[发明专利]一种基于柔性带收放与刚柔转换机构的空间机械臂

说明书

本发明涉及空间机械臂的技术领域，具体是一种基于柔性带收放与刚柔转换机构的空间机械臂。包括软玻璃材质的柔性带、收放机构、第一转换机构、第二转换机构、第三转换机构和调整机构；收放机构用于收放柔性带；第一转换机构、第二转换机构和第三转换机构实现柔性带卷成筒状与平铺展开带状的转换，第二带状柔性带依次经一对前臂辊筒和一对后臂辊筒的挤压传送，第一带状柔性带、第一筒状柔性带、第二筒状柔性带和第二带状柔性带构成了空间机械臂的臂杆，柔性带作为空间机械臂的臂杆，大大减轻了其自身的质量；同时控制辊轴电机和辊筒电机的转速和转向，能够在非工作状态将臂杆收缩，在工作状态调节臂杆长度，相比现有空间机械臂更节省所占的空间。

技术领域

本发明涉及空间机械臂的技术领域，具体是一种基于柔性带收放与刚柔转换机构的空间机械臂。

背景技术

现代航空工业发展极其迅速，人类探索航空的脚步正越来越深入，而利用空间机械臂安装在飞船舱外来辅助航天员完成空间站搭建和维护等任务，能够大大减轻了航空员的工作负担。当前的空间机械臂有加拿大的SRMS机械臂，安装在航空飞机上，臂长15m，重约410.5kg；日本的JEMRMS机械臂，主臂长约10m，小精细臂长约2.2m；欧洲的ERA机械臂，臂长约11m等。以上所述的主流空间机械臂均为刚性的串联机械臂结构，具有固定臂长、其所占空间和自身质量都比较大的特点。

正常情况下空间机械臂是安装在整船上搭载火箭进入轨道，而由于火箭燃料的限制，也限制了所运载的总质量与总空间。在空间应用时，我们又需要空间机械臂具有较大臂展，实现较大的操作范围。以主流的空间机械臂为例，运载其到太空就需要耗费较大的资源。

发明内容

本发明为了弥补已有技术的不足，提供一种基于柔性带收放与刚柔转换机构的空间机械臂，在非工作状态能够收缩，尽可能减小所占空间，在工作状态又能伸长，满足较大操作范围，同时又具有质量轻、灵活特点的空间机械臂。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于柔性带收放与刚柔转换的空间机械臂，

包括软玻璃材质的柔性带1、收放机构2、第一转换机构、第二转换机构、第三转换机构和调整机构3；

所述收放机构通过转臂23转动连接在底座21的支座板22上，且收放机构包括壳体24和布置在壳体24内的收放辊筒28，收放辊筒28的一端通过减速器26连接有辊轴电机25，柔性带1通过收放辊筒28卷设于壳体24内；

所述第一转换机构、第二转换机构和第三转换机构结构相同，均包括塑形板314和用于固定塑形板314的固定架，塑形板314的一端为筒状，另一端水平展开；

每个所述固定架包括第一固定环315，第一固定环315上对应设有一对啮合挤压轮317，第一固定环套设在塑形板314筒状的一端，所述柔性带1贴合在塑形板314的内侧臂上，位于塑形板314筒状一端的柔性带1经过一对啮合挤压轮317挤压，柔性带1两侧边的链牙15对应咬合，柔性带1卷成筒状，位于塑形板314展开一端的柔性带1为带状；

所述第一转换机构的固定架固定连接在所述壳体24上；

所述调整机构3包括前臂框架和后臂框架，且前臂框架和后臂框架通过转轴31转动连接，

前臂框架包括一对前臂侧板308，一对前臂侧板308之间并列设有一对前臂辊筒306，后臂框架包括一对后臂侧板309，一对后臂侧板309之间并列设有一对后臂辊筒307；

所述一对前臂辊筒306和一对后臂辊筒307通过辊筒电机301实现同步转动，且一对前臂辊筒306和一对后臂辊筒307的布置方向和所述柔性带1的延伸方向垂直；

所述第二转换机构的固定架固定连接在所述一对前臂侧板308上，所述第三转换机构的固定架固定连接在所述一对后臂侧板309上；