[发明专利]一种采样机械臂及火星飞行器

说明书

本发明提出了一种采样机械臂及火星飞行器，属于机械臂领域。解决了传统的机械臂重量大，体积大，一些可以伸缩的机械臂需要用额外的电机进行调节，便利性差，且需要增加额外的重量的问题。它包括机械臂腕环、电机、滑动座、螺纹轴和抓取组件，所述机械臂腕环为三段伸缩套筒结构，所述电机固定连接在最上端的套筒内，电机的输出轴上设有带外螺纹的螺纹轴，螺纹轴下部螺纹连接有带内螺纹孔的滑动座，滑动座滑动连接在机械臂腕环最下端的套筒内，所述抓取组件转动连接在机械臂腕环的末端，所述滑动座下端与抓取组件相连。它能够利用电机驱动指尖完成对采样物的抓取并可以更大限度的为飞行器采样提供重量裕度。

技术领域

本发明属于机械臂领域，特别是涉及一种采样机械臂及火星飞行器。

背景技术

火星具有与地球相邻的地理位置及相似的物理特性，被认为是适合人类移民的地外行星之一，因而火星探测受到科研人员广泛的研究。用于火星表面环境的探测方式主要包括采用火星卫星对火星表面进行环绕式拍摄，然而火星卫星的探测精度低、探测范围局限于观测；

火星车能够对火星表面物理特性进行研究，然而火星车受火星表面地形影响巨大，无法到达凹坑、凸起的位置；火星表面具有与地球环境相类似的稀薄大气层，这使得火星无人机在火星表面飞行成为可能，这大大提高了对火星采样的范围；目前世界上还没有国家进行火星采样返回，而用于采样基本上是采用机械臂在小范围内进行采样，依靠火星飞行器对火星地表进行大范围的采样并返回，有助于帮助对火星地表组成成分的研究，对火星探测任务意义重大；

传统的机械臂重量大，体积大，一些可以伸缩的机械臂需要用额外的电机进行调节，便利性差，且需要增加额外的重量。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种采样机械臂及火星飞行器,以解决传统机械臂重量大、体积大无法良好适应火星无人机飞行器的问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种采样机械臂，包括机械臂腕环、电机、滑动座、螺纹轴和抓取组件，所述机械臂腕环为三段伸缩套筒结构，所述电机固定连接在最上端的套筒内，电机的输出轴上设有带外螺纹的螺纹轴，螺纹轴下部螺纹连接有带内螺纹孔的滑动座，滑动座滑动连接在机械臂腕环最下端的套筒内，所述抓取组件转动连接在机械臂腕环的末端，所述滑动座下端与抓取组件相连；所述抓取组件包括若干推杆、若干连杆、若干第一滑块、若干指尖、若干单片连杆和若干第二滑块，若干推杆采用圆周均布的方式固定连接在所述滑动座的下部，每个所述推杆远离滑动座一端铰接一个第一滑块，若干连杆采用圆周均布的方式铰接在所述机械臂腕环最下方的套筒的下部，连杆与第一滑块一一对应，每个所述连杆可滑动的穿过对应位置的第一滑块，每个所述连杆远离机械臂腕环一端铰接一个指尖，铰接位置位于指尖的上端，每个所述推杆远离机械臂腕环一端连接有一组单片连杆组件，每组单片连杆组件中设有两个单片连杆，两个单片连杆相对于相应的推杆短边中线呈两侧对称，每组单片连杆组件中的两个单片连杆下端铰接一个第二滑块，每个所述指尖可滑动的穿过对应位置的第二滑块。

更进一步的，所述滑动座与螺纹轴同轴心设置，对应位置的所述第一滑块和第二滑块的转动点在水平面的投影重合。

更进一步的，若干所述连杆相对于机械臂腕环的轴线向外扩张。

更进一步的，若干所述指尖相对于机械臂腕环的轴线向内收缩。

更进一步的，每个所述指尖的下部沿指尖长度方向设有多个凹陷。

更进一步的，所述指尖的数量为四个。

根据本发明的另一个方面，提供一种包括上述采样机械臂的用于火星探测采样返回的旋翼式火星飞行器，它还包括：通讯原件、无人机旋翼系统、无人机控制箱和飞行器支架，所述通讯原件位于无人机控制箱的上端，无人机控制箱周侧圆周均布数个无人机旋翼系统，无人机控制箱下部圆周均布数个飞行器支架。

更进一步的，所述无人机旋翼系统采用多旋翼共轴反桨双旋翼，叶片数为两个，所述无人机旋翼系统数量为四个。