一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人制造技术

本发明专利技术公开一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人，包括控制主机、至少一个柔性仿生臂机构、至少一个执行机构和驱动机构，控制主机配置为具有人机交互模块和至少一个检测子机构；所述至少一个柔性仿生臂机构可活动的配置在所述控制主机上；所述至少一个执行机构用于抓取物品，所述至少一个执行机构可拆卸的设置在所述至少一个柔性仿生臂机构上；驱动机构用于为所述控制主机和所述至少一个执行机构提供在空间站中活动所需要的驱动力；该带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人能够实现自动巡航飞行检测维护一体化，大大减轻宇航员工作量，方便空间站内部宇航员或地面站工作人员及时下达指令实施任务。及时下达指令实施任务。及时下达指令实施任务。

【技术实现步骤摘要】
一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人


[0001]本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人。

技术介绍

[0002]空间站是目前各国航天科技竞逐的重要舞台。近年来，空间站发展呈现结构大型化、功能复杂化和任务多样化等特点，这些特点一方面要求空间站配备新型机电系统，另外一方面不可避免地增加了航天员的舱内工作量。因此，空间站舱内自动化设备，尤其是通过舱内辅助操作的微纳卫星减轻航天员工作量，进而实现非值守运营的必要手段。
[0003]宇航员在空间站内除需要进行日常科研与舱内维护工作，如进行空间科学实验、对空间环境进行拍照，以及对空间站舱内环境进行检查与维护等，还需处理日常生活中多种事项，如搬运和挪动物资、收集空间站内部杂物等。因此亟需可在空间特殊工况下完成多种复合功能的舱内机器人辅助航天员完成重复性工作，从而提升舱内工作效率及减轻航天员工作负担。目前现有舱内机器人装备了传统刚性机械臂，在舱内狭小环境中的检测/操作功能受限，且刚性机构可能冲撞航天员及精密设备，存在一定安全风险。综上，亟需一款高安全度的舱内机器人满足使用需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述的技术问题而提供一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人，能够实现自动巡航飞行检测维护一体化，大大减轻宇航员工作量，方便空间站内部宇航员或地面站工作人员及时下达指令实施任务，同时采用了柔性仿生臂机构，能够有效的提升安全度。
[0005]为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人，包括
[0007]控制主机，配置为具有人机交互模块和至少一个检测子机构；
[0008]至少一个柔性仿生臂机构，所述至少一个柔性仿生臂机构可活动的配置在所述控制主机上；
[0009]用于抓取物品的至少一个执行机构，所述至少一个执行机构可拆卸的设置在所述至少一个柔性仿生臂机构上；以及
[0010]驱动机构，用于为所述控制主机、所述至少一个柔性仿生臂机构和所述至少一个执行机构提供在空间站中活动所需要的驱动力。
[0011]根据权利要求1所述的一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人，其特征在于：所述控制主机上设置有至少一个关节，所述至少一个关节被配置为具有自锁功能，所述柔性仿生臂机构通过所述关节与控制主机连接。
[0012]作为优选，所述控制主机上设置有供所述至少一个检测子机构伸缩活动的至少一个活动孔，所述至少一个检测子机构位于所述控制主机内，所述至少一个检测子机构包含有
[0013]储存仓；
[0014]设置在所述储存仓内的至少一个柔性套筒；
[0015]设置在所述储存仓上的电机；
[0016]用于将所述电机和至少一个柔性套筒联接的齿轮传动机构，所述至少一个柔性套筒通过所述电机和所述齿轮传动机构形成电动伸缩结构；以及
[0017]设置在所述至少一个柔性套筒上的科学摄像头。
[0018]作为优选，所述至少一个检测子机构还包含有
[0019]设置在所述储存仓一端的拉线机构；
[0020]其中，所述齿轮传动机构包含有齿轮和柔性齿条，所述拉线机构被配置为通过拉动使所述至少一个柔性套筒和柔性齿条弯曲。
[0021]作为优选，所述驱动机构包含有
[0022]集成电磁阀；
[0023]叶轮离心装置；用于将舱内的空气吸入控制主机内；
[0024]储气箱，用于储存压缩空气；以及
[0025]压缩机，用于将空气压缩到所述储气箱内；
[0026]其中，所述集成电磁阀与所述储气箱连接，所述集成电磁阀上设置有用于为控制主机、执行机构和柔性仿生臂机构供气的至少一个气路。
[0027]作为优选，所述控制主机具有至少一个连接面，所述至少一个连接面上设置有至少一个出气孔，所述至少一个出气孔与所述至少一个气路连接。
[0028]作为优选，所述至少一个关节被配置为由控制主机控制旋转角度和位置锁定。
