一种末端执行器制造技术

本文公布了一种末端执行器，包括本体，以及设置在本体内的捕获机构和拖动机构，所述拖动机构与本体固定，且所述拖动机构的输出端与所述捕获机构连接，其特征在于，所述捕获机构上设置有纠偏组件，所述捕获机构的电机带动所述纠偏组件将目标物的偏航角度调整到预设范围内。本文涉及空间站机械臂领域，提供了一种末端执行器，可克服捕获空间容差较小且触碰撞力较大的问题，实现在捕获的同时对目标物的姿态进行纠偏调整，在大容差条件下实现末端执行器对目标物的软接触捕获，降低了对空间站被捕获物的姿态参数要求，提高了空间站目标物的捕获成功率。

An end actuator

An end actuator is disclosed, including a body, a capture mechanism and a drag mechanism arranged in the body, the drag mechanism is fixed with the body, and the output end of the drag mechanism is connected with the capture mechanism, which is characterized in that the capture mechanism is provided with a deviation correction component, and the motor of the capture mechanism drives the deviation correction component to drive the yaw angle of the target Adjust to the preset range. This paper deals with the field of space station manipulator, and provides a kind of end effector, which can overcome the problem of small space tolerance and large collision force. It can correct the attitude of the target while capturing, realize the soft contact acquisition of the target by the end effector under the condition of large tolerance, reduce the requirement of attitude parameters of the captured object in the space station, and improve the air quality Capture success rate of interstation target.

