[发明专利]用于小天体探测的可控刺爪附着抓取机构及工作方法

权利要求书

1.一种用于小天体探测的可控刺爪附着抓取机构，其特征在于，所述的机构包括八面体框架（1）、若干组的多骨趾手指（2）、绳驱动系统（3）和接触顶杆机构（4）；所述的多骨趾手指（2）活动链接在八面体框架（1）底部外周并可随其转动，绳驱动系统（3）固定于八面体框架（1）内部中轴处，接触顶杆机构（4）固定于绳驱动系统（3）下方并可上下移动；

所述的多骨趾手指（2）包括近骨趾部件（21）、远骨趾部件（22）、爪刺箱（23）、托架圆盖（24）；所述的远骨趾部件（22）通过扭簧和销与近骨趾部件（21）相连；爪刺箱（23）通过滑移槽设计与近骨趾部件（21）与远骨趾部件（22）配合且可相对直线滑动；所述托架圆盖（24）分别固定在近骨趾部件（21）和远骨趾部件（22）末端，防止爪刺箱（23）滑出；所述的多骨趾手指（2）利用近骨趾部件（21）通过扭簧和销与八面体框架（1）相连；

所述的近骨趾部件（21）包括伸缩杆（211）、挡板（212）、近骨趾（213）、第一压缩弹簧（214）以及第二压缩弹簧（215）；所述第一压缩弹簧（214）与第二压缩弹簧（215）设置于近骨趾（213）滑槽内部，所述近骨趾（213）与伸缩杆（211）通过滑槽设计配合，伸缩杆（211）在近骨趾（213）内部抵住第一压缩弹簧（214），二者在第一压缩弹簧（214）作用力下可相对直线滑动；

所述的近骨趾（213）与爪刺箱（23）通过滑槽设计配合，爪刺箱（23）在近骨趾（213）的内部抵住第二压缩弹簧（215），二者在第二压缩弹簧作用力下可相对直线滑动；所述挡板（212）固定在近骨趾（213）前端，防止伸缩杆（211）弹出；

所述的绳驱动系统（3）包括舵机-滑轮组件（31）、第一钢丝绳（32）、第二钢丝绳（33）以及导线装置（34）；所述的舵机-滑轮组件（31）分为两组包括第一舵机（311）、第一安装支架（312）、舵机臂（313）、第一绕线滑轮（314）、第二舵机（315）、第二安装支架（316）以及第二绕线滑轮（317）：第一舵机（311）通过第一安装支架（312）固定在八面体框架（1）内正上方，且通过舵机臂（313）与第一绕线滑轮（314）连接，四根第一钢丝绳（32）分别固定在第一绕线滑轮（314）四分之一圆周处且通过第一导线装置（341）、第二导线装置（342）、第三导线装置（343），第四导线装置（344）与远骨趾（222）和近骨趾（213）的顶端相连；第二舵机（315）通过第二安装支架（316）固定在八面体框架（1）内正下方且直接与第二绕线滑轮（317）相连，四根第二钢丝绳（33）分别固定在第二绕线滑轮（317）四分之一圆周处且通过第二导线装置（342）与近骨趾（213）的下端相连；所述的导线装置（34）包括第一导线装置（341）、第二导线装置（342）、第三导线装置（343）以及第四导线装置（344）；第一导线装置（341）固定在八面体框架（1）上，第二导线装置（342）以及第三导线装置（343）固定在近骨趾（213）上，第四导线装置（344）固定在远骨趾（222）上；导线装置（34）内槽均采用喇叭型孔设计，减小钢丝绳与其的接触摩擦。

2.根据权利要求1所述的一种用于小天体探测的可控刺爪附着抓取机构，其特征在于，所述的远骨趾部件（22）包括关节耳（221）、远骨趾（222）以及第三压缩弹簧（223）；所述的关节耳（221）与远骨趾（222）配合且二者可相对转动，所述第三压缩弹簧（223）放置于远骨趾（222）滑槽内部，所述远骨趾（222）与爪刺箱（23）通过滑槽设计配合且二者在第三压缩弹簧（223）的作用力下可相对直线滑动。

3.根据权利要求2所述的一种用于小天体探测的可控刺爪附着抓取机构，其特征在于，所述的爪刺箱（23）包括爪刺（231）和托架（232），爪刺（231）通过销轴固定在托架（232）上，所述爪刺（231）采用刚-柔一体化设计，包括刚性骨架（2311），柔性骨架（2312）以及钢钩（2313）；所述刚性骨架（2311）通过激光烧结与柔性骨架（2312）固定，所述的钢钩（2313）预埋在刚性骨架（2311）前下方；单个爪刺能够实现X、Y、Z三个方向的移动，从而使多个爪刺之间能够独立运动，实现柔顺抓取。