CN105659725B - 一种小型空间机械臂 - Google Patents
一种小型空间机械臂Info
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Abstract
本发明属于一种机械臂，具体公开一种小型空间机械臂，它包括臂和关节，其中，肩偏航关节的一端通过肩部连接件与肩俯仰关节的一端连接，肩俯仰关节的另一端通过大臂与肘俯仰关节，肘俯仰关节的另一端通过肘部连接件与小臂的一端连接，小臂的另一端与腕俯仰关节的一端连接，腕俯仰关节的另一端与腕偏航关节的一端连接，腕偏航关节的另一端通过腕部连接件与腕回转关节的一端连接，腕回转关节的另一端与负载连接件的一端连接，负载连接件的另一端与负载连接。本发明的机械臂结构简单、各关节的导线数量少，压紧释放机构简单。<pb pnum="1" />
Description
技术领域
本发明属于一种机械臂，具体涉及一种适于安装在航天器外部的小型空间机械臂，
背景技术
在空间站上安装机械臂以辅助其末端的摄像机或执行器实现对空间站外部附件的监视或操作已经成为未来空间技术发展的一个重要趋势。通过机械臂的辅助运动功能，能够在航天员不出舱的情况下完成对空间站舱壁及外部设备的检查和维护，大大降低了空间站的运行成本。现有空间机械臂包括国际空间站上的三个机械臂，即空间站遥控机械臂系统SSRMS、欧洲机械臂ERA和日本舱遥控机械臂系统JEMRMS，这三个机械臂均为大型机械臂，展开长度在10m以上，通过航天飞机运送到空间站上进行在轨安装和固定；小型机械臂包括空间站遥控机械臂系统SSRMS前端携带的特殊用途灵巧手SPDM、日本舱遥控机械臂系统JEMRMS上的小型臂SFA、德宇航的机器人试验ROTEX以及日本工程技术卫星ETS-VII卫星上的机械臂。以上机械臂构型复杂，具有大量过关节走线，压紧释放机构复杂，需通过宇航员实现在轨解锁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型空间机械臂，该机械臂结构简单、各关节的导线数量少，压紧释放机构简单。
实现本发明目的的技术方案：一种小型空间机械臂，它包括臂和关节，其中，肩偏航关节的一端通过肩部连接件与肩俯仰关节的一端连接，肩偏航关节的转动轴线X1与肩俯仰关节的转动轴线X2垂直相交，肩俯仰关节的另一端通过大臂与肘俯仰关节的一端连接，肩俯仰关节的转动轴线X2与肘俯仰关节的转动轴线X3相平行，肘俯仰关节的另一端通过肘部连接件与小臂的一端连接，小臂的另一端与腕俯仰关节的一端连接，肘俯仰关节的转动轴线X3与腕俯仰关节的转动轴线X4相平行，腕俯仰关节的另一端与腕偏航关节的一端连接，腕俯仰关节的转动轴线X4与腕偏航关节的转动轴线X5垂直相交，腕偏航关节的另一端通过腕部连接件与腕回转关节的一端连接，腕偏航关节的转动轴线X5与腕回转关节的转动轴线X6垂直相交，腕回转关节的另一端与负载连接件的一端连接，负载连接件的另一端与负载连接。
所述的肩俯仰关节与航天器外壁之间通过肩俯仰关节压紧释放装置固定连接，肘俯仰关节与航天器外壁之间通过肘俯仰关节压紧释放装置固定连接，腕俯仰关节与航天器外壁之间通过腕俯仰关节压紧释放装置固定连接，腕偏航关节与航天器外壁之间通过腕偏航关节压紧释放装置固定连接，负载连接件与航天器外壁之间通过腕回转关节压紧释放装置固定连接，肘部连接件与航天器外壁之间设有肘部支撑装置，负载与航天器外壁之间设有负载支撑装置。
所述的肩偏航关节包括肩偏航驱动组件和肩偏航关节控制器，肩偏航关节控制器套在肩偏航驱动组件外、且两者固定连接，肩部连接件为L形板，肩偏航驱动组件的输出轴与肩部连接件的长板端部固定连接，且肩偏航驱动组件的输出轴的轴线垂直于L形板状肩部连接件长板所在的平面，肩部连接件能够绕肩偏航驱动组件的输出轴的轴线X1转动，肩部连接件的短板底部与肩俯仰关节的一端连接；肩偏航驱动组件的外壁固定在底座上。
