一种空间树网型机器人制造技术

本发明专利技术提出了一种空间树网型机器人，属于空间在轨服务机器人领域。解决了在轨服务机构尺寸小、灵活度差、刚度差的问题。它包括多个空间多臂机器人，多个空间多臂机器人配合相连，每个空间多臂机器人均包括基座和多个机械臂，多个机械臂沿基座圆周方向布置，所述机械臂包括三个万向关节、两个臂杆和两个平动关节，所述两个臂杆的一端通过一个万向关节相连，其余两个万向关节分别安装在两个臂杆的另一端，每个臂杆上均设置有一个平动关节，所述机械臂的接口端通过快换接口与基座相连，所述机械臂的连接端与多头快换工具相连。它主要用于空间在轨服务机器人。

【技术实现步骤摘要】
一种空间树网型机器人
本专利技术属于空间在轨服务机器人领域，特别是涉及一种空间树网型机器人。
技术介绍
目前已有的空间机械臂的抓捕方案通常为单臂抓捕或双臂协同抓捕，可以完成小型目标或者带有合作接口目标的抓捕任务。但由于超大型目标的体积和质量较大，不带有合作接口的目标无法对接，因此现有的抓捕机构与抓捕方案尚无法完成针对这两种空间目标的抓捕或消旋任务。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的问题，提出一种空间树网型机器人。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种空间树网型机器人，它包括多个空间多臂机器人，多个空间多臂机器人配合相连，每个空间多臂机器人均包括基座和多个机械臂，多个机械臂沿基座圆周方向布置，所述机械臂包括三个万向关节、两个臂杆和两个平动关节，所述两个臂杆的一端通过一个万向关节相连，其余两个万向关节分别安装在两个臂杆的另一端，每个臂杆上均设置有一个平动关节，所述机械臂的接口端通过快换接口与基座相连，所述机械臂的连接端与多头快换工具相连。更进一步的，所述多头快换工具与抓取机构相连，形成攀爬机器人，所述攀爬机器人通过抓取机构实现攀爬墙面。更进一步的，所述多个机械臂向内收拢呈抓握姿态，形成抓捕机器人，所述抓捕机器人实现对目标的抓捕。更进一步的，所述多个空间多臂机器人的机械臂均摊开呈平面机器人结构，每个机器人的机械臂角度对称，形成机器人元胞，多个机器人元胞通过机械臂依次相连，形成网状空间机器人。更进一步的，所述空间多臂机器人其中一个机械臂的连接端通过多头快换工具与另一个机械臂的接口端相连。更进一步的，所述空间多臂机器人中的两个机械臂的接口端与快换接口断开连接，两个机械臂的连接端通过多头快换工具与另一个机械臂的连接端相连。更进一步的，所述空间多臂机器人中不相邻的三个机械臂的连接端通过多头快换工具相连。更进一步的，所述空间多臂机器人中不相邻的三个机械臂的连接端通过多头快换工具相连，连接后使其中一个机械臂的接口端与快换接口断开连接。更进一步的，所述空间多臂机器人数量为三个，每个空间多臂机器人均选择三个不相邻的机械臂，三个空间多臂机器人中的三个不相邻机械臂按顺序依次将机械臂的连接端通过多头快换工具相连。更进一步的，所述每个空间多臂机器人的机械臂数量为六个，所述基座上安装有飞轮和喷管，所述万向关节和平动关节均由电机驱动。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术解决了在轨服务机构尺寸小、灵活度差、刚度差的问题。本专利技术具有自组装重构特点，可实现无穷多个构型的组成，因此具有尺寸跨度大、冗余性高、刚度好、自主智能的特点。可面向多种任务场景，例如尺寸、状态未知的非合作目标的捕获、超大型空间结构的搬运、空间大型目标或行星表面的攀爬等。本专利技术使用的空间多臂机器人的机械臂可拆卸组装，且末端装有多头快换工具，能够使组成的构型更多、组装过程更加灵活；单个空间多臂机器人可以应用为空间攀爬机器人，在空间大型表面以及行星表面进行攀爬，提高了稳定性以及灵活性；提出了空间机器人的树/网组合方案，可以针对非合作目标与超大目标进行抓捕、维修，提高了工作尺度、灵活性和刚度。附图说明图1为本专利技术所述的空间多臂机器人结构示意图；图2为本专利技术所述的攀爬机器人结构示意图；图3为本专利技术所述的抓捕机器人结构示意图；图4为本专利技术所述的网状空间机器人结构示意图；图5为本专利技术所述的臂体延长树状空间机器人结构示意图；图6为本专利技术所述的树叉状空间机器人结构示意图；图7为本专利技术所述的自并联树状空间机器人结构示意图；图8为本专利技术所述的串并混合树状空间机器人结构示意图；图9为本专利技术所述的封闭框架树状空间机器人结构示意图。1-基座，2-快换接口，3-万向关节，4-多头快换工具，5-臂杆，6-平动关节，7-抓取机构，8-墙面，9-抓捕机器人，10-目标，11-机器人元胞。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。