【技术实现步骤摘要】
一种末端执行器
本专利技术涉及空间站机械臂领域，尤其涉及一种末端执行器。
技术介绍
空间站机械臂是我国航天工程的重大关键技术之一，包括核心舱机械臂和实验舱机械臂。其中，空间站机械臂承担着舱段捕获与转移、仪器设备转移与安装、辅助航天员作业等功能。在轨捕获技术是空间在轨服务技术的重要分支，对合作目标的捕获是通过安装在空间站机械臂或飞行器上的对接机构或者末端执行器实现。安装在机械臂两端的末端执行器是空间机械臂系统的重要组成部分，是实现对空间站目标的捕获、锁定、电气连接等功能的基础重要装置，通常是通过末端执行器抓捕适配器来实现对空间目标的抓捕过程。末端执行器对目标物的成功抓捕是核心舱机械臂成功完成空间站其他任务的前提和关键环节。目前，国内外应用的空间站机械臂的末端执行器，主要有两类：一类是锥-杆式，另一类是异体同构周边式，上述两类执行器在空间站捕获中存在容差小、纠偏能力低等问题，在大容差或被捕获物姿态变化的情况下捕获成功率较低。随着航天技术、材料科学以及机械科学的不断发展，空间站机械臂末端执行机构不断涌现。最有代表性的是加拿大MDA(MacDonaldDettwilerandAssociatesLtd.)公司为国际空间站研制的末端执行器，该末端执行器在空间站能够实现大载荷目标物的捕获，但仍然存在捕获空间容差较小、接触碰撞力较大的问题，对被捕获物姿势和捕获空间具有严格要求，甚至导致捕获失败。
技术实现思路
本专利技术提供一种末端执行器，可克服捕获空间容差较小且触碰撞力较大的问题，实现在捕获的同时对目标物的姿态进行纠偏调整，在大容差条件下实现末端执行器对目标物的软接触捕获，降低了对空间站被捕获物的姿态参数要求，提高了空间站目标物的捕获成功率。为解决上述技术问题，本专利技术实施例采用如下技术方案：一种末端执行器，包括本体，以及设置在本体内的捕获机构和拖动机构，所述拖动机构与本体固定，且所述拖动机构的输出端与所述捕获机构连接，所述捕获机构上设置有纠偏组件，所述捕获机构的电机带动所述纠偏组件将目标物的偏航角度调整到预设范围内。一种可能的设计，所述纠偏组件设置在所述捕获机构背向所述拖动机构的一侧。一种可能的设计，所述纠偏组件包括纠偏环和多个纠偏钢丝绳，所述纠偏环旋转安装在所述捕获机构上，多个所述纠偏钢丝绳交织在所述纠偏环内，用以束缚目标物。一种可能的设计，所述捕获机构包括电机、固定环、转动环和捕获钢丝绳，所述固定环与所述拖动机构连接，所述转动环旋转安装在所述固定环上，且所述转动环和纠偏环分居所述固定环的两侧，所述电机的输出端分别连接所述转动环和纠偏环，所述纠偏钢丝绳的一端固定在所述纠偏环内侧，另一端固定在所述固定环的内侧。一种可能的设计，所述电机的输出端设有第一齿轮，所述转动环的内侧设有第一延伸板，所述第一延伸板的下端设有第一齿条，所述第一齿条与所述第一齿轮啮合。一种可能的设计，所述固定环的下端设置有轴承件，多个所述轴承件均匀布置在所述转动环的外周且与所述转动环配合，形成所述转动环与固定环的旋转连接。一种可能的设计，所述纠偏环通过传动机构与所述电机连接，所述传动机构包括第二延伸板和设置在所述转动环外周的外滑环，所述外滑环的上端与所述纠偏环连接，所述外滑环的内侧与所述轴承件配合，形成所述外滑环与固定环的转动连接；所述电机的输出端设有第二齿轮，所述第二延伸板设置在所述外滑环的下端，所述第二延伸板的下端设有第二齿条，所述第二齿条与所述第二齿轮啮合。一种可能的设计，拖动机构还包括滑动组件，所述滑动组件包括滑块和设置在本体内壁上的滑轨，所述滑块通过支架与所述固定环连接。一种可能的设计，所述转动环和外滑环之间设置有空隙，所述支架穿过所述空隙并向上延伸至所述固定环。一种可能的设计，所述拖动机构还包括丝杠组件，所述丝杠组件包括丝杠、拖动电机和随动件，所述丝杠与所述随动件螺接且所述丝杠的一端与所述拖动电机连接，所述随动件通过连接板与所述滑块连接。本专利技术实施例的有益效果：本专利技术实施例的末端执行器可在捕获的同时对目标物的姿态进行纠偏调整，在大容差条件下实现末端执行器对目标物的软接触捕获，降低了对空间站被捕获物的姿态参数要求，提高了空间站目标物的捕获成功率。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：图1为根据本公开一实施例的末端执行器示意图；图2为捕获机构示意图；图3为捕获机构剖示图；图4为捕获机构截面示意图；图5为纠偏钢丝绳示意图；图6为捕获钢丝绳示意图。附图标记：1-本体、2-拖动机构、3-捕获机构、4-纠偏组件、5-纠偏环、6-固定环、7-转动环、8-外滑环、9-第一延伸板、10-第一齿条、11-轴承件、12-空隙、13-第二齿条、14-第一齿轮、15-第二齿轮、16-工字连接件、17-捕获钢丝绳、18-纠偏钢丝绳、19-第二延伸板、20-第一凹槽、21-第二凹槽、22-电机、23-V形滑道、24-丝杠、25-随动件、26-拖动电机、27-连接板、28-滑块、29-滑轨、30-支架、31-纠偏区、32-捕获区、33-凸块。具体实施方式为使本申请的专利技术目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本申请的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。请参阅图1至图4的本专利技术实施例的末端执行器。如图1所示，该末端执行器包括本体1，以及设置在本体1内的捕获机构3和拖动机构2，其中，拖动机构2与本体1固定，而拖动机构2的输出端与捕获机构3连接，以拖动其沿本体1长度方向移动。特别地，上述捕获机构3上还设置有纠偏组件4，纠偏组件4可进一步束缚目标物，并将目标物的偏航角度调整到预设范围内。由此，该末端执行器可在捕获的同时对目标物的姿态进行纠偏调整，降低了对空间站被捕获物的姿态参数要求，大大提高了空间站目标物的捕获成功率。具体地，如图1所示，本体1呈中空管状，上述拖动机构2设置在其底端，而纠偏组件4设置在捕获机构3背向拖动机构2的一侧。就拖动机构2而言，其包括起到拖动作用的丝杠组件，以及用于导向和控制平稳性的滑动组件，如图1所示，其中，滑动组件包括三个滑块28和设置在本体1内壁上的三个滑轨29，三个滑轨29绕本体1的周向均匀布置，且沿本体1长度方向延伸，该滑块28滑动连接在滑轨29，且滑块28还通过支架30与上述捕获机构3的固定环6连接；上述丝杠组件包括丝杠24、拖动电机26和随动件25，丝杠24与随动件25螺接且丝杠24的一端与拖动电机26连接，同时，随动件25通过连接板27与上述三个滑块28和支架3连接。由此，在工作时，该拖动电机26可带动丝杠24旋转，而丝杠24的旋转又将拉动随动件25沿其长度移动，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种末端执行器，包括本体，以及设置在本体内的捕获机构和拖动机构，所述拖动机构与本体固定，且所述拖动机构的输出端与所述捕获机构连接，其特征在于，所述捕获机构上设置有纠偏组件，所述捕获机构的电机带动所述纠偏组件将目标物的偏航角度调整到预设范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种末端执行器，包括本体，以及设置在本体内的捕获机构和拖动机构，所述拖动机构与本体固定，且所述拖动机构的输出端与所述捕获机构连接，其特征在于，所述捕获机构上设置有纠偏组件，所述捕获机构的电机带动所述纠偏组件将目标物的偏航角度调整到预设范围内。


2.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述纠偏组件设置在所述捕获机构背向所述拖动机构的一侧。


3.根据权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，所述纠偏组件包括纠偏环和多个纠偏钢丝绳，所述纠偏环旋转安装在所述捕获机构上，多个所述纠偏钢丝绳交织在所述纠偏环内，用以束缚目标物。


4.根据权利要求3所述的末端执行器，其特征在于，所述捕获机构包括电机、固定环、转动环和捕获钢丝绳，所述固定环与所述拖动机构连接，所述转动环旋转安装在所述固定环上，且所述转动环和纠偏环分居所述固定环的两侧，所述电机的输出端分别连接所述转动环和纠偏环，所述纠偏钢丝绳的一端固定在所述纠偏环内侧，另一端固定在所述固定环的内侧。


5.根据权利要求4所述的末端执行器，其特征在于，所述电机的输出端设有第一齿轮，所述转动环的内侧设有第一延伸板，所述第一延伸板的下端设有第一齿条，所述第一齿条与所述第一齿轮啮合。

【专利技术属性】
技术研发人员：任威严，孟庆良，马天麒，季洪鑫，梁建勋，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11