[发明专利]一种实现空间机械臂自爬行与载荷操作的末端执行器

摘要

一种实现空间机械臂自爬行与载荷操作的末端执行器，它涉及一种机械臂用末端执行器，以解决现有的欧洲机械臂和装配机械臂的末端执行器捕获与锁紧功能集成于捕获机构导致捕获容差小，以及空间站遥操作机械臂的末端执行器由于捕获机构的特征导致无法实现机械动力输出不足的问题，它包括支撑与保护装置、啮合对接装置、捕获锁紧动力驱动装置、捕获锁紧装置和动力输出驱动装置；所述捕获锁紧动力输入驱动装置包括输入传动机构、第六直齿轮和丝杠；所述捕获锁紧装置包括圆盘和三组捕获锁紧手指，所述动力输出驱动装置包括输出传动机构、第七直齿轮、输出传动轴、预紧弹簧和动力传动件。本发明用于空间机械臂载荷抓握。

主权项

一种实现空间机械臂自爬行与载荷操作的末端执行器，其特征在于：所述末端执行器包括支撑与保护装置、啮合对接装置、捕获锁紧动力驱动装置、捕获锁紧装置和动力输出驱动装置；所述支撑与保护装置包括盖板（A1）、支撑壳体（A2）、隔板（A4）和底板（A3）；所述支撑壳体（A2）为圆筒状壳体，盖板（A1）连接在支撑壳体（A2）的上端，底板（A3）安装在支撑外壳（A2）的下端，位于盖板（A1）和底板（A3）之间的支撑壳体（A2）的内壁面上连接有隔板（A4）；所述啮合对接装置包括三个定位柱（B1）、三个电连接器（B2）、三个耦合齿条（B3）和三个触点开关（B4），三个耦合齿条（B3）沿支撑壳体（A2）的周向均布安装在盖板（A1）上，盖板（A1）的上端面上沿支撑壳体（A2）的周向均布设置有三个定位柱（B1）、三个电连接器（B2）和三个触点开关（B4）；所述捕获锁紧动力输入装置、捕获锁紧装置和动力输出驱动装置均设置在支撑壳体（A2）内；所述捕获锁紧动力输入驱动装置包括输入传动机构（C1）、第六直齿轮（C2）和丝杠（C3），所述丝杠（C3）为空心丝杠，丝杠（C3）沿支撑壳体（A2）轴线设置，且丝杠（C3）的上端与盖板（A1）转动连接，丝杠（C3）的下端与隔板（A4）转动连接，输入传动机构（C1）安装在隔板（A4）上，且输入传动机构（C1）的输出端位于隔板（A4）与底板（A3）之间，第六直齿轮（C2）固定安装在丝杠（C3）的下端，输入传动机构（C1）的输出端与第六直齿轮（C2）传动连接；所述捕获锁紧装置包括圆盘（D7）和三组捕获锁紧手指，每组捕获锁紧手指包括捕获爪（D5）、联动轴（D4）、导向柱（D6）、两个锁紧爪（D1）、两个锁紧轮（D2）、两个连杆（D3）和两个弹簧（D8），圆盘（D7）的外圆周壁上均布设置有三组捕获锁紧手指，捕获爪（D5）包括L形爪段（D5‑4）和连接段（D5‑5），L形爪段（D5‑4）的长边与连接段（D5‑5）连接且二者一体制成，L形爪段（D5‑4）和连接段（D5‑5）上开设有连通的导向孔（D5‑1），连接段（D5‑5）与圆盘（D7）转动连接，L形爪段（D5‑4）的短边穿出盖板（A1），L形爪段（D5‑4）的短边的端面上设置有导向槽（D5‑3），导向柱（D6）水平穿过导向孔（D5‑1），且导向柱（D6）能在导向孔（D5‑1）内滑动，导向柱（D6）的两端与支撑壳体（A2）连接，每个捕获爪（D5）的两侧各设置有一个锁紧爪（D1），锁紧爪（D1）为L形锁紧爪，锁紧爪（D1）的短边伸出支撑壳体（A2）外并指向L形爪段（D5‑4）的短边，每个锁紧爪（D1）的长边与相应的导向柱（D6）转动连接，每个锁紧爪（D1）的短边上安装有锁紧轮（D2），每个锁紧爪（D1）的长边的下端与一个连杆（D3）通过铰链转动连接，每个捕获爪（D5）相对应的两个连杆（D3）通过联动轴（D4）连接，每个锁紧爪（D1）的长边的下端与盖板（A1）之间连接有一个弹簧（D8），L形爪段（D5‑4）的长边上设置有一个卡槽（D5‑2），卡槽（D5‑2）用于卡合压紧联动轴（D4）；所述动力输出驱动装置包括输出传动机构（E1）、第七直齿轮（E2）、输出传动轴（E3）、预紧弹簧（E4）和动力传动件（E5），输出传动机构（E1）与输入传动机构（C1）分别设置在丝杠（C3）的两侧，输出传动机构（E1）固定安装在隔板（A4）上，且输出传动机构（E1）的输出端位于隔板（A4）和底板（A3）之间，输出传动机构（E1）的输出端与第七直齿轮（E2）传动连接，输出传动轴（E3）通过轴承安装在丝杠（C3）内，第七直齿轮（E2）固定安装在输出传动轴（E3）的下端，输出传动轴（E3）的上部沿输出传动轴（E3）的轴向安装有预紧弹簧（E4），动力传动件（E5）插装在输出传动轴（E3）的上端，动力传动件（E5）的下端顶靠在预紧弹簧（E4）上。