参见图1-9说明本实施方式，一种空间树网型机器人，它包括多个空间多臂机器人，多个空间多臂机器人配合相连，每个空间多臂机器人均包括基座1和多个机械臂，多个机械臂沿基座1圆周方向布置，所述机械臂包括三个万向关节3、两个臂杆5和两个平动关节6，所述两个臂杆5的一端通过一个万向关节3相连，其余两个万向关节3分别安装在两个臂杆5的另一端，每个臂杆5上均设置有一个平动关节6，所述机械臂的接口端通过快换接口2与基座1相连，所述机械臂的连接端与多头快换工具4相连。本实施例间树网型机器人由多个空间多臂机器人组成，单个多臂机器人的构型如图1所示，在基座的特征平面上均匀分布数个可拆卸机械臂。每个机械臂都是冗余机械臂，具有八个自由度。单个空间多臂机器人自由度非常多，因此灵活度较大。每个机械臂均可拆卸组装，且靠近基座1的接口端可以与连接端相对接。机械臂的连接端具有数个多头快换工具4，可以允许机械臂的连接端相互对接。每个机械臂可单独拆卸并再组装实现变构和自并联，增强系统刚度，提升定位精度。空机械臂可拆卸并组装延长，拓展工作范围或形成树叉结构，进行双臂捕获与协同操作，还可重构为串并混合系统，实现面向任务的驱动优化适配。由多个空间多臂机器人构成的组合体可以组合成小型机器人树，实现协同操控，提升系统驱动能力与刚度；还可组合成大型网状机器人，捕获超大目标或针对超大结构进行协同操作。在多个空间多臂机器人组装成树叉系统时，需要将机械臂靠近基座1的接口端与其他机械臂的连接端对接、以及机械臂的连接端与其他机械臂的连接端对接。在多个空间多臂机器人组装成网状机器人组合体时，需要将机械臂的连接端与其他机械臂的连接端对接。如图2所示，多头快换工具4与抓取机构7相连，形成攀爬机器人，攀爬机器人通过抓取机构7能够稳定的停留在攀爬表面，实现攀爬墙面8，之后攀爬机器人整体进行移动。如图3所示，多个机械臂向内收拢呈抓握姿态，形成抓捕机器人9，抓捕机器人9实现对目标10的抓捕，通过空间多臂机器人进行仿机器人灵巧手的强抓取、抓握方式对待抓捕的非合作目标10进行搂抱，本实施例中目标为卫星。如图4所示，多个空间多臂机器人的机械臂均摊开呈平面机器人结构，每个机器人的机械臂角度对称，形成机器人元胞11，多个机器人元胞11通过机械臂依次相连，形成网状空间机器人，能够铺成一张网。如图5所示，空间多臂机器人其中一个机械臂的连接端通过多头快换工具4与另一个机械臂的接口端相连，将该机械臂延长，延长后的机械臂连接端依旧有设置有多头快换工具4。如图6所示，空间多臂机器人中的两个机械臂的接口端与快换接口2断开连接，两个机械臂的连接端通过多头快换工具4与另一个机械臂的连接端相连，以此实现超远距离的双臂协同操作。如图7所示，空间多臂机器人中不相邻的三个机械臂的连接端通过多头快换工具4相连，实现自并联操作。如图8所示，空间多臂机器人中不相邻的三个机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间树网型机器人，其特征在于：它包括多个空间多臂机器人，多个空间多臂机器人配合相连，每个空间多臂机器人均包括基座(1)和多个机械臂，多个机械臂沿基座(1)圆周方向布置，所述机械臂包括三个万向关节(3)、两个臂杆(5)和两个平动关节(6)，所述两个臂杆(5)的一端通过一个万向关节(3)相连，其余两个万向关节(3)分别安装在两个臂杆(5)的另一端，每个臂杆(5)上均设置有一个平动关节(6)，所述机械臂的接口端通过快换接口(2)与基座(1)相连，所述机械臂的连接端与多头快换工具(4)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种空间树网型机器人，其特征在于：它包括多个空间多臂机器人，多个空间多臂机器人配合相连，每个空间多臂机器人均包括基座(1)和多个机械臂，多个机械臂沿基座(1)圆周方向布置，所述机械臂包括三个万向关节(3)、两个臂杆(5)和两个平动关节(6)，所述两个臂杆(5)的一端通过一个万向关节(3)相连，其余两个万向关节(3)分别安装在两个臂杆(5)的另一端，每个臂杆(5)上均设置有一个平动关节(6)，所述机械臂的接口端通过快换接口(2)与基座(1)相连，所述机械臂的连接端与多头快换工具(4)相连。


2.根据权利要求1所述的一种空间树网型机器人，其特征在于：所述多头快换工具(4)与抓取机构(7)相连，形成攀爬机器人，所述攀爬机器人通过抓取机构(7)实现攀爬墙面(8)。


3.根据权利要求1所述的一种空间树网型机器人，其特征在于：所述多个机械臂向内收拢呈抓握姿态，形成抓捕机器人(9)，所述抓捕机器人(9)实现对目标(10)的抓捕。


4.根据权利要求1所述的一种空间树网型机器人，其特征在于：所述多个空间多臂机器人的机械臂均摊开呈平面机器人结构，每个机器人的机械臂角度对称，形成机器人元胞(11)，多个机器人元胞(11)通过机械臂依次相连，形成网状空间机器人。


5.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏承，岳程斐，曹喜滨，蔡璧丞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23