上,并與滑軌10滑動配合,鎖爪3的連接軸穿過蓋板8的條形通孔;內(nèi)齒輪15通過軸承安裝在殼體7開放端的內(nèi)圓周面;三個連桿16的一端均活動連接在內(nèi)齒輪15的端面上,另一端分別活動連接在鎖爪3的底面的連接軸,且當(dāng)連桿16與滑軌10位于同一條直線時,鎖爪3移動到最靠近殼體7軸線的位置,即三個鎖爪3同時收攏,處于捕獲鎖緊后的狀態(tài);
[0040]所述電氣連接組件包括:功率電連接器5、信號電連接器6、電機(jī)組件A17、主動齒輪18、電機(jī)組件B19、螺桿20、導(dǎo)向柱21及電連接器支架22 ;所述電連接器支架22上設(shè)有螺紋孔及兩個定位孔;電機(jī)組件A17通過支架固定在殼體7內(nèi)部,主動齒輪18固定在電機(jī)組件A17的輸出軸上,并與內(nèi)齒輪15嚙合;電機(jī)組件B19通過支架固定在殼體7內(nèi)部,螺桿20沿殼體7的軸向固定在電機(jī)組件B19的輸出軸上,電連接器支架22與螺桿20進(jìn)行螺紋連接,使電連接器支架22沿螺桿方向進(jìn)行移動;兩個導(dǎo)向柱21均沿殼體7的軸線方向固定在支架上,并分別與電連接器支架22的兩個定位孔進(jìn)行孔軸配合,以防止電連接器支架22發(fā)生轉(zhuǎn)動;功率電連接器5及信號電連接器6均固定在電連接器支架22上,且功率電連接器5穿過蓋板8及錐齒9的通孔,信號電連接器6穿過蓋板8 ;
[0041]所述視覺測量組件包括視覺相機(jī)I和光源2 ;視覺相機(jī)I和光源2均固定在蓋板8上;
[0042]參見附圖6,所述目標(biāo)適配器包括:相機(jī)靶標(biāo)11、信號電連接器座12、鎖緊目標(biāo)13及適配器底板14 ;所述適配器底板14為圓板;所述鎖緊目標(biāo)13為三棱柱,三棱柱的三個側(cè)面均設(shè)有與鎖爪滾輪4相配合的楔形凹槽,三棱柱的端面設(shè)有與錐齒9相配合的周向齒及與周向齒同軸的圓孔;相機(jī)靶標(biāo)11、信號電連接器座12、鎖緊目標(biāo)13均固定在適配器底板14上;
[0043]其連接關(guān)系如下:目標(biāo)適配器的鎖緊目標(biāo)13的三個楔形凹槽與捕獲鎖緊機(jī)構(gòu)的三個鎖爪3、鎖緊目標(biāo)13的周向齒與捕獲鎖緊機(jī)構(gòu)的錐齒9的周向齒、目標(biāo)適配器的相機(jī)靶標(biāo)11與捕獲鎖緊機(jī)構(gòu)的視覺測量組件、目標(biāo)適配器的信號電連接器座12與捕獲鎖緊機(jī)構(gòu)的信號電連接器6均對應(yīng)。
[0044]工作原理:參見附圖7、8,捕獲鎖緊機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)械臂的末端,目標(biāo)適配器安裝在被捕獲目標(biāo)物上;在初始狀態(tài)時,捕獲鎖緊組件的三個鎖爪3處于相對展開狀態(tài)即遠(yuǎn)離殼體7的軸線方向,同時,電氣連接組件的功率電連接器5和信號電連接器6處于未伸出的狀態(tài);
[0045]利用視覺相機(jī)1、光源2及相機(jī)靶標(biāo)11實(shí)時、精確估計(jì)空間目標(biāo)相對于機(jī)械臂末端之間的相對位置姿態(tài)參數(shù),引導(dǎo)空間機(jī)械臂將捕獲鎖緊機(jī)構(gòu)移動到目標(biāo)適配器的捕獲容差范圍內(nèi);驅(qū)動電機(jī)組件A17帶動主動齒輪18轉(zhuǎn)動,由于主動齒輪18與內(nèi)齒輪15嚙合,從而驅(qū)動內(nèi)齒輪15轉(zhuǎn)動,內(nèi)齒輪15同時帶動三個連桿16運(yùn)動,進(jìn)而由連桿16同時推動三個鎖爪3沿著滑軌10向靠近殼體7軸線的方向做直線運(yùn)動,使安裝鎖爪滾輪4的鎖爪3的一端與鎖緊目標(biāo)13上的楔形凹槽配合,直到連桿16與滑軌10位于同一直線上時,此時該機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置,實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)適配器的捕獲鎖緊,建立機(jī)械連