【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间在轨服务，具体为一种大型空间设施敏捷自生建造平台及建造方法。
技术介绍
1、随着航天技术的发展,航天器结构不断朝着大型化的方向发展。大型空间结构难以直接从地面发射，需要在轨组装和维修技术的应用,在轨组装和在轨维修成为近年来航天器空间技术研究领域的焦点。
2、目前大型空间结构的在轨建造跨度大、任务多样、宏微操作混合，传统机器人先制造再发射或是将机器人的功能模块发射到空间轨道上之后再进行组装，使得机器人种类以及相应的功能难以满足灵活多样的任务；并且建造完成的桁架结构刚度较低，连接完成后不易拆卸，更换结构件不方便，降低维修维护效率。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决上述提到的传统建造机器人不能满足灵活多样的任务需求以及桁架结构连接刚度低、连接完成后拆卸维护不方便的问题，特此提出了一种大型空间设施敏捷自生建造平台及建造方法。本专利技术通过卫星平台上设置的圆管成形装置和桁架成形装置，利用携带的原材料，在轨建造任务所需的机器人，通过多臂协同和多机器人协同，可以实现大型空间结构的在轨建造；并通过对接机构进行桁架结构之间的连接，在保证结构刚度的同时，便于拆卸和维护。
2、本专利技术提出了一种大型空间设施敏捷自生建造平台，其具体包括圆管成形装置、桁架成形装置和卫星平台，圆管成形装置和桁架成形装置设置在卫星平台上，卫星平台上设置有两个装配机械臂；桁架成形装置连续成形若干复合材料桁架，圆管成形装置连续成形若干金属圆管，通过装配机械臂抓取复合材料桁架和金属圆管
3、更进一步地，所述机器人包括短臂机器人，短臂机器人包括机器人基座、若干关节、若干金属圆管和若干夹爪，金属圆管通过关节连接形成机械臂，机械臂末端设置有夹爪；若干机械臂均匀布置在机器人基座上；机械臂单臂长度为1m。
4、更进一步地，所述机器人包括长臂机器人，长臂机器人包括机器人基座、若干关节、若干复合材料桁架和若干夹爪，复合材料桁架通过关节连接形成机械臂，机械臂末端设置有夹爪；若干机械臂均匀布置在机器人基座上；机械臂单臂长度为10m。
5、更进一步地，所述机器人包括塔吊机器人，塔吊机器人为两自由度连杆结构，高度为120m；塔吊机器人通过若干关节和若干复合材料桁架构成。
6、一种利用上述的大型空间设施敏捷自生建造平台的大型空间结构建造方法，包括以下步骤：
7、步骤一、通过圆管成形装置、桁架成形装置和卫星平台上的装配机械臂建造短臂机器人、长臂机器人和塔吊机器人；
8、步骤二、短臂机器人携带复合材料桁架并附着于长臂机器人，组成机器人组，长臂机器人爬上塔吊机器人末端，通过塔吊机器人将机器人组运送到装配位置；
9、步骤三、长臂机器人爬下塔吊末端，短臂机器人对复合材料桁架进行精细装配。
10、本专利技术所述的一种大型空间设施敏捷自生建造平台及建造方法的有益效果为：
11、(1)本专利技术所述的一种大型空间设施敏捷自生建造平台及建造方法，可以根据不同的任务需要，依靠圆管成形装置、桁架成形装置以及装配机械臂，建造包括精细操作型短臂机器人、爬行式长臂机器人和塔吊机器人在内的不同构型的机器人，满足不同的建造或维护任务需求；
12、(2)本专利技术所述的一种大型空间设施敏捷自生建造平台及建造方法，通过单一机器人的多臂协同以及多机器人协同的方式高效、快速的完成在轨建造大型空间结构的任务；
13、(3)本专利技术所述的一种大型空间设施敏捷自生建造平台及建造方法，桁架结构之间通过对接机构连接，通过连杆结构的展开和对接凹槽内部的空间进行匹配，实现桁架结构之间的连接；通过直杆头部的环状凸起结构和锁紧簧片进行卡接，实现连杆结构展开状态的锁定，提高了连接刚度的同时，便于结构件的更换，方便在轨维修以及维护。
