【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印的空间站舱内活动人形机器人
[0001]本专利技术涉及机器人领域，尤其是一种在空间站舱人活动人形机器人。
技术介绍
[0002]近地轨道空间站、月球轨道空间站等大型空间设施对开展太空科学实验、推动人类进入深空具有重要意义。当前，空间站主要以有人照料模式运行，依赖航天员完成各项在轨试验及空间站的日常维护，例如实验过程的长期记录、空间站运行状态监测等。随着在轨任务的日益繁重，利用机器人辅助航天员开展舱内活动、甚至代替航天员进行长期无人值守，是空间站建设的重要发展方向。
[0003]空间站处于微重力环境，舱内机器人的设计与运动形式同地面机器人显著不同。其设计应充分利用空间微重力环境的特点，降低结构和关节质量；其外形结构应适应人类航天员工作场所，便于利用航天员使用的工具、设备开展空间活动，以及同航天员协同开展工作；其运动形式应能够支持其具备较大的作业范围。已在国际空间站运行的宇航蜜蜂、智子机器人分别采用正方体和球体构型，依靠若干螺旋桨推力器移动，仅能完成拍摄等简单任务。NASA研制的Robonaut机器人采用...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的空间站舱内活动人形机器人，包括头部、颈部、躯干、左臂、右臂、左手、右手、腰部、左腿、右腿和控制系统，其特征在于所述的头部，设有双目视觉相机和头戴，头戴位于双目视觉相机的上方；所述的头部通过颈部与躯干相连；所述的颈部，设有颈部第一关节和颈部第二关节；其中的颈部第一关节控制头部俯仰运动，采用大导程多头丝杠螺母传动；颈部第二关节控制头部偏航运动，采用圆柱齿轮传动；所述的躯干，连接左臂和右臂；左臂和右臂结构相同；所述的左臂，包括左肩关节、左肘关节、左腕关节；其中的左肩关节包括左肩第一关节、左肩第二关节和左肩第三关节；左肩第一关节与所述的躯干相连接；所述的左腕关节包括左腕第一关节和左腕第二关节；通过左腕第二关节，所述的左臂和左手相连；左肩第一关节、左肩第二关节、左肩第三关节、左腕第一关节、左腕第二关节和左肘关节结构相同；所述的左手，包括手掌、拇指、食指、中指、无名指、小指以及若干微型伺服电机；微型伺服电机安装在手掌内；拇指、食指、中指、无名指、小指结构相同；所述的食指，包括食指第一关节、食指第二关节和食指第三关节，结构相同；食指第一关节连接手掌；食指第三关节与指尖相连；指尖上固定有弹性细绳，弹性细绳依次经食指的三个关节，缠绕并固连于微型伺服电机输出轴的同步轮上；所述的腰部与躯干相连，包括腰部第一关节和腰部第二关节；腰部第一关节控制躯干在偏航方向转动，采用多头涡轮蜗杆形式传动；腰部第二关节控制躯干左倾、右倾，采用对称的大导程多头丝杠螺母传动；所述的左腿、右腿通过所述的腰部与躯干连接；右腿同左腿对称，且结构相同；所述的左腿，包括髋关节、膝关节和两个踝关节；其中的踝关节有两个自由度；髋关节与左肩第一关节结构相同，膝关节与左肘关节结构相同；所述的躯干内配置一个中心计算单元，在左臂、右臂、左腿和右腿各配置一个边缘计算单元；中心计算单元、四个边缘计算单元和舱内计算服务器通过低延迟5G数据链路通信。2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的空间站舱内活动人形机器人，其特征是所述的左肩3个关节，包括小型无刷伺服电机、低减速比减速机构和编码器；小型无刷伺服电机通过螺钉固定在基座上；小型无刷伺服电机的输出轴同多头蜗杆固连并带动多头蜗杆旋转；多头蜗杆同涡轮构成低减速比减速机构，减速比小于15；涡轮通过轴承支撑润滑，并限定涡轮旋转方向；基座上设有盖板，盖板限制多头蜗杆和涡轮的运动，保证关节刚度；编码器基座固连于盖板上，编码器转轴固连于涡轮上，以精确测量关节角度。3.根据权利要求2所述的一种基于3D打印的空间站舱内活动人形机器人，其特征在于所述的多头蜗杆同涡轮构成低减速比减速机构，减速比设计为10。4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的空间站舱内活动人形机器人，其特征是所述指尖为柔性材料一体打印成型。5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的空间站舱内活动人形机器人，其特征是所述的头戴为可拆卸的。6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的空间站舱内活...
【专利技术属性】
技术研发人员：张育林，张琦，张斌斌，李传祥，
申请(专利权)人：浙江大学湖州研究院，
类型：发明
国别省市：
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