接;當(dāng)確認(rèn)捕獲鎖緊可靠后,驅(qū)動電機(jī)組件B19轉(zhuǎn)動,帶動螺桿20轉(zhuǎn)動,由螺桿20驅(qū)動電連接器支架22沿導(dǎo)向柱21直線運(yùn)動,從而驅(qū)動功率電連接器5及信號電連接器6向靠近目標(biāo)適配器的方向伸出,與目標(biāo)適配器的鎖緊目標(biāo)13及信號電連接器座12配合,建立電氣連接,實(shí)現(xiàn)信號電連接器6與信號電連接器座12的信號導(dǎo)通,功率電連接器5與鎖緊目標(biāo)13的功率信號導(dǎo)通;從而實(shí)現(xiàn)捕獲鎖緊機(jī)構(gòu)與目標(biāo)適配器的機(jī)械連接和電氣連接,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對空間目標(biāo)的鎖緊和通訊。
[0046]綜上所述,以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空間小型機(jī)械臂末端執(zhí)行裝置,其特征在于,包括:目標(biāo)適配器、捕獲鎖緊組件、電氣連接組件及視覺測量組件; 所述目標(biāo)適配器上設(shè)有鎖緊目標(biāo)(13)、電連接器座及相機(jī)靶標(biāo)(11); 所述捕獲鎖緊組件能夠通過兩個以上鎖爪(3)向捕獲鎖緊組件軸線方向的同時收攏,實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)適配器上的鎖緊目標(biāo)(13)的捕獲; 所述電氣連接組件安裝在捕獲鎖緊組件內(nèi)部,能夠?qū)崿F(xiàn)電連接器沿捕獲鎖緊組件軸線方向的移動,并與目標(biāo)適配器上的電連接器座配合; 所述視覺測量組件包括視覺相機(jī)(I)和光源(2),視覺相機(jī)(I)和光源(2)均固定在捕獲鎖緊組件的端面上;通過對目標(biāo)適配器的相機(jī)靶標(biāo)(11)的監(jiān)測,確定捕獲鎖緊組件與目標(biāo)適配器的相對位置。2.如權(quán)利要求1所述的一種空間小型機(jī)械臂末端執(zhí)行裝置,其特征在于,所述捕獲鎖緊組件包括:殼體(7)、蓋板(8)、鎖爪(3)、錐齒(9)、滑軌(10)、內(nèi)齒輪(15)及連桿(16); 所述殼體(7)為一端開放的圓柱形殼體;所述蓋板(8)為圓板,在圓板的中心設(shè)有圓形凸臺,在圓形凸臺上設(shè)有與其同軸的通孔,在圓板的表面上設(shè)有兩個以上條形通孔;所述錐齒(9)為圓環(huán),在圓環(huán)的端面分布一圈周向齒;所述鎖爪(3)為U型架,在U型架的兩個豎直部分之間安裝有鎖爪滾輪(4),U型架的底面部分設(shè)有與滑軌(10)配合的通孔,且開孔方向與鎖爪滾輪(4)的軸向互相垂直,U型架的底面設(shè)有連接軸; 蓋板(8)固定在殼體(7)的開放端并將殼體(7)的開放端封閉;兩個以上滑軌(10)的一端均固定在蓋板(8)的邊緣處,另一端均固定在蓋板(8)的圓形凸臺上,兩個以上滑軌(10)呈中心對稱分布并與蓋板(8)的條形通孔一一對應(yīng);錐齒(9)遠(yuǎn)離周向齒的端面固定在蓋板⑶圓形凸臺上的滑軌(10)的表面,且錐齒(9)與蓋板⑶同軸;兩個以上鎖爪(3)分別套裝在滑軌(10)上,并與滑軌(10)滑動配合,鎖爪(3)的連接軸穿過蓋板⑶的條形通孔;內(nèi)齒輪(15)通過軸承安裝在殼體(7)開放端的內(nèi)圓周面;兩個以上連桿(16)的一端均活動連接在內(nèi)齒輪(15)的端面上,另一端分別活動連接在鎖爪(3)的底面的連接軸,且當(dāng)連桿(16)與滑軌(10)位于同一條直線時,鎖爪(3)移動到最靠近殼體(7)軸線的位置,即三個鎖爪(3)同時收攏,處于捕獲鎖緊后的狀態(tài)。3.