动范围，对关节起到了保护作用，避免由于机械碰撞造成关节损坏。由于空间机器人需要高的控制精度，因此本模块化关节位置传感器的设计采用了融合的方法。关节位置可以通过融合的方法得到：通过电位计与磁编码器2-2共同测量关节位置，即通过位置传感器的电位计测量关节的初始启动位置，启动后由磁编码器2-2检测得到关节位置(关节位置的冗余设计，当磁编码器2-2坏了后，关节位置可通过电位计单独测量，从而提高了系统的可靠性)。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

关节力矩的传递过程为：电机定子2-1-6固定装在电机外壳2-1-2上，通过电机转子2-1-5带动电机轴2-1-1相对电机定子2-1-6转动，通过电机轴2-1-1把力矩传递到波发生器1-3-1上，通过由波发生器1-3-1、刚轮1-3-2和柔轮1-3-3构成的谐波减速器的减速把力矩从波发生器1-3-1传递到柔轮1-3-3上，柔轮1-3-3再将力矩传递给力矩传感器1-1，力矩传感器1-1最后再将力矩传递到连接法兰1-7上，从而实现了整个关节的力矩输出。

Claims

1、一种可折叠空间机械手，它包含第一模块化关节(1)、第二模块化关节(6)、第三模块化关节(8)、第四模块化关节(13)、第五模块化关节(15)、第六模块化关节(19)、单自由度手爪(4)和导线(12)，其特征在于它还包含第一关节外壳(2)、第二关节外壳(5)、第三关节外壳(7)、第四关节外壳(9)、第五关节外壳(14)、第六关节外壳(16)、第七关节外壳(17)、第八关节外壳(20)、第一臂杆(3)、第二臂杆(10)和第三臂杆(11)；第六模块化关节(19)一端的外壁与第八关节外壳(20)一端的内壁固定连接，第六模块化关节(19)另一端的外壁与第七关节外壳(17)一端的外壁固定连接，第一模块化关节(1)一端的外壁与第七关节外壳(17)另一端的内壁固定连接，第一模块化关节(1)另一端的外壁与第一关节外壳(2)一端的内壁固定连接，第一关节外壳(2)的另一端与第一臂杆(3)的一端固定连接，第一臂杆(3)的另一端与第二关节外壳(5)的一端固定连接，第二关节外壳(5)另一端的内壁与第二模块化关节(6)一端的外壁固定连接，第二模块化关节(6)另一端的外壁与第三关节外壳(7)一端的内壁固定连接，第三模块化关节(8)一端的外壁与第三关节外壳(7)另一端的内壁固定连接，第三模块化关节(8)另一端的外壁与第四关节外壳(9)一端的内壁固定连接，第四关节外壳(9)的另一端与第二臂杆(10)的一端固定连接，第二臂杆(10)的另一端与第三臂杆(11)的一端固定连接，第三臂杆(11)的另一端与第五关节外壳(14)的一端固定连接，第五关节外壳(14)另一端的内壁与第五模块化关节(15)一端的外壁固定连接，第五模块化关节(15)另一端的外壁与第六关节外壳(16)一端的内壁固定连接，第六关节外壳(16)另一端的内壁与第四模块化关节(13)一端的外壁固定连接，第四模块化关节(13)的另一端与单自由度手爪(4)固定连接，第一模块化关节(1)、第二模块化关节(6)、第三模块化关节(8)、第四模块化关节(13)、第五模块化关节(15)和第六模块化关节(19)内分别设有模块化关节的导线通孔(18)，导线(12)设置在模块化关节的导线通孔(18)内，导线(12)的一端与单自由度手爪(4)相连接，导线(12)的另一端和第八关节外壳(20)的另一端分别与空间机器人相连接。

2、根据权利要求1所述的可折叠空间机械手，其特征在于第一模块化关节(1)、第二模块化关节(6)、第三模块化关节(8)、第四模块化关节(13)、第五模块化关节(15)和第六模块化关节(19)分别由关节机构、电机装置和套筒(31)组成；所述的关节机构由力矩传感器(1-1)、位置传感器、谐波减速器、轴承(1-4)、轴承内环座(1-5)、轴承外环座(1-6)和连接法兰(1-7)组成，所述的谐波减速器由波发生器(1-3-1)、刚轮(1-3-2)和柔轮(1-3-3)组成，所述的电机装置包括直流无刷电机、磁编码器(2-2)、驱动电路板(2-3)、控制电路板(2-4)、电源电路板(2-5)、接口电路板(2-6)、第一支架(2-7)、第二支架(2-8)、第三支架(2-9)和压环(2-10)；波发生器(1-3-1)固定装在直流无刷电机上，柔轮(1-3-3)装在波发生器(1-3-1)上，刚轮(1-3-2)装在柔轮(1-3-3)上，轴承内环座(1-5)装在刚轮(1-3-2)上，刚轮(1-3-2)与直流无刷电机固定连接，连接法兰(1-7)与轴承内环座(1-5)固定连接，轴承内环座(1-5)与轴承外环座(1-6)之间装有轴承(1-4)，柔轮(1-3-3)的另一端与力矩传感器(1-1)固定连接，力矩传感器(1-1)与轴承内环座(1-5)之间装有位置传感器，力矩传感器(1-1)与轴承外环座(1-6)固定连接，直流无刷电机上装有磁编码器(2-2)，所述的套筒(31)装在直流无刷电机内，直流无刷电机与第一支架(2-7)之间固定装有驱动电路板(2-3)，第一支架(2-7)与第二支架(2-8)之间固定装有控制电路板(2-4)，第二支架(2-8)与第三支架(2-9)之间固定装有电源电路板(2-5)，第三支架(2-9)与压环(2-10)之间固定装有接口电路板(2-6)。

