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专利号: 2020102207878
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 飞行器;航空;宇宙航行
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种太空垃圾捕捉混联机器人,包括腕机构、爪机构、钻机构、折展机构、肩机构,其特征在于:所述腕机构包括箱体(1)、外套(2)、三个相同的长驱动杆(3)和约束分支;所述箱体(1)由空腔圆柱与矩形套构成一体,箱体(1)的左端板设有同轴凹球面通孔,左端板内侧设有三个圆周均布的铰支座,矩形套的上、下边上设有相互平行的三个通孔和垂直下销孔;

所述约束分支包括心轴(4)和内套(5);所述外套(2)沿轴向依次设有同轴小圆盘、球面体、圆柱、大圆盘和中心通孔,小圆盘上设有三个圆周均布的切圆周孔,圆柱侧面设有长开孔,大圆盘上设有平行轴线的上、下通孔;所述内套(5)沿轴向依次设有同轴圆盘、圆柱、凸台、中心通孔,圆盘上设有3个圆周均布相切圆周的通孔,凸台上设有平行轴线的偏心螺纹通孔;所述外套(2)的凸球面与所述箱体(1)的凹球面通孔球副联接;所述内套(5)的圆柱与所述外套(2)的中心通孔圆柱副联接,内套(5)的凸台设在外套(2)圆柱的长孔内;所述3个长驱动杆(3)设在所述箱体(1)内、相对外套(2)圆周均布,长驱动杆两端与箱体(1)左端板和外套的大圆盘球副联接;

所述爪机构包括外套(2)、内套(5)、内套电机(6)、爪杆(7)和弹簧杆组;所述弹簧杆组包括活塞杆(8),缸杆(9)和小弹簧(10);所述缸杆(9)一端设有正交轴线的销孔,另一端设有同轴小孔和大孔腔;所述活塞杆(8)两端设有正交轴线的销孔和同轴圆台,所述小弹簧(10)和所述活塞杆(8)的圆台设在所述缸杆的大孔腔内,小弹簧(10)两端抵在大孔腔闭口端和活塞杆(8)圆台上,活塞杆(8)圆台环面与缸杆(9)小孔内环面接触;所述爪杆(7)的一端和中部设有相互平行的销孔;所述内套电机(6)与所述外套(2)的大圆盘固连,内套电机(6)的驱动轴穿过外套(2)的大圆盘上偏心通孔、与所述内套(5)的凸台螺纹通孔螺旋联接;

所述缸杆(9)的销孔与所述外套(2)的小圆盘销孔转动副联接,所述活塞杆(8)与所述爪杆(7)中部转动副联接,所述内套(5)的圆盘销孔与所述爪杆(7)一端销孔转动副联接;

所述钻机构包括外套(2)、心轴(4)、支板(11)、支板电机(12)、心轴电机(13)和铰刀(14);所述支板(11)设有相互平行的通孔和螺纹通孔,所述支板电机(12)与所述外套(2)的大圆盘固连,其驱动轴穿过外套(2)的大圆盘下通孔与支板(11)螺旋传动联接;所述心轴电机(13)与所述支板(11)固连,其驱动轴穿过支板(11)的通孔与所述心轴(4)一端同轴键连接;心轴(4)与所述内套(5)的中心通孔圆柱副联接,心轴(4)的另一端与所述铰刀(14)固连;

所述肩机构包括机座(15)、动台(16)和三个相同的短驱动杆(17);所述动台(16)由圆盘与矩形套构成一体,圆盘端面设有三个圆周均布的铰支座和中心铰支座;动台(16)的矩形套与箱体(1)的矩形套相同;所述机座(15)由圆盘与中心凸台构成一体,机座(15)中心凸台与所述动台中心球副联接,三个短驱动杆(17)在机座(15)与动台之间圆周均布,短驱动杆(17)两端与机座圆盘和动台圆盘球副联接;

所述折展机构包括箱体(1)、动台(16)、两个滑块(18)、电机(19)、四个导杆(20)、拉杆(21)、弹簧(22)和多个相同的剪叉组;所述滑块(18)是矩形体,沿长度设有长销孔,垂直长销孔设有相互平行的两个对称通孔和一个中心螺纹通孔;所述拉杆(21)两端分别设有同轴螺纹圆柱和凸圆台;第一导杆和第二导杆与所述动台矩形套的两个对称通孔固连,又与第一滑块的两个对称通孔圆柱副联接;第三导杆和第四导杆与所述箱体矩形套的两个对称通孔固连,又与第二滑块的两个对称通孔圆柱副联接;所述电机(19)与动台矩形套的外底面固连,其驱动轴穿过动台矩形套的中间通孔,与第一滑块的螺纹通孔螺旋传动联接;所述拉杆(21)穿过所述箱体矩形套的中间通孔、与第二滑块的螺纹通孔固连;所述弹簧套在拉杆(21)上、其两端抵在箱体矩形套的外底面和拉杆的凸圆台环面上。

2.根据权利要求1所述的一种太空垃圾捕捉混联机器人,其特征还在于:所述剪叉组包括相同的相互平行的两个左斜杆(23)和两个右斜杆(24),所述两个左斜杆(23)和两个右斜杆(24)的上、下端和中部设有相互平行的通孔;两个左斜杆(23)呈外对称分布,两个右斜杆(24)呈内对称分布,其中部通孔用同一长销轴转动副联接;在联接动台的剪叉组中,两个左斜杆(23)的下端通孔与动台矩形套的下销孔用销轴转动副联接,两个右斜杆(24)的上端通孔与第一滑块的销孔用销轴转动副联接;在联接箱体的剪叉组中,两个左斜杆(23)的上端通孔与第二滑块的销孔用销轴转动副联接,两个右斜杆(24)的下端通孔与箱体矩形套的销孔用销轴转动副联接;中间其余剪叉组的两个左斜杆(23)的上端通孔与相邻剪叉组的两个右斜杆(24)的上端通孔用同一长销轴转动副联接;两个左斜杆(23)的下端通孔分别与相邻剪叉组的两个右斜杆(24)的下端通孔用同一长销轴转动副联接。