[发明专利]一种运载火箭自动加注机器人结构

权利要求书

1.一种运载火箭自动加注机器人结构，其特征在于，包括支撑座、导轨滑块机构、滚珠丝杠螺母机构、气动托举装置、连接与抗倾覆机构、管道机械臂装置、激光雷达装置和加泄连接器；其中，

所述气动托举装置包括托举气缸和浮动连接头；

所述连接与抗倾覆机构包括连接法兰、抗倾覆三角架、轴杆、抗倾覆拉杆、抗倾覆加强筋、拉力传感器和拉环；

所述管道机械臂装置包括第一管道机械臂、第二管道机械臂、第三管道机械臂、第四管道机械臂、第一回转接头、第二回转接头、第三回转接头、第四回转接头、第一机械臂电机齿轮传动装置、第二机械臂电机齿轮传动装置、第三机械臂电机齿轮传动装置和第四机械臂电机齿轮传动装置；

所述激光雷达装置包括雷达支架、激光雷达和雷达驱动电机；

所述加泄连接器包括锁紧件、锁紧件驱动气缸、端盖、端盖驱动气缸、非接触式行程开关和导向锥；

所述支撑座固定在火箭塔架壁上，所述导轨滑块机构和所述滚珠丝杠螺母机构安装于所述支撑座上；

所述气动托举装置放置在火箭塔架地板上，通过与所述连接法兰相连，在所述滚珠丝杠螺母机构的电机不使能后，靠所述托举气缸内的气压来平衡所述管道机械臂装置、所述激光雷达装置和所述加泄连接器的重力，从而实现所述加泄连接器跟随火箭箭体的柔性沉降；

所述管道机械臂装置的下端与所述连接法兰相连，所述管道机械臂装置的上端安装所述加泄连接器，通过所述管道机械臂装置实现所述加泄连接器的位姿调整，将所述加泄连接器与火箭箭体连接头对接，再由所述锁紧件锁紧后进行加注。

2.如权利要求1所述的运载火箭自动加注机器人结构，其特征在于，所述管道机械臂装置下端所述第一个回转接头法兰安装于所述连接与抗倾覆机构的所述连接法兰上，所述连接与抗倾覆机构和所述导轨滑块机构及所述滚珠丝杠螺母机构支架相连，所述连接与抗倾覆机构和所述导轨滑块机构的滑块可通过所述滚珠丝杠螺母机构实现垂直移动。

3.如权利要求1所述的运载火箭自动加注机器人结构，其特征在于，所述抗倾覆三角架两端与所述导轨滑块机构的两条导轨上部的两个滑块相连，再通过所述抗倾覆加强筋与所述连接法兰相连，所述抗倾覆拉杆通过所述轴杆与所述抗倾覆三角架连接，可绕所述抗倾覆三角架转动，所述拉环安置于所述管道机械臂装置的下端所述第一管道机械臂上，通过所述拉力传感器与所述抗倾覆拉杆连接。

4.如权利要求1所述的运载火箭自动加注机器人结构，其特征在于，所述第一机械臂电机齿轮传动装置、所述第二机械臂电机齿轮传动装置、所述第三机械臂电机齿轮传动装置和所述第四机械臂电机齿轮传动装置分别驱动所述第一回转接头、所述第二回转接头、所述第三回转接头和所述第四回转接头转动，相应地分别调整所述第一管道机械臂、所述第二管道机械臂、所述第三管道机械臂和所述第四管道机械臂的位姿。

5.如权利要求1所述的运载火箭自动加注机器人结构，其特征在于，所述激光雷达通过所述雷达支架安装于所述加泄连接器上方，通过所述雷达驱动电机控制俯仰获取场景的三维点云数据，从中识别出所述火箭箭体连接头，对其进行定位和姿态估计，并反馈给控制系统，通过在所述激光雷达上安装IMU估计雷达的角速度和线速度，对所获取的点云进行矫正，消除运动畸变。

6.如权利要求1所述的运载火箭自动加注机器人结构，其特征在于，所述导向锥位于所述加泄连接器前端面，与所述火箭箭体连接头的导向孔对接，在对接后期所述第四回转接头处离合器离合，所述第四管道机械臂松弛可适应所述导向锥机械调位。

7.如权利要求1所述的运载火箭自动加注机器人结构，其特征在于，所述加泄连接器前端面的上面中间位置装有所述非接触式行程开关，通过所述非接触式行程开关与所述火箭箭体连接头处目标板的距离来判断所述锁紧件的锁紧时机。

8.如权利要求1所述的运载火箭自动加注机器人结构，其特征在于，所述锁紧件由所述锁紧件驱动气缸驱动锁紧，而后所述锁紧件驱动气缸供气保持锁紧力；加注结束后，所述锁紧件驱动气缸停止供气，所述锁紧件解锁。