所述的肩俯仰关节包括肩俯仰驱动组件和肩俯仰关节控制器，肩俯仰关节控制器一端套在肩俯仰驱动组件外、且两者固定连接，肩俯仰驱动组件的输出轴与肩部连接件的短板底部固定连接，且肩俯仰驱动组件的输出轴垂直于肩部连接件的短板所在的平面，肩部连接件能够绕肩俯仰驱动组件的输出轴的轴线X2转动，肩俯仰关节控制器的另一端底部与大臂的一端连接，大臂的另一端与肘俯仰关节的一端连接；肩俯仰关节控制器与航天器外壁之间通过肩俯仰关节压紧释放装置固定连接。
所述的肘俯仰关节包括肘俯仰驱动组件和肘俯仰关节控制器，肘俯仰关节控制器一端与大臂连接，肘俯仰关节控制器一端的另一端套在肘俯仰驱动组件外、且两者固定连接，肘俯仰驱动组件的输出轴与肘部连接件连接，肘部连接件为L形板，肘俯仰驱动组件的输出轴L形板肘部连接件的一侧板固定连接、且肘俯仰驱动组件的输出轴垂直于该侧板所在的平面，肘部连接件能够绕肘俯仰驱动组件的输出轴的轴线X3转动，肘部连接件的另一侧板与小臂的一端连接，小臂的另一端与腕俯仰关节的一端连接；肘俯仰驱动组件与航天器外壁之间通过肘俯仰关节压紧释放装置固定连接。
所述的腕俯仰关节包括腕俯仰驱动组件和腕俯仰关节控制器，腕俯仰关节控制器的一端与小臂连接，腕俯仰关节控制器的另一端套在腕俯仰驱动组件外、且两者固定连接，腕俯仰驱动组件的输出轴与腕偏航关节连接，腕偏航关节能够绕腕俯仰驱动组件的输出轴的轴线X4转动；腕俯仰驱动组件与航天器外壁之间通过腕俯仰关节压紧释放装置固定连接。
所述的腕偏航关节包括腕偏航驱动组件和腕偏航关节控制器，腕偏航关节控制器套在腕偏航驱动组件外、且两者固定连接，腕偏航驱动组件的输出轴与腕俯仰驱动组件的输出轴固定连接、两者轴线互相垂直，腕偏航驱动组件的顶部与腕部连接件的一端连接，腕部连接件为L形板，腕偏航驱动组件的顶部与L形板状腕部连接件的长板端部固定连接，且腕偏航驱动组件的输出轴的轴线垂直于L形板状腕部连接件的长板所在的平面，腕部连接件能够绕腕偏航驱动组件的输出轴的轴线X5转动，腕部连接件的短板底部与腕回转关节的一端连接；腕偏航关节控制器与航天器外壁之间通过腕偏航关节压紧释放装置固定连接。
所述的腕回转关节包括腕回转驱动组件和腕回转关节控制器，腕回转关节控制器套在腕回转驱动组件外、且两者固定连接，负载连接件的一端固定在腕回转关节控制器上，负载连接件的另一端与负载固定连接，腕回转关节控制器能够随腕回转驱动组件的的输出轴沿其轴线X6转动，从而带动负载连接件和负载绕驱动组件的输出轴轴线X6转动。
所述的肩偏航关节的另一端通过电缆与舱内控制器连接，肩偏航关节、肩俯仰关节、肘俯仰关节、腕俯仰关节、腕偏航关节、腕回转关节和负载之间通过电缆连接。
本发明的有益技术效果：通过将机械臂的构型设计为肩俯仰、肘俯仰和腕俯仰等三个关节的轴线平行，并且腕俯仰、腕偏航和腕回转三个关节的轴线相交于一点，该交点与肩偏航关节轴线构成的平面垂直于三个俯仰关节轴线，此构型能够保证机械臂的运动学逆解具有非常简单的解析解，简化了机械臂的运动规划算法，易于编程实现，并提高了求解计算速度。在关节设计中，将驱动组件和关节控制器相邻布置，从而减少了通过各关节的导线数量，降低了电缆管理的难度。在压紧释放机构中，使用五个压紧释放装置和两个支撑装置，其中压紧释放装置配置在各个集中质量处，承受集中质量的惯性载荷，保证机械臂在惯性载荷作用下不发生破坏；支撑装置对部分集中质量形成支撑，以提高收拢压紧状态机械臂的基频，进一步改善机械臂在发射时的力学环境；整个压紧释放机构通过以支撑装置取代部分压紧释放装置，减少火工品的数量，降低解锁冲击载荷，提高系统的可靠性。。
附图说明
图1是本发明所提供的一种小型空间机械臂处于收拢压紧状态时的二维结构示意图；
图2是本发明所提供的一种小型空间机械臂处于收拢压紧状态时的立体结构示意图；
图3是本发明所提供的一种小型空间机械臂处于展开状态时的立体结构示意图。
