[发明专利]一种自适应欠驱动式非合作目标空间捕获机构

摘要

本发明公开了一种自适应欠驱动式非合作目标空间捕获机构。现有捕获机构对捕获目标的尺寸和形状适应性不强。本发明的螺母驱动板和伸展平台分别与变螺距丝杆的第一螺纹和第二螺纹构成螺旋副；螺母驱动板设有衔铁，伸展平台设有电磁铁和行程开关；机械臂驱动板与螺母驱动板通过柔性连接部件连接；三个五杆式机械臂本体沿周向均布且连接在机械臂驱动板上；五杆式机械臂本体中的第三连杆可与扭簧配合转变为欠驱动机构；三个五杆式机械臂本体上均连接有机械臂末端执行机构；缓冲导向机构位于三个五杆式机械臂本体所均布圆周的中心处。本发明采用单一动力源实现三个机械臂展开，具有多自由度，能灵活适应不同尺寸、形状的目标卫星喷管。

主权项

1.一种自适应欠驱动式非合作目标空间捕获机构，包括机构承载筒、伸展机构、欠驱动机械臂、缓冲导向平台、机械臂末端执行机构、驱动电机和机械臂折展机构，其特征在于：所述的伸展机构包括变螺距丝杆、导向柱、伸展平台和螺母驱动板；所述的伸展平台包括传动平台和支撑平台，并通过沿周向均布的多块支板固定；螺母驱动板设置在传动平台外端和支撑平台内端位置；缓冲导向平台设置在支撑平台外端；变螺距丝杆和两根导向柱沿周向均布，且均穿过传动平台、螺母驱动板及支撑平台；导向柱一端与机构承载筒的底座固定，另一端悬臂；变螺距丝杆一端通过两个滚动轴承支承在轴承端盖上，轴承端盖固定在机构承载筒底座上，变螺距丝杆另一端悬臂；所述变螺距丝杆的两端分别设置第一螺纹和第二螺纹，中部为光轴段；第一螺纹螺距为第二螺纹螺距2倍；传动平台底部固定有两个导套和一个导向螺母，两个导套与两个导向柱分别构成滑动副，导向螺母与变螺距丝杆的第二螺纹构成螺旋副；传动平台外端固定设有电磁铁，螺母驱动板内端固定设有衔铁；初始状态下，电磁铁通电吸合衔铁，螺母驱动板的螺纹孔位于变螺距丝杆的光轴段，该螺纹孔的螺距等于第一螺纹的螺距；行程开关设置在支板上，且位于第一螺纹与第二螺纹之间，与第一螺纹的轴向间距等于螺母驱动板的高度；变螺距丝杆与驱动电机的输出轴通过联轴器连接，驱动电机和电磁铁均由控制器控制，行程开关输出信号传至控制器；所述的机械臂折展机构包括机械臂驱动板和五杆式机械臂本体；机械臂驱动板与螺母驱动板通过柔性连接部件连接；所述的柔性连接部件包括螺栓、柔性部件螺母和第一缓冲弹簧；机械臂驱动板设置在螺母驱动板和支撑平台之间；机械臂驱动板开设的通孔与螺母驱动板开设的通孔通过螺栓连接，该螺栓尾部连接的柔性部件螺母压紧机械臂驱动板，第一缓冲弹簧套置在该螺栓上，且第一缓冲弹簧两端分别与机械臂驱动板和螺母驱动板相对的侧面接触；三个五杆式机械臂本体沿周向均布；所述的五杆式机械臂本体包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和第五连杆；第一连杆一端与机械臂驱动板通过销轴连接，另一端与第二连杆一端通过销轴连接；第二连杆的杆长方向在机械臂驱动板上的投影沿机械臂驱动板的径向布置；第二连杆另一端与第四连杆一端通过销轴连接；第四连杆另一端与第五连杆一端通过销轴连接；第五连杆另一端与第三连杆一端通过销轴连接；第三连杆另一端及第二连杆中部均与支撑平台通过销轴连接；第二连杆与第三连杆之间通过欠驱动机械臂连接；三个五杆式机械臂本体的第五连杆上均连接有机械臂末端执行机构；所述的欠驱动机械臂包括中心轴固定件、扭簧、挡板和扭簧中心轴；所述挡板的横臂与第二连杆固定，立臂支撑第三连杆；第二连杆上固定中心轴固定件；挡板、第三连杆和中心轴固定件沿机械臂驱动板的径向由内至外依次布置；扭簧中心轴固定在中心轴固定件上；扭簧套在扭簧中心轴上，两端分别由第二连杆和第三连杆支撑；所述的机械臂末端执行机构包括辊子和连接件；固定在连接件尾端的螺杆与第五连杆通过螺纹连接；辊子铰接在连接件头端；三个机械臂末端执行机构的辊子沿周向分布。