[发明专利]机械臂

说明书

本发明公开了一种机械臂，包括依次串联的第一执行器、第一滚转臂、第一伸缩臂、第二伸缩臂、第二滚转臂及第二执行器，第一执行器、第二执行器两个执行器对称设置；第一滚转臂、第二滚转臂两个滚转臂对称设置，提供两个滚转自由度；第一伸缩臂、第二伸缩臂两个伸缩臂对称设置，提供两个伸缩自由度；第一滚转臂、第一伸缩臂、第二伸缩臂、第二滚转臂依次转动连接，提供三个俯仰自由度。对称设置的执行器、滚转臂、伸缩臂及俯仰关节能够减少各部件设计制造所需的工作量，从而缩短设计制造的周期；通过减少转动自由度、增加平移自由度，能够减小运动规划的复杂度。

技术领域

本发明涉及航天工程技术领域，尤其是涉及一种机械臂。

背景技术

部署在空间站的机械臂可以辅助航天员完成复杂空间环境下的在轨装配和维修任务，减轻航天员的任务风险，一些空间大型设施如卫星、航天器舱段也需要空间机械臂进行捕获、搬运，辅助对接等。相关技术中，机械臂的结构通常较为复杂，对每个部件均需单独设计制造，从部件的设计加工到机械臂的总装、测试的时间跨度较大，难以满足快速响应的发射任务；并且，机械臂的各自由度通常均为转动自由度，机械臂的控制和运动规划较为复杂。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种机械臂，能够缩短设计制造的周期，并减小运动规划的复杂度。

本发明实施例提供的机械臂，包括：

第一执行器；

第一滚转臂，所述第一滚转臂的一端连接于所述第一执行器，所述第一滚转臂能够带动所述第一执行器绕所述第一滚转臂的轴线转动；

第一伸缩臂，所述第一伸缩臂的一端转动连接于所述第一滚转臂远离所述第一执行器的一端，所述第一伸缩臂能够绕垂直于所述第一滚转臂的轴线的方向转动，所述第一伸缩臂能够在轴向上伸长或缩短；

第二伸缩臂，所述第二伸缩臂的一端转动连接于所述第一伸缩臂远离所述第一滚转臂的一端，所述第二伸缩臂能够绕垂直于所述第一伸缩臂的伸缩方向的方向转动，所述第二伸缩臂能够在轴向上伸长或缩短；

第二滚转臂，所述第二滚转臂的一端转动连接于所述第二伸缩臂远离所述第一伸缩臂的一端，所述第二滚转臂能够绕垂直于所述第二伸缩臂的伸缩方向的方向转动；

第二执行器，连接于所述第二滚转臂远离所述第二伸缩臂的一端，所述第二滚转臂能够带动所述第二执行器绕所述第二滚转臂的轴线转动；

其中，所述第一执行器、所述第一滚转臂、所述第一伸缩臂，与，所述第二伸缩臂、所述第二滚转臂、所述第二执行器，相对所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂的连接处对称。

本发明实施例提供的机械臂，至少具有如下有益效果：本发明机械臂具有2个对称设置的执行器、2个对称设置的滚转臂及2个对称设置的伸缩臂，能够减少各部件设计制造所需的工作量，从而缩短设计制造的周期，对称设置的执行器能够实现机械臂的首尾互换，从而进行爬行动作；各部件之间的连接方式较为简单，采用模块化设计，能够在某一部件发生故障时较为便捷地替换，也可以将单独的部件拆除形成新的自由度更少的机械臂；本发明机械臂具有2个滚转自由度、2个伸缩自由度及3个俯仰自由度，能够减小运动规划的复杂度。

在本发明的一些实施例中，所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂均包括外杆和内杆，所述外杆套设于所述内杆的外部并与所述内杆滑动连接，所述外杆与所述内杆能够在轴向上相对移动。

在本发明的一些实施例中，所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂还均包括导轨，所述导轨平行于所述内杆的轴向延伸，所述外杆与所述内杆通过所述导轨滑动连接。

在本发明的一些实施例中，所述第一伸缩臂与所述第二伸缩臂均还包括伸缩驱动件，所述伸缩驱动件固定连接于所述外杆，所述伸缩驱动件的输出端连接于所述内杆，所述伸缩驱动件用于驱动所述内杆与所述外杆在轴向上相对移动。