图中：1.舱内控制器，2.肩偏航关节，3.肩偏航驱动组件，4.肩偏航关节控制器，5.肩俯仰关节，6.肩俯仰驱动组，7.肩俯仰关节控制器，8.肘俯仰关节，9.肘俯仰驱动组件，10.肘俯仰关节控制器；11.腕俯仰关节，12.腕俯仰驱动组件，13.腕俯仰关节控制器，14.腕偏航关节，15.包括腕偏航驱动组件，16.腕偏航关节控制器，17.腕回转关节，18.腕回转驱动组件，19.腕回转关节控制器，20.底座，21.肩部连接件，22.大臂，23.肘部连接件，24.小臂，25.腕部连接件，26.负载连接件，27.负载，28.肩俯仰关节压紧释放装置，29.肘俯仰关节压紧释放装置，30.腕俯仰关节压紧释放装置，31.腕偏航关节压紧释放装置，32.腕回转关节压紧释放装置，33.肘部支撑装置，34.负载支撑装置，35、电缆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所提供的一种小型空间机械臂作进一步详细说明。
如图1、图2和图3所示，一种小型空间机械臂，它包括舱内控制器1和外部执行机构，外部执行机构包括肩偏航关节2、肩部连接件21、肩俯仰关节5、大臂22、肘俯仰关节8、小臂24、腕俯仰关节11、腕偏航关节14、腕部连接件25、腕回转关节17、负载连接件26、负载27、肩俯仰关节压紧释放装置28、肘俯仰关节压紧释放装置29、腕俯仰关节压紧释放装置30、腕偏航关节压紧释放装置31、腕回转关节压紧释放装置32、肘部支撑装置33和负载支撑装置34。肩偏航关节2的一端通过肩部连接件21与肩俯仰关节5的一端连接，偏航关节2的转动轴线X1与肩俯仰关节5的转动轴线X2垂直相交，肩俯仰关节5的另一端通过大臂22与肘俯仰关节8的一端连接，肩俯仰关节5的转动轴线X2与肘俯仰关节8的转动轴线X3相平行，肘俯仰关节8的另一端通过肘部连接件23与小臂24的一端连接，小臂24的另一端与腕俯仰关节11的一端连接，肘俯仰关节8的转动轴线X3与腕俯仰关节11的转动轴线X4相平行，腕俯仰关节11的另一端与腕偏航关节14的一端连接，腕俯仰关节11的转动轴线X4与腕偏航关节14的转动轴线X5垂直相交，腕偏航关节14的另一端通过腕部连接件25与腕回转关节17的一端连接，腕偏航关节14的转动轴线X5与腕回转关节17的转动轴线X6垂直相交，腕回转关节17的另一端与负载连接件26的一端连接，负载连接件26的另一端与负载27连接。
如图1和图2所示，肩偏航关节2与舱内控制器1通过电缆连接。肩偏航关节2包括肩偏航驱动组件3和肩偏航关节控制器4，肩偏航关节控制器4套在肩偏航驱动组件3外、且两者通过螺钉连接，肩部连接件21为L形板，肩偏航驱动组件3的输出轴与肩部连接件21的长板端部通过螺钉连接，且肩偏航驱动组件3的输出轴的轴线垂直于L形板状肩部连接件21长板所在的平面，肩部连接件21能够绕肩偏航驱动组件3的输出轴的轴线X1转动，肩部连接件21的短板底部与肩俯仰关节5的一端通过螺钉连接；肩偏航驱动组件3的外壁通过螺钉固定在底座20顶部上，底座20底部放置在航天器外壁上。
肩俯仰关节5包括肩俯仰驱动组件6和肩俯仰关节控制器7，肩俯仰关节控制器7一端套在肩俯仰驱动组件6外、且两者通过螺钉固定连接，肩俯仰驱动组件6的输出轴与肩部连接件21的短板底部通过螺钉固定连接，且肩俯仰驱动组件6的输出轴垂直于肩部连接件21的短板所在的平面，肩部连接件21能够绕肩俯仰驱动组件6的输出轴的轴线X2转动，肩俯仰关节控制器7的另一端底部与大臂22的一端通过螺钉连接，大臂22的另一端与肘俯仰关节8的一端通过螺钉连接；肩俯仰关节控制器7与航天器外壁之间通过肩俯仰关节压紧释放装置28固定连接。肩俯仰关节控制器7底部与肩俯仰关节压紧释放装置28顶部之间通过螺钉固定连接，肩俯仰关节压紧释放装置28底部与航天器外壁之间通过螺钉固定连接。
