[发明专利]一种仿尺蠖自适应多运动模态轮腿复合式爬杆机器人

说明书

本发明公开了一种仿尺蠖自适应多运动模态轮腿复合式爬杆机器人，包括旋转运动手爪、主载平台装置和直线运动手爪，其中，主载平台装置通过旋转运动肢体主干和直线运动肢体主干分别与所述旋转运动手爪和直线运动手爪控制连接，旋转运动手爪和直线运动手爪分别与太空杆配合工作。本发明能够实现沿杆直线爬行、绕杆旋转、在不同杆之间切换等功能，且能够适应不同直径的杆作业需求。

技术领域

本发明涉及一种仿尺蠖自适应多运动模态轮腿复合式爬杆机器人，特别面向于在轨航天器维护作业，属于航空机械领域。

背景技术

随着宇航事业的发展，空间站的维护、在轨航天器维修等方面变的越来越重要。现如今当空间站或者航天器出现问题时，往往需要宇航员出仓进行维修，由于太空失重以及真空环境的原因，使得宇航员行动非常困难，甚至具有生命危险，而且每次出仓维修需要许多工作人员协调，才能完成对应的维修工作，且耗费庞大的人力物力，因此急需要一款机器人来快速准确的完成维修工作。又因为太空中没有空气以及陆地，要想实现机器人能够快速准确的到达指定地点，就需要一款能够沿着管道爬行的运输机器人，通过沿着管道或者杆件爬行，将维修设备准确送到指定位置，且在完成维修工作后，可以将设备运输回到太空舱内。

现有的爬杆机器人大都处在理论阶段，没有实际的成果，但是随着控制技术以及机器人技术的发展，促进了爬杆机器人的进步。爬杆机器人主要有直线运动和旋转运动组成，利用直线运动在杆上爬行，利用旋转运动实现机器人的位置调整。但是多数的爬杆机器人的整体结构较为复杂，实现直线运动和旋转运动的切换的控制过程较为繁琐，大大增加了爬杆机器人的制作成本和制作难度。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种仿尺蠖自适应多运动模态轮腿复合式爬杆机器人，能够实现沿杆直线爬行、绕杆旋转、在不同杆之间切换等功能，且能够适应不同直径的杆作业需求。

本发明中主要采用的技术方案为：

一种仿尺蠖自适应多运动模态轮腿复合式爬杆机器人，包括旋转运动手爪、主载平台装置和直线运动手爪，其中，所述主载平台装置通过旋转运动肢体主干和直线运动肢体主干分别与所述旋转运动手爪和直线运动手爪控制连接，所述旋转运动手爪和直线运动手爪分别与太空杆配合工作。

优选地，所述旋转运动手爪包括第一电机、第一固定板、第一齿轮、第一齿轮条、第二齿轮条、第一导轨、第二导轨、第一滑块、第二滑块、第一连接片、第二连接片、第一橡胶轮、第二橡胶轮、第一支架、第二支架、第二电机、第二齿轮、第三齿轮、第三电机、第四齿轮、第五齿轮；所述第一电机安装在第一固定板的背面，且第一电机的输出轴与第一齿轮连接，所述第一齿轮条和第二齿轮条分别与第一齿轮啮合，且第一齿轮条和第二齿轮条上下平行设置，所述第一导轨和第二导轨分别通过螺栓平行安装在第一固定板的前面，且第一导轨和第二导轨上下设置，所述第一齿轮条通过第一连接片与第一滑块连接，所述第一滑块滑动连接在第一导轨上，所述第二齿轮条通过第二连接片与第二滑块连接，所述第二滑块滑动连接在第二导轨上，所述第一橡胶轮和第二橡胶轮分别竖直安装在第一支架和第二支架上，且各自绕中心转轴自转，所述第一支架通过第一中间连接块安装在第一齿轮条上，所述第二支架通过第二中间连接块安装在第二齿轮条上，所述第二电机通过第一连接件安装在第一支架下端，所述第二电机的输出轴与第二齿轮连接，所述第三齿轮与第一橡胶轮的中心转轴连接，所述第二齿轮和第三齿轮相互啮合，所述第三电机通过第二连接件安装在第二支架上端，所述第三电机的输出轴与第四齿轮连接，所述第五齿轮与第二橡胶轮的中心转轴连接，所述第四齿轮和第五齿轮相互啮合。