[发明专利]一种适用于弱引力星表探测的飞航行走一体化机器人

说明书

本发明涉及一种适用于弱引力星表探测的飞航行走一体化机器人，属于空间机器人和工业机器人设计领域；包括机器人本体、尾部姿控发动机、头部姿控发动机、多自由度操作机械臂、4个可变形分段筛网轮、4个轮腿复用机械臂、2个太阳能电池阵和视觉系统；尾部姿控发动机安装在机器人本体尾端；头部姿控发动机安装在机器人本体头端；多自由度操作机械臂安装在机器人本体头端；视觉系统安装在机器人本体顶部；2个太阳能电池阵和4个轮腿复用机械臂对称固定安装在对称安装在机器人本体2侧侧壁；可变形分段筛网轮与轮腿复用机械臂对接；本发明的机器人具备高效移动、强通过性能、能适应星表复杂环境，具备星表巡视探测、搬运、组装操作等多功能。

技术领域

本发明属于空间机器人和工业机器人设计领域，涉及一种适用于弱引力星表探测的飞航行走一体化机器人。

背景技术

地外天体着陆探测研究对揭示太阳系起源及建立地外科研站具有重大的科学及战略意义。根据NASA、ESA等航天组织的深空探测任务规划，对月球高纬度(南、北极)、火星等星球探测计划主要以着陆探测并采用机器人实施探测任务为主，探测任务中的机器人将进行勘察工作，主要目标是尽可能扩大区域科学探测范围，重点解决复杂区域的可达性。因此对机器人的移动性能和星表适应性要求很高。未来星表机器人除了进行勘察工作外，还将用于开展星球基地建设及地外服务工作，包括基地的建设、科学仪器设备的操作、基础设施的维护、星球资源利用等。基于上述分析，可预见未来的深空探测任务中，对星表机器人的用途、质量、功能和性能提出非常严苛的需求。因此质量轻、集成度高、移动能力强、具有一定智能和精细操作能力的机器人具有广阔的应用前景。

目前地外天体着陆探测方式以着陆器携带轮式巡视器为主，该种探测方式存在的不足主要表现为探测范围小，不能实现对星球大范围的有效探测，同时受限于通过性能，该类巡视器在复杂地形条件下难以完成探测任务。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种适用于弱引力星表探测的飞航行走一体化机器人，具备高效移动、强通过性能、智能精细操作、能适应星表复杂环境，具备星表巡视探测、搬运、组装操作等多功能。

本发明解决技术的方案是：

一种适用于弱引力星表探测的飞航行走一体化机器人，包括机器人本体、尾部姿控发动机、头部姿控发动机、多自由度操作机械臂、4个可变形分段筛网轮、4个轮腿复用机械臂、2个太阳能电池阵和视觉系统；其中，机器人本体为水平放置的长方体结构；尾部姿控发动机固定安装在机器人本体的尾端侧壁上；头部姿控发动机固定安装在机器人本体的头端侧壁上；多自由度操作机械臂固定安装在机器人本体的头端侧壁上；视觉系统固定安装在机器人本体的顶部；2个太阳能电池阵对称固定安装在机器人本体2侧侧壁的中部上；4个轮腿复用机械臂两两对称固定安装在对称固定安装在机器人本体2侧侧壁的底端；4个可变形分段筛网轮分别与4个轮腿复用机械臂对接。

在上述的一种适用于弱引力星表探测的飞航行走一体化机器人，所述太阳能电池阵为机器人提供太阳能源动力；视觉系统实现对机器人前进路况环境的监视。

在上述的一种适用于弱引力星表探测的飞航行走一体化机器人，所述多自由度操作机械臂为多杆旋转连接机构；多杆间通过旋转运动实现伸长和缩短；多自由度操作机械臂的伸出端末端对接探测工具；实现对星表的探测。

在上述的一种适用于弱引力星表探测的飞航行走一体化机器人，所述尾部姿控发动机实现竖直向上喷气和竖直向下喷气；头部姿控发动机实现竖直向上喷气和竖直向下喷气；尾部姿控发动机和头部姿控发动机配合喷气，实现对机器人本体俯仰角度的调整。

在上述的一种适用于弱引力星表探测的飞航行走一体化机器人，所述可变形分段筛网轮包括上半轮环和下半轮环；上半轮环和下半轮环均为半圆环状结构；上半轮环和下半轮环对接组成完整圆环结构的可变形分段筛网轮；上半轮环和下半轮环对接处的一端为旋转连接；对接处的另一端通过外部锁紧装置固定连接。