肘俯仰关节8包括肘俯仰驱动组件9和肘俯仰关节控制器10，肘俯仰关节控制器10一端与大臂22通过螺钉连接，肘俯仰关节控制器10一端的另一端套在肘俯仰驱动组件9外、且两者通过螺钉固定连接，肘俯仰驱动组件9的输出轴与肘部连接件23通过螺钉连接，肘部连接件23为L形板，肘俯仰驱动组件9的输出轴L形板肘部连接件23的一侧板通过螺钉固定连接、且肘俯仰驱动组件9的输出轴垂直于该侧板所在的平面，肘部连接件23能够绕肘俯仰驱动组件9的输出轴的轴线X3转动，肘部连接件23的另一侧板与小臂24的一端通过螺钉连接，小臂24的另一端与腕俯仰关节11的一端通过螺钉连接；肘俯仰驱动组件9与航天器外壁之间通过肘俯仰关节压紧释放装置29固定连接。肘俯仰驱动组件9底部通过与肘俯仰关节压紧释放装置29顶部通过螺钉连接，肘俯仰关节压紧释放装置29底部与航天器外壁之间通过螺钉连接。
腕俯仰关节11包括腕俯仰驱动组件12和腕俯仰关节控制器13，腕俯仰关节控制器13的一端与小臂24通过螺钉连接，腕俯仰关节控制器13的另一端套在腕俯仰驱动组件12外、且两者通过螺钉固定连接，腕俯仰驱动组件12的输出轴与腕偏航关节14通过螺钉连接，腕偏航关节14能够绕腕俯仰驱动组件12的输出轴的轴线X4转动；腕俯仰驱动组件12与航天器外壁之间通过腕俯仰关节压紧释放装置30固定连接。腕俯仰驱动组件12底部与腕俯仰关节压紧释放装置30顶部过螺钉固定连接，腕俯仰关节压紧释放装置30顶部与航天器外壁之间通过螺钉固定连接。肘部连接件23侧壁底部与航天器外壁之间设有肘部支撑装置33。肘部连接件23侧壁底部压在肘部支撑装置33顶部，形成接触配合，实现对机械臂的支撑，肘部支撑装置33底部与航天器外壁之间通过螺钉固定连接。
腕偏航关节14包括腕偏航驱动组件15和腕偏航关节控制器16，腕偏航关节控制器16套在腕偏航驱动组件15外、且两者通过螺钉固定连接，腕偏航驱动组件15的输出轴与腕俯仰驱动组件12的输出轴通过螺钉固定连接、两者轴线互相垂直，腕偏航驱动组件15的顶部与腕部连接件25的一端通过螺钉连接，腕部连接件25为L形板，腕偏航驱动组件15的顶部与L形板状腕部连接件25的长板端部通过螺钉固定连接，且腕偏航驱动组件15的输出轴的轴线垂直于L形板状腕部连接件25的长板所在的平面，腕部连接件25能够绕腕偏航驱动组件15的输出轴的轴线X5转动，腕部连接件25的短板底部与腕回转关节17的一端通过螺钉连接；腕偏航关节控制器16与航天器外壁之间通过腕偏航关节压紧释放装置31固定连接。腕偏航关节控制器16底部与腕偏航关节压紧释放装置31顶部通过螺钉连接，腕偏航关节压紧释放装置31底部与航天器外壁之间通过螺钉固定连接。
腕回转关节17包括腕回转驱动组件18和腕回转关节控制器19，腕回转关节控制器19套在腕回转驱动组件18外、且两者通过螺钉固定连接，负载连接件26的一端通过螺钉固定在腕回转关节控制器19上，负载连接件26的另一端与负载27通过螺钉固定连接，腕回转关节控制器19能够随腕回转驱动组件18的的输出轴沿其轴线X6转动，从而带动负载连接件26和负载27绕驱动组件18的输出轴轴线X6转动。负载27与航天器外壁之间设有负载支撑装置34。负载27侧壁底部压在负载支撑装置34顶部上，，形成接触配合，实现对机械臂的支撑，负载支撑装置34底部与航天器外壁之间通过螺钉固定连接。
肩偏航关节2、肩部连接件21、肩俯仰关节5、大臂22、肘俯仰关节8、小臂24、腕俯仰关节11、腕偏航关节14、腕部连接件25、腕回转关节17、负载连接件26和负载27依次连接，每个关节提供1个转动自由度，形成一个串连的6自由度机构。
驱动组件3、6、9、12、15、18可以采用现有技术中的驱动装置。关节控制器4、7、10、13、16、19可以现有技术中装置。压紧释放装置28、29、30、31、32可以现有技术中装置。两个支撑装置33、34可以现有技术中装置。
