[发明专利]一种空间用级联式组合双机械臂及级联方法

说明书

一种空间用级联式组合双机械臂及级联方法，两个独立的多自由度机械臂以及双臂组合转接件；所述两个独立的多自由度机械臂体积不同，分别记为大臂和小臂；所述的双臂组合转接件包括大臂端和小臂端，用于为所述大臂和小臂级联提供机、电、热接口；级联后，大臂给小臂供电；在小臂运动时，大臂处于待机制动状态并作为小臂的浮动基座，大臂运动时，小臂处于待机制动状态；所述的大臂用于空间大范围转移，小臂用于小范围移动调姿和末端操作。

技术领域

本发明专利涉及的是一种应用于空间双机械臂或多机械臂组合的级联组合方法。

背景技术

目前在轨应用的空间机械臂涉及不同任务和操作用途，其自由度数量一般不超过7个，具有相对固定的操作能力，导致运动范围、操作空间和精度等受到很大限制。受限于空间的资源和运载成本，不能发射过多机械臂完成各种任务，为了实现空间机械臂大范围、大负载和高精度末端操作的要求，需要利用最少配置的机械臂实现各种任务的需求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有不同空间机械臂长度和功能用途单一的不足，提供一种双机械臂级联式组合方法，应用于扩展空间机械臂的运动范围和操作任务。

本发明解决技术的方案是：一种空间用级联式组合双机械臂，两个独立的多自由度机械臂以及双臂组合转接件；所述两个独立的多自由度机械臂体积不同，分别记为大臂和小臂；所述的双臂组合转接件包括大臂端和小臂端，用于为所述大臂和小臂级联提供机、电、热接口；级联后，大臂给小臂供电；在小臂运动时，大臂处于待机制动状态并作为小臂的浮动基座，大臂运动时，小臂处于待机制动状态；所述的大臂用于空间位置转移，小臂用于末端操作。

优选的，所述的大臂、小臂的自由度为6-7个。

优选的，所述的大臂两端为末端执行器，末端执行器之间连接关节、两个臂杆以及中央控制器；末端执行器上安装相机；所述中央控制器用于实现大臂路径规划和运动控制。

优选的，所述的小臂两端为末端作用器，末端作用器之间连接关节、两个臂杆以及中央控制器；末端作用器上安装相机；所述中央控制器用于实现小臂运动空间和位置调整以及末端操纵控制。

优选的，所述双臂组合转接件的大臂端包括底座、凸轮、视觉靶标、盖板、端齿盘、捕获杆、电连接器；其中大臂端视觉靶标用于与大臂进行图像初定位，捕获杆实现机械初步捕获，凸轮、盖板以及端齿盘相互配合与大臂实现机械精确定位，最后电连接器与大臂实现其电器连接。

优选的，所述双臂组合转接件的小臂端包括本体、视觉标记、端齿盘以及电连接器；其中小臂端视觉标记用于与小臂图像初定位，本体以及端齿盘相互配合与小臂实现机械精确定位，最后电连接器与小臂实现电器连接。

一种空间用级联式组合双机械臂分离方法，包括：

小臂的一个末端作用器与舱体上的基座适配器连接；

大臂通过爬行方式移动到小臂附近的基座适配器并连接，大臂另一端末端执行器去抓取双臂组合转接件的大臂端并完成机械连接、对准和锁紧，然后大臂携带双臂组合转接件移动到小臂附近；

小臂采用自由端末端作用器捕获双臂组合转接件的小臂端，并实现两部分的机械连接、对准和锁紧；

小臂的末端作用器电连接器与基座适配器断电；大臂通过双臂组合转接件为小臂加电，发指令和接收遥测信号；

在完成大臂与小臂的电连接状态正确性检查确认后小臂末端作用器释放基座适配器成为自由末端，进而完成大臂和小臂的组合级联。

一种空间用双机械臂级联式组合方法，包括

大臂将小臂送回其在舱体上的基座适配器的初始位置，小臂的末端作用器与捕获的基座适配器进行机械连接；