[0029]作为优选，所述控制主机具有至少一个导航摄像头和至少一个避障摄像头，所述至少一个导航摄像头设置在所述关节旁边。
[0030]作为优选，所述控制主机具有用于与地面通讯的网络传输模块。
[0031]本专利技术还提供一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人的工作方法，包括以下步骤：
[0032]1)驱动机构储存压缩气体：驱动机构将外界的气体抽入并压缩储存；
[0033]2)控制主机的运动：由控制主机控制驱动机构工作，使得驱动机构喷射出气流推动控制主机运动；
[0034]3)柔性仿生臂机构：由控制主机控制驱动机构工作，使得柔性仿生臂机构受到气压的作用出现弹性形变弯曲；
[0035]4)执行机构：由控制主机控制驱动机构对执行机构供气或吸气，使得执行机构拿持所需的物体。
[0036]本专利技术的有益效果为：能够实现自动巡航飞行检测维护一体化，大大减轻宇航员工作量；其次具备完善的人机交互系统，方便空间站内部宇航员或地面站工作人员及时下达指令实施任务，再次，模块化的设计使得其配置更加灵活，面对不同任务需求仅需要更换执行机构前端即可，运动机动方便，最后，没有过多的凸出造型，相对于完全裸露在外部的涡扇旋翼更加安全，为空间站舱内安全运行提供了保障。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1为本专利技术一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人的主视图。
[0039]图2为本专利技术一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人的控制主机的立体图。
[0040]图3为本专利技术一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人的控制主机的结构示意图。
[0041]图4为本专利技术一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人的检测子机构的局部结构示意图。
[0042]图5为本专利技术一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人的检测子机构的局部结构示意图。
[0043]图6为本专利技术一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人的检测子机构的局部结构示意图。
[0044]图7为本专利技术一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人的驱动机构的结构示意图。
[0045]图8为本专利技术一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人的柔性仿生臂机构的立体图。
[0046]图9为本专利技术一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人的柔性仿生臂机构的剖面图。
[0047]图10为图9中A处的放大图。
[0048]图11为图9中B处的放大图。
[0049]图中：
[0050]10、控制主机；11、人机交互模块；12、检测子机构；111、可触摸式显示器；112、操作按键；13、电动关节；121、储存仓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人，其特征在于：包括控制主机，配置为具有人机交互模块和至少一个检测子机构；至少一个柔性仿生臂机构，所述至少一个柔性仿生臂机构可活动的配置在所述控制主机上；用于抓取物品的至少一个执行机构，所述至少一个执行机构设置在所述至少一个柔性仿生臂机构上；以及驱动机构，用于为所述控制主机、所述至少一个柔性仿生臂机构和所述至少一个执行机构提供在空间站中活动所需要的驱动力。2.根据权利要求1所述的一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人，其特征在于：所述控制主机上设置有至少一个关节，所述柔性仿生臂机构通过所述关节与控制主机连接。3.根据权利要求1所述的一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人，其特征在于：所述控制主机上设置有供所述至少一个检测子机构伸缩活动的至少一个活动孔，所述至少一个检测子机构位于所述控制主机内，所述至少一个检测子机构包含有储存仓；设置在所述储存仓内的至少一个柔性套筒；设置在所述储存仓上的电机；用于将所述电机和至少一个柔性套筒联接的传动机构，所述至少一个柔性套筒通过所述电机和所述传动机构形成电动伸缩结构；以及设置在所述至少一个柔性套筒上的科学摄像头。4.根据权利要求3所述的一种带仿生柔性臂的空间站舱内服务机器人，其特征在于：所述至少一个检测子机构还包含有设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦绣，马克，吴嘉宁，陈晓东，谢泽楷，张博彧，朱翔宇，陶文舰，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：