如图1所示，驱动组件3、6、9、12、15、18与其对应的关节控制器4、7、10、13、16、19之间配置有大量的电缆。通过将关节控制器4、7、10、13、16、19紧邻驱动组件3、6、9、12、15、18布置，使得电缆的长度大为缩短。机械臂还提供从机械臂根部依次经过肩偏航关节2、肩俯仰关节5、肘俯仰关节8、腕俯仰关节11、腕偏航关节14和腕回转关节17到机械臂末端负载27的电缆35，用于向各关节的关节控制器4、7、10、13、16、19以及负载27供电和通信。与电缆35相比，驱动组件与紧邻的驱动组件之间的电缆的导线数量大幅减少，因而使得通过各关节的导线数量减少，降低了电缆管理的难度。
如图1、和图2所示的小型空间机械臂系统的压紧释放机构的配置方式，压紧释放机构包括五个压紧释放装置28、29、30、31、32和两个支撑装置33、34。五个压紧释放装置的配置原则是：在机械臂上质量集中部位设置压紧点，以承受集中质量的惯性载荷，故压紧释放装置分别为肩俯仰关节压紧释放装置28、肘俯仰关节压紧释放装置29、腕俯仰关节压紧释放装置30、腕偏航关节压紧释放装置31和腕回转关节压紧释放装置24。支撑装置的配置原则是：与压紧装置配合使用，提高机械臂局部部位的刚度，改善机械臂的受力状况，故支撑装置分别为肘部支撑装置33和负载支撑装置34。通过以上配置，肩俯仰关节5、肘俯仰关节8、腕俯仰关节11、腕偏航关节14和腕回转关节17处的集中质量产生的惯性载荷分别由压紧释放装置28、29、30、31、32承受，保证机械臂在发射段不会收到破坏，同时通过肘部支撑装置33和负载支撑装置34，分别提高了肘俯仰关节8和负载27处的局部刚度，使得这两处的振动频率得以增加，从而改善了其在发射段的受力状况。
如图2所示，机械臂系统在发射时处于收拢压紧状态，在该状态下，机械臂通过压紧释放机构压紧在航天器例如卫星/飞船的外壁上。卫星/飞船入轨后，火工切割器将压紧释放装置28、29、30、31、32的压紧杆切断，使得压紧释放装置28、29、30、31、32顶部与航天器外壁分离，从而允许该机械臂运动。舱内控制器1发出的指令分别进入关节控制器4、7、10、13、16、19，使得关节控制器4、7、10、13、16、19控制相应的驱动组件3、6、9、12、15、18绕轴线X1、X2、X3、X4、X5、X6转动，实现关节2、5、8、11、14、17的转动，从而导致整个机械臂运动。
如图2所示，肩偏航关节2、肩俯仰关节5、肘俯仰关节8、腕俯仰关节11、腕偏航关节14和腕回转关节17的转动轴线分别为X1、X2、X3、X4、X5和X6。其中，轴线X2、X3和X4相互平行，轴线X4、X5和X6交于一点A1，并且交点A1与轴线X1确定的平面与轴线X2、X3和X4垂直。该结构不仅保证机械臂的运动学逆解具有解析解，而且该解析解特别简单，从而大大简化了机械臂的运动规划算法，易于编程实现，并提高了求解计算速度。机械臂入轨解锁释放后，通过六个关节的转动，可以实现末端负载27在工作空间内的任意位置和姿态，机械臂的一种展开状态如图3所示。
Claims (9)
1.一种小型空间机械臂，它包括臂和关节，其特征在于：肩偏航关节(2)的一端通过肩部连接件(21)与肩俯仰关节(5)的一端连接，肩偏航关节(2)的转动轴线X1与肩俯仰关节(5)的转动轴线X2垂直相交，肩俯仰关节(5)的另一端通过大臂(22)与肘俯仰关节(8)的一端连接，肩俯仰关节(5)的转动轴线X2与肘俯仰关节(8)的转动轴线X3相平行，肘俯仰关节(8)的另一端通过肘部连接件(23)与小臂(24)的一端连接，小臂(24)的另一端与腕俯仰关节(11)的一端连接，肘俯仰关节(8)的转动轴线X3与腕俯仰关节(11)的转动轴线X4相平行，腕俯仰关节(11)的另一端与腕偏航关节(14)的一端连接，腕俯仰关节(11)的转动轴线X4与腕偏航关节(14)的转动轴线X5垂直相交，腕偏航关节(14)的另一端通过腕部连接件(25)与腕回转关节(17)的一端连接，腕偏航关节(14)的转动轴线X5与腕回转关节(17)的转动轴线X6垂直相交，腕回转关节(17)的另一端与负载连接件(26)的一端连接，负载连接件(26)的另一端与负载(27)连接。