3、根据权利要求2所述的可折叠空间机械手，其特征在于所述的力矩传感器(1-1)包括力矩输入盘(1-1-1)、力矩输出盘(1-1-2)、应变梁和应变片；所述的应变梁由沿力矩输入盘(1-1-1)圆周均布的第一应变梁(1-1-3-1)、第二应变梁(1-1-3-2)、第三应变梁(1-1-3-3)和第四应变梁(1-1-3-4)组成，第一应变梁(1-1-3-1)、第二应变梁(1-1-3-2)、第三应变梁(1-1-3-3)和第四应变梁(1-1-3-4)的两端分别与力矩输入盘(1-1-1)和力矩输出盘(1-1-2)制成一体，所述的应变片由分别粘贴在第一应变梁(1-1-3-1)上的第一应变片(1-1-4-1)和第二应变片(1-1-4-2)、粘贴在第二应变梁(1-1-3-2)上的第三应变片(1-1-4-3)和第四应变片(1-1-4-4)、粘贴在第三应变梁(1-1-3-3)上的第五应变片(1-1-4-5)和第六应变片(1-1-4-6)及粘贴在第四应变梁(1-1-3-4)上的第七应变片(1-1-4-7)和第八应变片(1-1-4-8)组成，由第一应变梁(1-1-3-1)上的第一应变片(1-1-4-1)和第二应变片(1-1-4-2)及第三应变梁(1-1-3-3)上的第五应变片(1-1-4-5)和第六应变片(1-1-4-6)构成第一全桥，由第二应变梁(1-1-3-2)上的第三应变片(1-1-4-3)和第四应变片(1-1-4-4)及第四应变梁(1-1-3-4)上的第七应变片(1-1-4-7)和第八应变片(1-1-4-8)构成第二全桥，第一全桥和第二全桥之间呈正交布置，力矩输入盘(1-1-1)与所述的柔轮(1-3-3)固定连接，力矩输出盘(1-1-2)与所述的轴承外环座(1-6)固定连接。

4、根据权利要求3所述的可折叠空间机械手，其特征在于所述的力矩传感器还包括四个传感器保护梁和四个保护垫；四个传感器保护梁沿力矩输入盘(1-1-1)的圆周均布并与传感器应变梁交替分布，每个传感器保护梁(1-1-5-1)的里端与力矩输入盘(1-1-1)制成一体，每个传感器保护梁(1-1-5-1)的外端装在相对应的保护垫块(1-1-6-1)内并与保护垫块(1-1-6-1)一同固定装在所对应的力矩输出盘(1-1-2)的内缘槽内，每个传感器保护梁(1-1-5-1)的两侧面与内缘槽的两侧壁之间设有间隙L1，每个保护垫块(1-1-6-1)的两侧面与内缘槽的两侧壁之间设有缝隙L2。

5、根据权利要求4所述的可折叠空间机械手，其特征在于所述的每个传感器保护梁(1-1-5-1)的两侧面与内缘槽的两侧壁之间的间隙L1为0.025～0.03mm。

6、根据权利要求4所述的可折叠空间机械手，其特征在于所述的每个保护垫块(1-1-6-1)的两侧面与内缘槽的两侧壁之间的缝隙L2为0.025～0.03mm。

7、根据权利要求2所述的可折叠空间机械手，其特征在于所述的位置传感器由定子(1-2-1)和动子(1-2-2)组成；所述的定子(1-2-1)和动子(1-2-2)相对放置，定子(1-2-1)与所述的力矩传感器(1-1)固定连接，动子(1-2-2)与所述的轴承内环座(1-5)固定连接，定子(1-2-1)面向动子(1-2-2)的一侧端面上设有导电环(1-2-3)和霍尔极限开关(1-2-4)，动子(1-2-2)面向定子(1-2-1)的一侧端面上设有磁钢(1-2-5)和电刷(1-2-6)，由电刷(1-2-6)和导电环(1-2-3)构成电位计，由磁钢(1-2-5)和霍尔极限开关(1-2-4)构成关节极限位置保护电子开关。

8、根据权利要求2所述的可折叠空间机械手，其特征在于直流无刷电机由电机轴(2-1-1)、电机外壳(2-1-2)、电机轴承(2-1-3)、端盖(2-1-4)、电机转子(2-1-5)和电机定子(2-1-6)组成；所述的电机外壳(2-1-2)内固定装有电机定子(2-1-6)，电机定子(2-1-6)内装有电机转子(2-1-5)，电机转子(2-1-5)内装有电机轴(2-1-1)，电机轴(2-1-1)上的一端固定装有所述的波发生器(1-3-1)，端盖(2-1-4)与电机外壳(2-1-2)固定连接，电机外壳(2-1-2)内的电机轴(2-1-1)上装有所述的磁编码器(2-2)，电机外壳(2-1-2)的一端与所述的刚轮(1-3-2)固定连接，电机外壳(2-1-2)的另一端与所述的第一支架(2-7)之间固定装有驱动电路板(2-3)，电机轴(2-1-1)与电机外壳(2-1-2)之间及电机轴(2-1-1)与端盖(2-1-4)之间分别装有电机轴承(2-1-3)，所述的套筒(3)装在电机轴(2-1-1)内并与端盖(2-1-4)固定连接。

9、根据权利要求2所述的可折叠空间机械手，其特征在于所述的电机装置还包括数字霍尔传感器(2-15)；所述的数字霍尔传感器(2-15)装在电机外壳(2-1-2)内并与电机定子(2-1-6)固定连接。

10、根据权利要求2所述的可折叠空间机械手，其特征在于所述的轴承内环座(1-5)和轴承外环座(1-6)均由钛合金材料制成。