如權(quán)利要求1所述的一種空間小型機(jī)械臂末端執(zhí)行裝置,其特征在于,所述電氣連接組件包括:功率電連接器(5)、信號電連接器(6)、電機(jī)組件A(17)、主動齒輪(18)、電機(jī)組件B (19)、螺桿(20)、導(dǎo)向柱(21)及電連接器支架(22); 所述電連接器支架(22)上設(shè)有螺紋孔及定位孔; 電機(jī)組件A(17)通過支架固定在殼體(7)內(nèi)部,主動齒輪(18)固定在電機(jī)組件A(17)的輸出軸上,并與內(nèi)齒輪(15)嚙合;電機(jī)組件B(19)通過支架固定在殼體(7)內(nèi)部,螺桿(20)沿殼體(7)的軸向固定在電機(jī)組件B(19)的輸出軸上,電連接器支架(22)與螺桿(20)進(jìn)行螺紋連接,使電連接器支架(22)沿螺桿方向進(jìn)行移動;一個以上導(dǎo)向柱(21)均沿殼體(7)的軸線方向固定在支架上,并分別與電連接器支架(22)的定位孔進(jìn)行孔軸配合,以防止電連接器支架(22)發(fā)生轉(zhuǎn)動;功率電連接器(5)及信號電連接器(6)均固定在電連接器支架(22)上,且功率電連接器(5)穿過蓋板(8)及錐齒(9)的通孔,信號電連接器(6)穿過蓋板⑶。4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種空間小型機(jī)械臂末端執(zhí)行裝置,其特征在于,所述目標(biāo)適配器包括:相機(jī)靶標(biāo)(11)、信號電連接器座(12)、鎖緊目標(biāo)(13)及適配器底板(14);所述適配器底板(14)為圓板;所述鎖緊目標(biāo)(13)為正棱柱,正棱柱的每個側(cè)面均設(shè)有與鎖爪(3)相配合的楔形凹槽,正棱柱的端面設(shè)有與錐齒(9)相配合的周向齒及與周向齒同軸的圓孔;相機(jī)靶標(biāo)(11)、信號電連接器座(12)、鎖緊目標(biāo)(13)均固定在適配器底板(14)上; 目標(biāo)適配器的鎖緊目標(biāo)(13)的楔形凹槽與捕獲鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖爪(3)、鎖緊目標(biāo)(13)的周向齒與捕獲鎖緊機(jī)構(gòu)的錐齒(9)的周向齒、目標(biāo)適配器的相機(jī)靶標(biāo)(11)與捕獲鎖緊機(jī)構(gòu)的視覺測量組件、目標(biāo)適配器的信號電連接器座(12)與捕獲鎖緊機(jī)構(gòu)的信號電連接器(6)均--對應(yīng)。5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種空間小型機(jī)械臂末端執(zhí)行裝置,其特征在于,所述鎖爪(3)、滑軌(10)及連桿(16)的個數(shù)均相同,為三個;所述導(dǎo)向柱(21)的個數(shù)為兩個;所述鎖緊目標(biāo)(13)為三棱柱。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空間小型機(jī)械臂末端執(zhí)行裝置,屬于空間技術(shù)領(lǐng)域;包括:目標(biāo)適配器、捕獲鎖緊組件、電氣連接組件及視覺測量組件;所述目標(biāo)適配器上設(shè)有鎖緊目標(biāo)、電連接器座及相機(jī)靶標(biāo);所述捕獲鎖緊組件能夠通過兩個以上鎖爪向捕獲鎖緊組件軸線方向的同時收攏,實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)適配器上的鎖緊目標(biāo)的捕獲;所述電氣連接組件安裝在捕獲鎖緊組件內(nèi)部,能夠?qū)崿F(xiàn)電連接器沿捕獲鎖緊組件軸線方向的移動,并與目標(biāo)適配器上的電連接器座配合;所述視覺測量組件通過對目標(biāo)適配器的相機(jī)靶標(biāo)的監(jiān)測,確定捕獲鎖緊組件與目標(biāo)適配器的相對位置;該裝置根據(jù)視覺相機(jī)實(shí)時、精確估計(jì)空間合作目標(biāo)的三維位置姿態(tài)信息,實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的捕獲、鎖緊、供電、通訊。
【IPC分類】B25J19/04, B25J15/08, B25J15/04
【公開號】CN105150226
【申請?zhí)枴緾N201510511098
【發(fā)明人】高升, 王康, 譚啟蒙, 李德倫, 袁寶峰, 林云成
【申請人】北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月19日