2.根据权利要求1所述的一种小型空间机械臂，其特征在于：所述的肩俯仰关节(5)与航天器外壁之间通过肩俯仰关节压紧释放装置(28)固定连接，肘俯仰关节(8)与航天器外壁之间通过肘俯仰关节压紧释放装置(29)固定连接，腕俯仰关节(11)与航天器外壁之间通过腕俯仰关节压紧释放装置(30)固定连接，腕偏航关节(14)与航天器外壁之间通过腕偏航关节压紧释放装置(31)固定连接，负载连接件(26)与航天器外壁之间通过腕回转关节压紧释放装置(32)固定连接，肘部连接件(23)与航天器外壁之间设有肘部支撑装置(33)，负载(27)与航天器外壁之间设有负载支撑装置(34)。
3.根据权利要求2所述的一种小型空间机械臂，其特征在于：所述的肩偏航关节(2)包括肩偏航驱动组件(3)和肩偏航关节控制器(4)，肩偏航关节控制器(4)套在肩偏航驱动组件(3)外、且两者固定连接，肩部连接件(21)为L形板，肩偏航驱动组件(3)的输出轴与肩部连接件(21)的长板端部固定连接，且肩偏航驱动组件(3)的输出轴的轴线垂直于L形板状肩部连接件(21)长板所在的平面，肩部连接件(21)能够绕肩偏航驱动组件(3)的输出轴的轴线X1转动，肩部连接件(21)的短板底部与肩俯仰关节(5)的一端连接；肩偏航驱动组件(3)的外壁固定在底座(20)上。
4.根据权利要求3所述的一种小型空间机械臂，其特征在于：所述的肩俯仰关节(5)包括肩俯仰驱动组件(6)和肩俯仰关节控制器(7)，肩俯仰关节控制器(7)一端套在肩俯仰驱动组件(6)外、且两者固定连接，肩俯仰驱动组件(6)的输出轴与肩部连接件(21)的短板底部固定连接，且肩俯仰驱动组件(6)的输出轴垂直于肩部连接件(21)的短板所在的平面，肩部连接件(21)能够绕肩俯仰驱动组件(6)的输出轴的轴线X2转动，肩俯仰关节控制器(7)的另一端底部与大臂(22)的一端连接，大臂(22)的另一端与肘俯仰关节(8)的一端连接；肩俯仰关节控制器(7)与航天器外壁之间通过肩俯仰关节压紧释放装置(28)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种小型空间机械臂，其特征在于：所述的肘俯仰关节(8)包括肘俯仰驱动组件(9)和肘俯仰关节控制器(10)，肘俯仰关节控制器(10)一端与大臂(22)连接，肘俯仰关节控制器(10)一端的另一端套在肘俯仰驱动组件(9)外、且两者固定连接，肘俯仰驱动组件(9)的输出轴与肘部连接件(23)连接，肘部连接件(23)为L形板，肘俯仰驱动组件(9)的输出轴L形板肘部连接件(23)的一侧板固定连接、且肘俯仰驱动组件(9)的输出轴垂直于该侧板所在的平面，肘部连接件(23)能够绕肘俯仰驱动组件(9)的输出轴的轴线X3转动，肘部连接件(23)的另一侧板与小臂(24)的一端连接，小臂(24)的另一端与腕俯仰关节(11)的一端连接；肘俯仰驱动组件(9)与航天器外壁之间通过肘俯仰关节压紧释放装置(29)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种小型空间机械臂，其特征在于：所述的腕俯仰关节(11)包括腕俯仰驱动组件(12)和腕俯仰关节控制器(13)，腕俯仰关节控制器(13)的一端与小臂(24)连接，腕俯仰关节控制器(13)的另一端套在腕俯仰驱动组件(12)外、且两者固定连接，腕俯仰驱动组件(12)的输出轴与腕偏航关节(14)连接，腕偏航关节(14)能够绕腕俯仰驱动组件(12)的输出轴的轴线X4转动；腕俯仰驱动组件(12)与航天器外壁之间通