[发明专利]一种空间舱内货包取放系统及方法

说明书

本发明公开了一种空间舱内货包取放系统，包括货舱和机械手，货舱沿其圆周方向设有用于放置货包的仓位，沿其长度方向安装有导轨；机械手包括机械臂和机械爪，机械臂的一端可滑动的安装在货舱的导轨上，另一端与机械爪相连，机械臂可驱动机械爪到达货舱圆周方向上同一平面内的任一仓位。本发明所提供的空间舱内货包取放系统，具有重量轻、体积小、灵活性高等特点，能够有效提高航天员工作的便利性，并兼有自主运行和人工远程操作的能力。本发明还公开了一种空间舱内货包取放方法，以实现货包的自动取放。

技术领域

本发明属于空间站技术领域，具体涉及一种空间舱内货包取放系统及方法。

背景技术

空间站(Space Station)又称太空站、航天站、轨道站。是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨，组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道，在太空组装而成。

空间站的基本组成是以一个载人生活舱为主体，再加上有不同用途的舱段，如工作实验舱、科学仪器舱等。空间站外部必须装有太阳能电池板和对接舱口，以保证站内电能供应和实现与其他航天器的对接。空间站是一个由许多相互关联的子系统构成的复杂系统，一个功能完备的空间站通常会具备以下的模块：主体结构、电源供应系统、乘员生活设施以及乘员和货物运输系统等。

传统的空间站货包通常是放置在空间舱内，取放都是通过人工来实现，因此急需研发一种智能取放系统，完成货包取放的自动化，提高航天员工作的便利性，提高空间科学应用的规模和水平。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种结构合理，灵活性高的空间舱内货包取放系统。

本发明的另一目的是提供一种空间舱内货包取放方法，以实现货包的自动取放。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种空间舱内货包取放系统，包括货舱和机械手，货舱沿其圆周方向设有用于放置货包的仓位，沿其长度方向安装有导轨；机械手包括机械臂和机械爪，机械臂的一端可滑动的安装在货舱的导轨上，另一端与机械爪相连，机械臂可驱动机械爪到达货舱圆周方向上同一平面内的任一仓位。

优选地，所述机械爪包括主爪和副爪，副爪与机械臂相连，包括可同步张开和收拢的至少三个附爪；主爪位于附爪端部连线所围成区域的中心，包括可开合的左爪钳和右爪钳；附爪、左爪钳和右爪钳的端部均设有压力传感器。

优选地，所述副爪包括与机械臂相连的套筒，套筒外圆周面上套设有套筒外滑环，套筒外滑环可沿着套筒的轴线滑动；套筒外滑环与附爪的根部转动连接；套筒的端部与副爪连杆的一端转动连接，副爪连杆的另一端与附爪的中部转动连接。

优选地，所述主爪包括与副爪相连的主爪底盘，主爪底盘的一侧面上设有啮合的左盘齿和右盘齿，左盘齿与左爪钳转动连接，左连杆的一端与主爪底盘转动连接，另一端与左爪钳中部转动连接；右盘齿与右爪钳转动连接，右连杆的一端与主爪底盘转动连接，另一端与右爪钳中部转动连接；所述主爪底盘的前端与卡扣固定块相连，卡扣固定块的前端开设有固定槽，固定槽内设有光电传感器。

优选地，所述机械臂具有八个自由度，包括八个顺次安装的电机，前一个电机安装在后一个电机的转动端上，相邻的电机两两之间轴线垂直，第一个电机安装在导轨上，最后个电机的转动端与机械爪相连。

优选地，所述机械手还包括图像识别装置，图像识别装置包括伸缩机构、摄像头和摄像平台，伸缩机构的一端与机械爪相连，另一端与摄像平台相连，摄像头安装在摄像平台上；伸缩机构的伸缩方向与机械爪的轴线垂直。

优选地，所述货舱包括围成矩形通道空间的四个货架，相邻的货架之间具有顺着货架长度方向的间隙，导轨顺着货架长度方向安装在其中一个货架侧面，机械手可通过间隙进入矩形通道空间。