[发明专利]一种适用于空间操作的模块化可快换维修集成平台

权利要求书

1.一种适用于空间操作的模块化可快换维修集成平台，其特征在于，包括：左机械臂(1)、右机械臂(2)、中央控制器(3)、工具箱(4)、工具包本体(5)、电池组(6)、本体控制器(10)、供配电控制器(11)、安装底座(12)和工具包本体背板(13)；

左机械臂(1)和右机械臂(2)分别安装在工具包本体(5)的左右两侧；其中，左机械臂(1)和右机械臂(2)的末端可从工具箱(4)中选取不同类型的末端工具进行在轨自主更换；

本体控制器(10)和供配电控制器(11)分别安装在中央控制器(3)的左右两侧，电池组(6)安装在中央控制器(3)的下方；由中央控制器(3)、电池组(6)本体控制器(10)和供配电控制器(11)形成的组合体，从前方插装在工具包本体(5)内，并通过工具包本体背板(13)封装；

工具箱(4)从后方插装在工具包本体(5)内；其中，工具箱(4)，用于存储各种不同类型的末端工具，并协同左机械臂(1)和/或右机械臂(2)自主实现不同类型的末端工具的快速更换；

安装底座(12)安装在工具箱(4)下方；

工具箱(4)，包括：箱体(401)和锁定解锁机构(402)；其中，箱体(401)上设置有快换机构接口(410)；箱体(401)和箱体(401)的快换机构接口(410)，用于存放各种不同类型的末端工具；锁定解锁机构(402)，用于对存放的各种不同类型的末端工具进行放置后的锁定和取出前的解锁；

末端工具，包括：不脱出螺钉拆装装置(7)、通用电连接器拆装装置(8)和通用扶手抓握工具(9)；

不脱出螺钉拆装装置(7)，包括：旋拧执行机构(701)、驱动控制组件(702)和平视末端相机(703)，具备启动、停止、加速、减速、正转和反转控制的控制功能；其中，驱动控制组件(702)接收中央控制器(3)发送的第一操作指令，控制旋拧执行机构(701)执行所述第一操作指令所指示的操作，对舱外载荷设备与舱体连接处的M5、M8、M10系列不脱出紧固螺钉进行安装或拆卸；平视末端相机(703)安装在旋拧执行机构(701)下端，对旋拧执行机构(701)的安装或拆卸过程进行监控；

通用电连接器拆装装置(8)，包括：驱动机构A(801)、抱臂旋拧机构(802)、俯视微型相机(803)和平视微型相机(804)，具备夹持、抱紧、正转、反转、辅助键位对准、旋转到位停止的控制功能；其中，驱动机构A(801)接收中央控制器(3)发送的第二操作指令，控制抱臂旋拧机构(802)执行所述第二操作指令所指示的操作，对舱外载荷设备与舱体连接处的J599系列电连接器进行安装或拆卸；俯视微型相机(803)和平视微型相机(804)分别安装在抱臂旋拧机构(802)的上端和下端，对抱臂旋拧机构(802)的安装或拆卸过程进行监控；

通用扶手抓握工具(9)，包括：电机(901)、驱动机构B(902)、传动与缓冲机构(903)和夹紧爪(904)，具备对航天员扶手的捕获、校正、接触缓冲和锁紧的控制功能；其中，驱动机构B(902)接收中央控制器(3)发送的第三操作指令，电机(901)、传动与缓冲机构(903)和夹紧爪(904)执行所述第三操作指令所指示的操作，对航天员扶手进行抓握和紧固。

2.根据权利要求1所述的适用于空间操作的模块化可快换维修集成平台，其特征在于，左机械臂(1)和右机械臂(2)的结构相同，均包括：肩部旋转关节Ⅰ(101)、肩部旋转关节Ⅱ(102)、肩部旋转关节Ⅲ(103)、肘部旋转关节(104)、腕部旋转关节Ⅰ(105)、腕部旋转关节Ⅱ(106)、腕部旋转关节Ⅲ(107)和六维力/力矩传感器(108)；其中，肩部旋转关节Ⅰ(101)、肩部旋转关节Ⅱ(102)、肩部旋转关节Ⅲ(103)、肘部旋转关节(104)、腕部旋转关节Ⅰ(105)、腕部旋转关节Ⅱ(106)、腕部旋转关节Ⅲ(107)和六维力/力矩传感器(108)依次级联，形成具有七个自由度的机械臂。

3.根据权利要求1所述的适用于空间操作的模块化可快换维修集成平台，其特征在于，中央控制器(3)，用于通过舱外WIFI接收舱内终端的控制指令，分别对左机械臂(1)和右机械臂(2)进行运动控制，并将关节控制指令通过CAN总线发送到左机械臂(1)和右机械臂(2)各个关节的驱动器，通过CAN总线接收左机械臂(1)和右机械臂(2)各个关节的驱动器返回的电机状态、温度和力传感数据。