[实用新型]仿生可攀爬和操作的机械臂

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人，具体地说是一种仿生可攀爬和操作的机 械臂。

背景技术

近几十年来，空间技术的快速发展，使人类在探索太空活动得到 了进一步延伸。太空是一个微重力、高真空、强辐射、大温差的恶劣 环境，宇航员探索宇宙太空潜在危险很大。设计一种空间机器人可以 协助或代替宇航员完成大量危险的太空任务已成为机器人领域重要 的研究方向，尤其是面向空间站应用的机器人更是各个国家研究的热 点。该类机器人主要面向两大任务：一种是应用在空间站舱外，协助 宇航员完成空间站上大型组件的组装、修理以及勘察工作的舱外空间 服务机器人；另一种是应用于空间站舱内，用于协助宇航员完成空间 站中的科学实验，监控舱内科学仪器的舱内空间服务机器人。随着科 学技术的进步，舱内空间服务机器人正朝着小型化、智能化、多功能 性、高稳定性的方向发展。

现有舱内爬行机器人末端执行器大多采用吸附式，不具备额外的 操作能力，无法适应于空间站舱内仪器的操作工作。

实用新型内容

为了解决现有舱内爬行机器人吸附式末端执行器存在的上述问 题，本实用新型的目的在于提供一种仿生可攀爬和操作的机械臂。该 仿生可攀爬和操作的机械臂模拟自然界昆虫尺蠖，既可以爬行又可以 操作，适用于空间站舱内科学仪器操作工作。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型的机械臂为两端带有夹持关节模块、中间具有五自由 度的串联对称式构型机器人，包括依次串联的第一夹持关节模块、第 一回转关节模块、第一俯仰关节伺服电机、第二俯仰关节伺服电机、 第三俯仰关节伺服电机、第二回转关节模块及第二夹持关节模块，所 述第一回转关节模块及第二回转关节模块分别驱动所述机械臂回转， 提供两个回转自由度，所述第一俯仰关节伺服电机、第二俯仰关节伺 服电机及第三俯仰关节伺服电机独立驱动或共同驱动所述机械臂翻 转，提供三个翻转自由度；所述第一夹持关节模块及第二夹持关节模 块为机械臂的末端执行器，所述机械臂通过第一夹持关节模块及第二 夹持关节模块夹持定位；

其中：所述第一夹持关节模块与第二夹持关节模块结构相同，均 包括夹持关节伺服电机、夹持关节壳体、夹持关节传动机构、双向螺 杆、左手指及右手指，该夹持关节伺服电机安装在所述夹持关节壳体 上，输出端通过所述夹持关节传动机构与转动安装在夹持关节壳体上 的双向螺杆相连，驱动所述双向螺杆旋转，所述左手指及右手指的一 端为夹持端，另一端分别与所述双向螺杆两端的螺纹段螺纹连接，通 过所述双向螺杆的旋转带动左、右手指夹持或放松；所述左手指及右 手指另一端的两侧均设有滑槽，该左手指及右手指另一端两侧的夹持 关节壳体上均设有滑轨，所述左手指及右手指另一端两侧的滑槽分别 与两侧的所述滑轨滑动连接，实现所述左手指及右手指沿滑轨往复运 动；

所述夹持关节传动机构为齿轮传动机构，包括夹持关节小齿轮及 夹持关节大齿轮，该夹持关节小齿轮通过小齿轮联轴器与所述夹持关 节伺服电机的输出端相连，所述夹持关节大齿轮安装在双向螺杆上、 随所述双向螺杆旋转，并与所述夹持关节小齿轮啮合传动；

所述夹持关节壳体包括夹持关节下壳体、夹持关节左壳体、夹持 关节轴端端盖、夹持关节上壳体及夹持关节右壳体，该夹持关节上壳 体安装在夹持关节下壳体上，两端分别与所述夹持关节左壳体及夹持 关节右壳体连接，所述夹持关节轴端端盖安装在夹持关节上壳体上； 所述夹持关节传动机构位于夹持关节轴端端盖的下方，所述夹持关节 下壳体上开有通孔，所述左手指及右手指的一端均由该通孔伸出；所 述双向螺杆的两端分别通过轴承转动安装在夹持关节轴承支座上，两 端的所述夹持关节轴承支座分别固定在夹持关节上壳体上，所述夹持 关节伺服电机通过两侧设置的伺服电机支座固定在夹持关节模块轴 承支座上；所述双向螺杆两端螺纹段的螺纹旋向相反；