[发明专利]用于空间操作的环抱式捕获机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于空间操作的环抱式捕获机构，用于空间目标飞行器的捕捉，属于空间交会对接领域。

背景技术

现有空间机械臂末端执行器是比较复杂。为了完成对空间目标的捕获，空间机械臂末端执行器的捕获接口应具有高容差性。高容差，捕获容差越大，操作成功的概率就越大，对导航定位精度的要求就越低，节约控制时间。因此，空间大型机械臂的一个重要性能要求就是大容差。大容差的性能要求使得机械臂末端捕获机构对目标捕获完成之后，能实现对接口的完全定位和约束。现有空间机械臂末端执行器由多个环节组成，多个环节分别需要单独的驱动系统和控制系统，从而增加了末端执行器的机构和控制系统的复杂性，降低了空间应用的可靠性。该用于空间操作的环抱式捕获机构通过控制四个均布弧形扣板闭合运动对目标进行粗定位和夹紧，通过齿轮齿条机构对目标进行拉紧。通过导向弧形面对目标进行精确定位。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的空间机械臂末端执行器机构和控制系统复杂、降低了空间应用的可靠性的问题，而提供一种全新的结构简单、可靠的用于空间操作的环抱式捕获机构。

为解决上述技术问题本发明的构思是：

一种用于空间操作的环抱式捕获机构，它主要由减速机控制四个均布扣板展开与闭合，对目标进行捕获夹紧，从而对目标进行粗定位。有减速机驱动齿轮齿条机构带动万向浮动调节机构和环抱机构在导向滑轨内运动，从而对目标进行精确定位和拉紧。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种用于空间操作的环抱式捕获机构，包括目标接口件、环抱机构、万向浮动调节机构和导向拉紧机构；其特征在于：所述导向拉紧机构连接控制万向浮动调节机构、环抱机构和目标机构件，通过控制环抱机构的通电方向，可实现对目标接口件的粗定位夹紧与释放通过控制其通电方向，可实现对万向浮动调节机构、环抱机构及目标机构件的拉紧与释放，在拉紧过程中可对目标借口件进行精确定位。

所述目标接口件由一根细光杆的一端固定在一个小圆柱体而另一端固定在一个带倒圆角的大圆柱体构成，细光杆在环抱机构捕获过程中与环抱机构的四个扣板接触，在四个扣板闭合后，可以将细光杆粗定位与夹紧；小圆柱体限制四个扣板的位置，在将环抱机构向下拉紧过程中，防止目标接口件滑出；大圆柱体下侧边到圆角形成的弧面与导向滑轨件上方的弧形环面可以配合，在目标接口件向下运动过程中，导向滑轨件上方的两个弧形面可以对目标接口件进行精确定位。  

所述环抱机构由上减速机、滚珠丝杠、上基座、滚珠丝杠螺母、圆柱滚子、横向滑轨件、主动杆1、主动杆2、主动杆3、主动杆4、从动杆1、从动杆2、从动杆3、从动杆4、左扣板、下扣板1、右扣板、下扣板2、4个销轴1、4个销轴2、4个销轴3、4个销轴4，4个圆柱滚子组成，所述上减速机与滚珠丝杠相连，滚珠丝杠与滚珠丝杠螺母配合；滚珠丝杠螺母与横向滑轨件固定；4个圆柱滚子分放在横向滑轨件的4个滑轨内，可以在其内部滑动；上基座、主动杆1、从动杆1、左扣板与销轴1、销轴2、销轴3、销轴4配合形成双曲柄机构；上基座、主动杆2、从动杆2、下扣板1与销轴1、销轴2、销轴3、销轴4配合形成双曲柄机构；上基座、主动杆3、从动杆3、右扣板与销轴1、销轴2、销轴3、销轴4配合形成双曲柄机构；上基座、主动杆4、从动杆4、下扣板2与销轴1、销轴2、销轴3、销轴4配合形成双曲柄机构；主动杆1、主动杆2、主动杆3、主动杆4分别一个圆柱滚子间隙配合；所述上减速机转动，通过滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母将转动转化为横向滑轨件的上下移动；横向滑轨件的上下移动会带动滑轨内圆柱滚子的离心与向心运动，4个圆柱滚子将分别带动主动杆1、主动杆2、主动杆3、主动杆4摆动；主动杆1、主动杆2、主动杆3、主动杆4的摆动带动左扣板、下扣板1、右扣板、下扣板2进行展开与闭合。左扣板与右扣板对称布置在上边、下扣板1与下扣板2对称布置在下边，4个扣板投影在上基座上是均布的。4个扣板的内侧面优化做成大弧面，在弧面中间位置设置一个小的弧面与目标接口件的细光杆配合。从在上基座投影看，4个扣板展开，他们的内侧面是一个封闭的包络面。闭合后会留有一个与目标接口件的细光杆等径的圆孔。