[发明专利]一种用于桁架在轨组装的空间细胞机器人

说明书

本发明涉及一种用于桁架在轨组装的空间细胞机器人，由间质细胞，旋转细胞，双向间质细胞，转动关节细胞，夹爪功能细胞，球头，被动连接头，桁杆，主动连接头，凹槽，凸缘组成。间质细胞，双向间质细胞组成机器人的连接单元，可以组成多种空间细胞机器人构型；旋转细胞，转动关节细胞构成机器人的运动单元，二者相互配合可实现空间中任意范围的转动工作；夹爪功能细胞为机器人的末端执行单元，通过夹爪功能细胞与运动单元的协同配合，可将主动连接头的凹槽与被动连接头的凸缘相互嵌入，完成桁杆的装配工作，主动连接头与被动连接头均设计了磁性自动锁紧装置，保证了连接的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种用于桁架在轨组装的空间细胞机器人。

背景技术

随着航天工程逐渐进入空间站时代，在轨组装技术将发挥极其重要的作用。由于桁架体积较大结构复杂，只能由航天运载器分批将其送入轨道，然后在太空中进行组装。目前在轨组装工作由宇航员和传统机器人共同完成，但同时太空环境充满未知，宇航员有极大的操作风险，而传统机器人存在造价高、功能单一、冗余度低、柔性差等缺点，因此需要一种全新的机器人，避免桁架在轨组装的复杂性和高成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于桁架在轨组装的空间细胞机器人。

基本技术方案是：桁架在轨组装的空间细胞机器人由间质细胞，旋转细胞，双向间质细胞，转动关节细胞，夹爪功能细胞，球头，被动连接头，桁杆，主动连接头，凹槽，凸缘组成。间质细胞，双向间质细胞组成机器人的连接单元；旋转细胞，转动关节细胞构成机器人的运动单元；夹爪功能细胞为机器人的末端执行单元；球头，被动连接头，桁杆，主动连接头，凹槽，凸缘共同构成桁架的基本结构。连接单元利用其内部连接机构和标准化的被动连接面组件，与运动单元、末端执行单元相连，可以组成多种空间细胞机器人构型。间质细胞拥有一套连接机构，双向间质细胞具有两套连接机构，增加了连接的多样性。运动单元通过蜗轮蜗杆机构实现转动功能，由于不同的构型方案，旋转细胞和转动关节细胞转动角度分别为360°和180°，二者相互配合可实现空间中任意范围的转动工作。球头与被动连接头固连，桁杆与主动连接头相连，通过夹爪功能细胞与运动单元的协同配合，可将主动连接头的凹槽与被动连接头的凸缘相互嵌入，完成桁杆的装配工作，主动连接头与被动连接头均设计了磁性自动锁紧装置，保证了连接的可靠性。

本发明的有益效果是：

1.本发明所设计的空间细胞机器人，既可以组成串联移动型机器人，又可以将机器人扩展至平面范围及空间范围，使其具备桁架安装的功能以外，还可以扩展为监测、侦查、感应等功能。

2.本发明所设计的空间细胞机器人，依靠单元模块连接组成机器人组织，机器人组织共同作业相互协同，并根据任务需要可重构形成辅助机械臂，作为桁架的连接机构。

3.本发明所设计的桁架结构，质量轻、拆装灵活、承载能力强，既可以作为航体器的主体承力结构，又可以作为有效载荷的支撑结构，在航天工程领域中将得到广泛的应用。

附图说明

下面结合附图对本细胞进一步说明。

附图1：空间细胞机器人整体示意图

附图2：桁杆与球头连接示意图

附图3：桁杆装配示意图

附图4：球头装配示意图

图中：1间质细胞，2 旋转细胞，3双向间质细胞，4转动关节细胞，5夹爪功能细胞，6球头，7被动连接头，8桁杆，9主动连接头，10凹槽，11凸缘。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。