[发明专利]基于多机械臂着陆及叉形超声波钻进的小行星表面附着锚定装置

说明书

本发明提供一种钻进压力低、结构简单、附着力大、可以长时间附着的基于多机械臂着陆及叉形超声波钻进的小行星表面附着锚定装置，属于小行星表面附着锚定技术领域。本发明包括机械臂和末端执行器；机械臂的顶端与小行星探测器的侧面连接，末端执行器与机械臂的尾端连接，末端执行器上设置有超声波钻，末端执行器通过超声波钻钻进小行星表面，实现锚定；每个机械臂对应两个末端执行器，两个末端执行器呈叉形与机械臂的尾端连接。本发明采用超声波钻进行钻进锚定，钻压力低；采用两个超声波钻叉形布置，实现附着锚定装置与小行星表面间的力封闭，此结构简单、附着力大。

技术领域

本发明涉及一种锚定装置，特别涉及一种基于多机械臂着陆及叉形超声波钻进的小行星表面附着锚定装置，属于小行星表面附着锚定技术领域。

背景技术

探测小行星，对探索太阳系起源以及为人类探索开发可利用太空资源具有重要意义。由于小行星表面几乎没有引力，附着锚定是小行星探测器在小行星表面长期驻留的重要技术手段。此外，小行星表面崎岖的地形条件，需要探测器有一定的地形适应性。现有的小行星探测器大部分采用“接触即离”式的附着方案，即探测器通过伸出机械臂等机构短时触碰小行星表面。这种方式并没有实现探测器在小行星表面长时间的附着锚定，对小行星的探测和星壤的采样有一定的局限性。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种钻进压力低、结构简单、附着力大、可以长时间附着的基于多机械臂着陆及叉形超声波钻进的小行星表面附着锚定装置。

本发明的基于多机械臂着陆及叉形超声波钻进的小行星表面附着锚定装置，所述装置包括机械臂2和末端执行器3；

机械臂2的顶端与小行星探测器的侧面连接，末端执行器3与机械臂2的尾端连接，末端执行器3上设置有超声波钻3-5，末端执行器3通过超声波钻3-5钻进小行星表面，实现锚定；

每个机械臂2对应两个末端执行器3，两个末端执行器3呈叉形与机械臂2的尾端连接。

优选的是，所述末端执行器3包括伺服电机3-3、碟形弹簧3-4、超声波钻3-5、末端执行器外壳3-6、滑块3-7和导轨3-8；

伺服电机3-3、碟形弹簧3-4、超声波钻3-5、滑块3-7和导轨3-8设置在末端执行器外壳3-6内；机械臂2与伺服电机3-3的外壳连接，伺服电机3-3的输出轴与超声波钻3-5之间设有碟形弹簧3-4，伺服电机3-3通过碟形弹簧3-4向超声波钻3-5传递钻压力；

导轨3-8设置在末端执行器外壳3-6的内侧壁上，滑块3-7的一侧与超声波钻3-5的侧面固定连接，滑块3-7的另一侧与导轨3-8滑动连接，超声波钻3-5在导轨3-8和滑块3-7的约束下，进行直线进给运动，倾斜钻入小行星表面。

优选的是，所述末端执行器3还包括丝杠3-1和丝母3-2；

丝母3-2固定于末端执行器外壳3-6的顶端，丝杠3-1成悬臂式结构，丝杠3-1的一端与机械臂连接，丝杠3-1的另一端穿过丝母3-2与伺服电机3-3的外壳连接。

优选的是，所述装置包括多条机械臂2及末端执行器3，所述多条机械臂及末端执行器3分布在小行星探测器的侧面。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

本发明提出了一种基于多机械臂着陆及叉形超声波钻进的小行星表面附着锚定装置。有益效果在于：

第一、本发明采用超声波钻进行钻进锚定，钻压力低；

第二、采用两个超声波钻叉形布置，实现附着锚定装置与小行星表面间的力封闭，此结构简单、附着力大。

第三、只需一条机械臂上的一对超声波钻稳定锚固，即可实现探测器整体在小行星表面的附着锚定；