[实用新型]机械臂末端执行器

说明书

技术领域

本实用新型属于航天自动化工程领域，具体地说是一种可以应用于空间、地面多种环境的机械臂末端执行器。

背景技术

随着航天飞机、宇宙飞船和空间站的建立，空间科学技术的研究越来越受到各国的重视。未来的空间活动将包括大量的空间生产、装配、维护和修理等作业，由于空间环境是一个条件恶劣的动态非结构化环境，需要进行大量的科学实验和空间探索，这些工作不可能全部依靠航天员完成，必须充分利用空间机器人技术和与之相适应的遥操作技术，完成部分的工作。充分利用遥操作空间机器人，进行舱内外的科学实验以及维护和照料是十分必要的。

国外一些研究机构已经对空间站暴露平台模块工具进行了相关研究，如美国马里兰大学空间系统实验室对空间机器人末端工具的夹具形态进行了研究，Ranger Dexterous Manipulator对末端工具和不同的夹具进行了比较深入的研究并制造了原理样机；日本科学家分别为工程实验卫星ETS-VII和国际空间站的JEMRMS机械臂末端设计了一套类似的末端执行器；加拿大科学家为国际空间站研制了机械臂末端夹持器SPDM OTCM(ORU Tool Changeout Mechanism)和工具Socket Extension Tool、载荷端接口等。

空间站暴露平台机械臂末端工具是载人空间站的一个重要部分，暴露平台上仪器调整、螺栓松紧、线缆夹持、抓取和释放舱外实验有效载荷等操作和任务都最终都要由末端工具来完成。所以未来在航天领域中末端执行工具具有广阔的应用空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可以应用于空间、地面多种环境的机械臂末端执行器。该末端执行器具有夹取、支撑、旋转等多种运动输出，并且本身结构简单、可靠。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括外筒支撑部分、安装在外筒支撑部分上端的手指夹紧部分及安装在外筒支撑部分内部的内部升降台部分和旋转输出部分，其中旋转输出部分安装在内部升降台部分上、通过内部升降台部分升降，所述手指夹紧部分包括两个独立控制的手指，两个手指以外筒支撑部分的轴线对称设置，每个手指均通过电机的驱动往复移动；所述旋转输出部分的输出端由外筒支撑部分的上端穿出，位于所述两个手指之间；所述两个手指的电机及内部升降台部分的驱动电机和旋转输出部分的驱动电机分别与安装在外筒支撑部分内部的电机驱动器电连接。

其中：所述手指夹紧部分包括左手指及右手指，每个手指均带有一组驱动部分；所述每个手指的驱动部分包括T型丝杠、安装座、电机及传动机构，其中安装座安装在外筒支撑部分的上端，所述电机设置在安装座上，所述T型丝杠的一端与安装在外筒支撑部分上端的滑动导轨相连，另一端通过传动机构与所述电机的输出轴相连，每个手指均通过电机的驱动由T型丝杠推动、沿所述滑动导轨往复移动；所述电机位于外筒支撑部分的内部，传动机构包括输出齿轮、减速齿轮副及电机齿轮，所述T型丝杠的另一端连接有输出齿轮，电机齿轮连接在电机的输出轴上，所述输出齿轮与电机齿轮之间通过安装在安装座上的减速齿轮副啮合传动；所述每个手指的端面上均加工有两个呈“十”字的V型槽；所述内部升降台部分包括升降台组件、运动导向杆、升降台电机及T型丝杠传动轴，其中升降台电机安装在升降台组件上，所述T型丝杠传动轴安装在升降台组件上、一端与升降台电机的输出轴相连，在T型丝杠传动轴的两侧分别设有安装在升降台组件上的运动导向杆，所述升降台组件上设有与T型丝杠传动轴连接的丝杠螺母，通过升降台电机的驱动、T型丝杠传动轴推动所述丝杠螺母沿运动导向杆的轴向往复移动、实现升降台组件的升降；所述升降台组件为多个铰接连杆组成的具有自锁功能的剪式升降台；所述旋转输出部分包括内六角套筒、直线轴承、旋转输出轴及旋转输出电机，其中旋转输出电机安装在内部升降台部分上，旋转输出电机的旋转输出轴由所述外筒支撑部分的上端穿出、设有内六角套筒；所述旋转输出轴与外筒支撑部分的上端之间通过安装在外筒支撑部分上端的直线轴承连接；所述旋转输出电机通过旋转输出电机座安装在内部升降台部分上，所述内六角套筒位于手指夹紧部分中两个手指之间；所述直线轴承与旋转输出轴同轴；所述外筒支撑部分包括滑动导轨、外筒、上端盖及下端盖，其中上端盖及下端盖分别密封安装在外筒的上下两端，所述滑动导轨位于上端盖上，在下端盖上设置有所述电机驱动器；所述上端盖的厚度大于下端盖的厚度，在上端盖上设有加强筋及安装所述滑动导轨的止动槽；在外筒内部加设有加强框。

本实用新型的优点与积极效果为：