过腕俯仰关节压紧释放装置(30)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种小型空间机械臂，其特征在于：所述的腕偏航关节(14)包括腕偏航驱动组件(15)和腕偏航关节控制器(16)，腕偏航关节控制器(16)套在腕偏航驱动组件(15)外、且两者固定连接，腕偏航驱动组件(15)的输出轴与腕俯仰驱动组件(12)的输出轴固定连接、两者轴线互相垂直，腕偏航驱动组件(15)的顶部与腕部连接件(25)的一端连接，腕部连接件(25)为L形板，腕偏航驱动组件(15)的顶部与L形板状腕部连接件(25)的长板端部固定连接，且腕偏航驱动组件(15)的输出轴的轴线垂直于L形板状腕部连接件(25)的长板所在的平面，腕部连接件(25)能够绕腕偏航驱动组件(15)的输出轴的轴线X5转动，腕部连接件(25)的短板底部与腕回转关节(17)的一端连接；腕偏航关节控制器(16)与航天器外壁之间通过腕偏航关节压紧释放装置(31)固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种小型空间机械臂，其特征在于：所述的腕回转关节(17)包括腕回转驱动组件(18)和腕回转关节控制器(19)，腕回转关节控制器(19)套在腕回转驱动组件(18)外、且两者固定连接，负载连接件(26)的一端固定在腕回转关节控制器(19)上，负载连接件(26)的另一端与负载(27)固定连接，腕回转关节控制器(19)能够随腕回转驱动组件(18)的的输出轴沿其轴线X6转动，从而带动负载连接件(26)和负载(27)绕驱动组件(18)的输出轴轴线X6转动。
9.根据权利要求1所述的一种小型空间机械臂，其特征在于：所述的肩偏航关节(2)的另一端通过电缆与舱内控制器(1)连接，肩偏航关节(2)、肩俯仰关节(5)、肘俯仰关节(8)、腕俯仰关节(11)、腕偏航关节(14)、腕回转关节(17)和负载(27)之间通过电缆(35)连接。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105659725B true CN105659725B (zh) | 2013-04-03 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107322590A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-11-07 | 山东建筑大学 | 多自由度液压机械臂 |
| CN108613831A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-10-02 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种月球表面采样机械臂 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107322590A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-11-07 | 山东建筑大学 | 多自由度液压机械臂 |
| CN107322590B (zh) * | 2017-04-27 | 2019-10-18 | 山东建筑大学 | 多自由度液压机械臂 |
| CN108613831A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-10-02 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种月球表面采样机械臂 |
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