[发明专利]一种基于仿生可控吸附的空间目标吸附抓持装置

说明书

一种基于仿生可控吸附的空间目标吸附抓持装置，属于机器人领域，具体包括壳体支撑组件、机械臂连接件，至少一个载荷均分模块和至少一个吸附模块，所述机械臂连接件设置在壳体支撑组件的上端面上，所有吸附模块均设置在壳体支撑组件的下端面上，所有载荷均分模块均设置在壳体支撑组件的内部，所述吸附模块与载荷均分模块的数量相等且一一对应设置，每个所述吸附模块均包括若干个吸附单元，与每个吸附模块对应的载荷均分模块与若干个吸附单元连接实现若干个吸附单元吸附载荷的均分。本发明集吸附功能、传感检测、对正位姿调节于一体，集成度高，具有较好的空间目标适应性和多任务兼容性，并可持续多次使用。

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种基于仿生可控吸附的空间目标吸附抓持装置。

背景技术

空间目标抓持装置在空间在轨任务中扮演着重要的角色。当前绝大多数空间目标抓持装置是基于形封闭/力封闭原理进行作用的，其通常是针对特定目标乃至特定目标接口而设计的，而且要求抓持装置具有与待抓持目标或者其局部接口相当乃至更大的尺寸，这不仅增加了航天器的额外负载，而且还显著降低了抓持装置的目标适应性及多任务兼容性。随着未来空间目标的日趋多样化以及空间任务的日趋多样化，未来的空间任务将更青睐于通用性更强的抓持装置，当前的抓持装置显然是满足不了这一要求的。

受壁虎脚掌吸附的启发，基于范德华力的界面吸附机制不易受界面材质及表面环境的影响，其在面向空间目标的抓持任务中具有极大潜力。然而，当前并没有一款基于范德华力界面吸附机制的抓持装置能够集吸附功能、传感检测、对正位姿测量与纠正于一体，这极大制约了该类型的抓持装置在面向空间目标抓持任务中的可靠应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向空间目标吸附抓持的基于仿生可控吸附的高集成化通用型空间目标吸附抓持装置，以解决现有的空间目标抓持装置缺乏多目标适应性及多任务兼容性的问题，从而为降低空间载荷发射成本，实现一发多用，提高航天器利用效率奠定基础。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种基于仿生可控吸附的空间目标吸附抓持装置，包括壳体支撑组件、机械臂连接件，至少一个载荷均分模块和至少一个吸附模块，所述机械臂连接件设置在壳体支撑组件的上端面上，所有吸附模块均设置在壳体支撑组件的下端面上，所有载荷均分模块均设置在壳体支撑组件的内部，所述吸附模块与载荷均分模块的数量相等且一一对应设置，每个所述吸附模块均包括若干个吸附单元，与每个吸附模块对应的载荷均分模块与若干个吸附单元连接实现若干个吸附单元吸附载荷的均分。

进一步的，每个所述吸附单元均包含固定基座、驱动腱绳、两个仿生可控吸附组件和两个预紧弹簧，所述两个仿生可控吸附组件同轴滑动设置在固定基座上，所述两个仿生可控吸附组件的相对侧面通过驱动腱绳连接，所述两个仿生可控吸附组件相对侧的相背侧面分别通过预紧弹簧与固定基座的两端连接，所述驱动腱绳的中部穿过固定基座与对应的载荷均分模块连接，所述固定基座固定在壳体支撑组件的下端面上。

进一步的，所述仿生可控吸附组件包括滑块、中间连接件、缓冲泡沫层、磁铁片、铁片、安装定位框和衬底，所述滑块与固定基座滑动连接，所述滑块、中间连接件、缓冲泡沫层和磁铁片从上至下依次固定连接，所述铁片固定在安装定位框的内部，所述铁片与磁铁片磁性连接，所述衬底固定在安装定位框的下表面，所述衬底的底面设置有仿生可控吸附面。

进一步的，所述载荷均分模块包括滑轮差分系统和差分系统驱动模块，所述滑轮差分系统包括动力输入端和若干个动力输出端，所述动力输入端与差分系统驱动模块连接，所述若干个动力输出端分别与若干个吸附单元一一对应相连接。