[发明专利]一种可折展弯曲的空间桁架抓捕装置

说明书

本发明提供了一种可折展弯曲的空间桁架抓捕装置，包括：基座及多个抓捕机械手爪，其中：抓捕机械手爪包括若干依次相连的折展弯曲单元，折展弯曲单元包括两个支撑框架，支撑框架具有框架侧边和在垂直框架侧边的方向滑动设置的铰接座，同一折展弯曲单元中的两个框架侧边之间相互平行，且一个框架侧边可以相对另一个框架侧边运动；同一折展弯曲单元中的两个框架侧边通过抓捕机构连接，两个铰接座之间通过设在垂直于两个框架侧边所在平面的主动支链连接；多个折展驱动单元安装在支撑框架上，并分别驱动铰接座进行滑动，使得同一折展弯曲单元中的两个框架侧边的相对位置发生改变。本发明具有弯曲运动空间大、抓取适应性好，整体结构刚度高的优点。

技术领域

本发明涉及空间可折展机构技术领域，更具体地，涉及一种可折展弯曲的空间桁架抓捕装置。

背景技术

随着航天事业的发展，越来越多的航天工程中会应用一些大型在轨结构，以满足不同航天任务的需求，例如空间垃圾的抓捕清除；然而，由于运载容积的限制，能够发射到太空的非折展结构体的尺寸无法满足任务的需求，而传统关节式机械臂明显不能实现抓捕，为实现轻量化、高可靠性、高稳定性且可展开的目标，机构设计围绕着空间桁架式可重构结构式的创新设计，使机械臂在发射过程中，机械臂处于折叠状态，以节约运载空间，升空后机械臂展开还能开始抓捕，因此各种类型的宇航空间折展机构得到了快速的发展和应用。

例如中国专利申请201410056414.6公开了一种可伸展欠驱动索杆桁架式机械手爪，包括前端连接装置、杆间转角限位机构、末端索杆桁架、绳索、多个定位柱和多个可伸展模块化索杆桁架；所述前端连接装置包括连接板、两个绳索轴、两个限位柱、两个安装板、两个过渡板和四个支撑板，竖直方向上位于同一侧的两个支撑板穿设有绳索轴，电机的输出轴竖向设置且与相对应的绳索轴连接；每个所述可伸展模块化索杆桁架包括两个绕绳轴、十二个摩擦阻尼金属片和六个连接杆。

再例如中国专利申请201810225469.3公开了一种可折展弯曲的空间桁架抓捕系统，包括基座和安装在基座上的多个可折展弯曲的桁架机构，桁架机构包括N(N≥2)个依次相连的折展单元，折展单元包括两个相互平行设置的三角框，三角框包括一个辊轴和两个侧边；同一折展单元的两个平行侧边之间通过3R支链连接，两个平行辊轴之间通过剪叉机构连接；第n(2≤n≤N)个折展单元底部的三角框和第n-1个折展单元顶部的三角框具有共同辊轴，第n个折展单元底部的两个侧边在弯曲驱动装置的驱动下绕共同辊轴转动，使得多个桁架机构相互靠拢；折展单元在安装于基座上的折展驱动装置的驱动下展开和折叠。

对于空间大尺度大惯量的非合作目标而言，由于物体表面形状各异，采用同时展开或者收缩的折展弯曲单元，不能适应物体的形状，其机构的弯曲运动空间较小，机构的抓捕面会产生偏置，适应性较差。

因此，需要提供一种弯曲运动空间大、适用于多种非合作目标的空间桁架抓捕装置。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种弯曲运动空间大、抓取适应性好的空间桁架抓捕装置，整体结构刚度高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可折展弯曲的空间桁架抓捕装置，包括：基座及分布在基座上的多个相同的抓捕机械手爪，其中：

抓捕机械手爪包括若干依次相连的折展弯曲单元，每一折展弯曲单元包括两个上下设置的支撑框架，支撑框架具有框架侧边和在垂直框架侧边的方向滑动设置的铰接座，同一折展弯曲单元中的两个框架侧边之间相互平行，且一个框架侧边被布置为可以相对另一个框架侧边运动；同一折展弯曲单元中的两个框架侧边通过抓捕机构连接，两个铰接座之间通过设在垂直于两个框架侧边所在平面的主动支链连接；

其中，抓捕机构包括：

两根相同的第一连杆，两根第一连杆的中部通过转动副互相连接，形成剪叉机构；

两根相同的第二连杆，两根第二连杆的始端通过转动副分别连接于两根第一连杆的上端，两根第二连杆的末端通过转动副分别连接位于上方的支撑框架的框架侧边；