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1.一种大型空间设施敏捷自生建造平台，其特征在于：包括圆管成形装置(1)、桁架成形装置(2)和卫星平台(3)，圆管成形装置(1)和桁架成形装置(2)设置在卫星平台(3)上，卫星平台(3)上设置有两个装配机械臂(4)；桁架成形装置(2)连续成形若干复合材料桁架，圆管成形装置(1)连续成形若干金属圆管，通过装配机械臂(4)抓取复合材料桁架和金属圆管进行机器人在轨建造；机器人利用复合材料桁架进行大型空间结构搭建；若干复合材料桁架之间通过对接机构和对接凹槽连接；对接机构包括弹簧(5)、若干连杆一(6)、若干连杆二(7)、底座一(8)、底座二(9)、直杆(10)、两个锁紧簧片(11)、对接头(12)和对接底座(13)，对接底座(13)上设置有直杆(10)；直杆(10)上设置有底座一(8)，端部设置有底座二(9)；底座一(8)上均匀铰接有若干连杆一(6)，底座二(9)上均匀铰接有若干连杆二(7)；连杆一(6)和连杆二(7)一一对应铰接；底座二(9)上设置有对接头(12)，对接头(12)内设置有两个锁紧簧片(11)；直杆(10)头部设置有环形凸起并和锁紧簧片(11)配合；底座一(8)和对接底座
2.根据权利要求1所述的一种大型空间设施敏捷自生建造平台，其特征在于：所述机器人包括短臂机器人，短臂机器人包括机器人基座、若干关节、若干金属圆管和若干夹爪，金属圆管通过关节连接形成机械臂，机械臂末端设置有夹爪；若干机械臂均匀布置在机器人基座上；机械臂单臂长度为1m。
3.根据权利要求1所述的一种大型空间设施敏捷自生建造平台，其特征在于：所述机器人包括长臂机器人，长臂机器人包括机器人基座、若干关节、若干复合材料桁架和若干夹爪，复合材料桁架通过关节连接形成机械臂，机械臂末端设置有夹爪；若干机械臂均匀布置在机器人基座上；机械臂单臂长度为10m。
4.根据权利要求1所述的一种大型空间设施敏捷自生建造平台，其特征在于：所述机器人包括塔吊机器人，塔吊机器人为两自由度连杆结构，高度为120m；塔吊机器人通过若干关节和若干复合材料桁架构成。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述的大型空间设施敏捷自生建造平台的大型空间结构建造方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种大型空间设施敏捷自生建造平台，其特征在于：包括圆管成形装置(1)、桁架成形装置(2)和卫星平台(3)，圆管成形装置(1)和桁架成形装置(2)设置在卫星平台(3)上，卫星平台(3)上设置有两个装配机械臂(4)；桁架成形装置(2)连续成形若干复合材料桁架，圆管成形装置(1)连续成形若干金属圆管，通过装配机械臂(4)抓取复合材料桁架和金属圆管进行机器人在轨建造；机器人利用复合材料桁架进行大型空间结构搭建；若干复合材料桁架之间通过对接机构和对接凹槽连接；对接机构包括弹簧(5)、若干连杆一(6)、若干连杆二(7)、底座一(8)、底座二(9)、直杆(10)、两个锁紧簧片(11)、对接头(12)和对接底座(13)，对接底座(13)上设置有直杆(10)；直杆(10)上设置有底座一(8)，端部设置有底座二(9)；底座一(8)上均匀铰接有若干连杆一(6)，底座二(9)上均匀铰接有若干连杆二(7)；连杆一(6)和连杆二(7)一一对应铰接；底座二(9)上设置有对接头(12)，对接头(12)内设置有两个锁紧簧片(11)；直杆(10)头部设置有环形凸起并和锁紧簧片(11...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏承，李小锋，李琦，曹喜滨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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