[发明专利]一种可重构式机械臂

说明书

一种可重构式机械臂，包括操作功能模块、外部平台，还包括至少一个运动功能模块或者任意多个运动功能模块的组合，所述运动功能模块包括俯仰模块及旋转模块，所述任意多个运动功能模块的组合包括俯仰模块和/或旋转模块通过伸缩模块或者通用连杆模块连接而成；所述各运动功能模块的两端均设有实现任意连接的统一化机械接口。本发明提供一种重构式机械臂，可以方便、快捷的搭建出满足空间站不同任务需求的机械臂构型。

技术领域

本发明属于机械技术领域，特别是涉及一种可重构式机械臂。

背景技术

随着我国空间站战略计划实施，对于航天器舱内舱外的各种任务需求的增加，为解决航天器在轨维修维护以及舱外的运行监测等问题，基于模块化可重构的设计思想，设计可重构式机械臂的运动功能模块。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种可重构式机械臂，可以方便、快捷的搭建出满足空间站不同任务需求的机械臂构型。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种可重构式机械臂，包括操作功能模块、外部平台，还包括至少一个运动功能模块或者任意多个运动功能模块的组合，所述运动功能模块包括俯仰模块及旋转模块，所述任意多个运动功能模块的组合包括俯仰模块和/或旋转模块通过伸缩模块或者通用连杆模块连接而成；所述各运动功能模块的两端均设有实现任意连接的统一化机械接口。

可选的，所述俯仰模块及所述旋转模块均由一个旋转单元及两个转角连杆模块组成；所述转角连杆模块包括通用转角圆盘及转角连杆，所述通用转角圆盘与转角连杆固定连接，二者的中轴线位置形成异面垂直关系；所述俯仰模块由一个旋转单元分别连接两个转角连杆模块的转角圆盘组成；所述旋转模块由一个旋转单元分别连接两个转角连杆模块的转角连杆组成。

可选的，所述旋转单元包括设置在第一外壳内的减速电机，减速电机的输出端通过联轴器与中空轴相接，将速度传递至与第二外壳固接的谐波减速器的输入端，减速器的输出端与设置在第三外壳上的扭矩传感器相接；所述第二外壳与第三外壳相接的一端表面设有凹槽，第三外壳与第二外壳相对应的端面设有凸起的圆环盘，所述凹槽与所述凸起的圆环盘相互配合并可形成相对转动。

可选的，所述通用转角圆盘的端面上设有凹槽，凹槽内部设有通孔，用于与旋转单元或其他运动功能模块连接；所述转角连杆远离与所述转角圆盘连接的一端外侧壁上设有沿径向的凹槽，用于与旋转单元或其他运动功能模块连接。

可选的，所述伸缩模块包括步进电机，所述步进电机设置在主支架上，主动齿轮设置在步进电机的输出轴上，输出齿轮与主动齿轮啮合，传动丝杠的下端与输出齿轮的轴连接，传动丝杠的另一端与伸缩部件螺纹配合形成丝杠螺母副，导向杆下端固定在主支架上，穿过伸缩部件的定位孔，与主支架上盖连接，主支架上端的第一连接底座与伸缩部件上端固定连接。

可选的，所述伸缩模块还包括第二连接底座，所述第一连接底座与第二连接底座的下端面连接，所述第二连接底座的上端面与连接块固定连接，所述连接块用于与运动功能模块或操作功能模块连接。

可选的，所述伸缩模块还包括制动器，所述制动器设置在主动齿轮的输出轴上，用于对所述主动齿轮进行紧急制动。

可选的，所述伸缩模块还包括设置在主支架上的电机支架，所述步进电机置于电机支架上，所述电机支架还用于与其他运动功能模块或操作功能模块连接。

可选的，通用连杆模块包括直连连杆模块或基座连杆模块；

所述直连连杆模块包括对称设置的两个圆盘及设置在两个圆盘之间的定位挡圈；所述直连连杆模块通过两个圆盘分别与两个转角连杆模块连接，所述圆盘的半径与所述转角连杆的内圆半径相同；