一種末端抓取機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機器人末端抓取領(lǐng)域，特別地涉及一種插入式抓取、脹緊式鎖緊機器人末端抓取機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于受到運載火箭發(fā)射能力的限制，未來大口徑空間望遠鏡主境主要是通過空間機器人在軌組裝來完成。目前，現(xiàn)有的機器人末端抓取機構(gòu)通常采用靈巧手抓取、負壓盤吸附等方法實現(xiàn)對目標物體的抓取，該類型抓取機構(gòu)主要缺點是，機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外形尺寸大、可靠性差，很難作為空間組裝機器人末端作用器，實現(xiàn)大口徑空間望遠鏡主境的在軌組裝任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、外形尺寸小、具有高可靠性、適用于外太空操作任務(wù)的空間機器人末端抓取機構(gòu)。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種末端抓取機構(gòu)，該機構(gòu)包括:力矩電機、諧波減速器、螺旋盤軸、脹緊手、手眼相機、抓取機構(gòu)外殼和抓取機構(gòu)安裝座；力矩電機產(chǎn)生動力，通過諧波減速器帶動螺旋盤軸旋轉(zhuǎn)；脹緊手與螺旋盤軸嚙合，在抓取機構(gòu)外殼導(dǎo)向槽里做徑向移動；手眼相機安裝在抓取機構(gòu)外殼前端；力矩電機和諧波減速器安裝在抓取機構(gòu)安裝座內(nèi)，螺旋盤軸和脹緊手安裝在抓取機構(gòu)外殼內(nèi)。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明末端插入式抓取機構(gòu)不僅有利于對中與導(dǎo)向，而且抓取力很大，機構(gòu)尺寸小，設(shè)計簡單可靠，容易實現(xiàn)。抓取機構(gòu)中心設(shè)計成中空，有利于抓取機構(gòu)前端相機走線，可以有效避免線纜對組裝機器人抓取和拼裝動作的影響，為未來空間大口徑望遠鏡主境的在軌組裝提供了一種可實現(xiàn)性較高的子境模塊的抓取機構(gòu)。
【附圖說明】
[0007]圖1機器人末端抓取機構(gòu)抓取子境模塊的示意圖。
[0008]圖2本發(fā)明末端抓取機構(gòu)單個抓取組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0009]圖中:1、機器人末端，2、六維力傳感器組件，3、行程開關(guān)，4、末端抓取機構(gòu)，5、待拼接子境模塊，6、電機軸端擋圈，7、電機軸，8、力矩電機定子，9、力矩電機轉(zhuǎn)子，10、電機座，11、諧波減速器，12、抓取機構(gòu)安裝座，13、軸承外環(huán)端蓋，14、軸承內(nèi)環(huán)端蓋過度件，15、套杯，16、螺旋盤軸，17、軸承內(nèi)環(huán)擋圈，18、抓取機構(gòu)外殼，19、角接觸球軸承，20、脹緊手，21、手眼相機。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0011]如圖1所示，本發(fā)明的末端抓取機構(gòu)4與機器人1、六維力傳感器組件2、行程開關(guān)3、子鏡模塊5 —同組成主境拼接操作系統(tǒng)。
[0012]如圖2所示，本發(fā)明的末端抓取機構(gòu)組成包括:力矩電機組件、諧波減速器11、抓取機構(gòu)安裝座12和抓取頭組件，其中，力矩電機組件包括:電機軸端擋圈6、電機軸7、力矩電機定子8、力矩電機轉(zhuǎn)子9、電機座10 ;抓取頭組件包括:軸承外環(huán)端蓋13、軸承內(nèi)環(huán)端蓋過度件14、套杯15組件、螺旋盤軸16、軸承內(nèi)環(huán)擋圈17、抓取機構(gòu)外殼18、角接觸球軸承19、三個120°分布的脹緊爪20和手眼相機21。首先將抓取頭組件安裝到抓取機構(gòu)安裝座12上，再將諧波減速器11的柔輪和剛輪分別與抓取頭組件中軸承內(nèi)環(huán)端蓋過度件14和抓取機構(gòu)安裝座12連接，最后將力矩電機組件安裝到抓取機構(gòu)安裝座12上。
[0013]依次將角接觸球軸承19和螺旋盤軸16安裝到套杯15中，再裝入軸承內(nèi)環(huán)擋圈17、角接觸球軸承19，并利用軸承外環(huán)端蓋13和軸承內(nèi)環(huán)端蓋過度件14固定軸承外圈和內(nèi)圈，實現(xiàn)對螺旋盤軸16的支撐，并將組裝好的套杯15組件裝入抓取機構(gòu)外殼18中，再通過緩慢旋轉(zhuǎn)螺旋盤軸16將三個120°分布的脹緊手20裝入抓取機構(gòu)外殼18導(dǎo)向槽中，并將手眼相機21固定到抓取機構(gòu)外殼18上組成抓取頭組件。最后將抓取頭組件安裝到抓取機構(gòu)安裝座12上。
[0014]將諧波減速器11波發(fā)生器通過鍵和軸端擋圈固定到電機軸7上，再利用螺釘將電機軸端擋圈6、電機軸7安裝到力矩電機轉(zhuǎn)子9上，并利用電機座10將力矩電機定子8固定到抓取機構(gòu)安裝座12上組成力矩電機組件。
[0015]機器人I在手眼相機21的引導(dǎo)下帶動抓取機構(gòu)4逐漸接近子鏡模塊5，當(dāng)抓取機構(gòu)4按設(shè)定姿態(tài)到達子鏡模塊5前端預(yù)定位置后，機器人I根據(jù)其末端六維力傳感器2的反饋信息下，緩慢帶動抓取機構(gòu)4往前移動，此時兩個圓柱形抓取頭組件(直徑小于子鏡模塊5抓取孔直徑)逐漸進入子鏡模塊5兩個抓取孔中，并且機器人I根據(jù)力感信息不斷調(diào)整末端抓取機構(gòu)4的姿態(tài)，最終限位開關(guān)3被觸發(fā)，停止前進。
[0016]此后抓取機構(gòu)4內(nèi)部力矩電機開始工作，并帶動三個脹緊手20逐漸往外伸出。并且在六維力傳感器2的檢測下實時感知脹緊手20所受到的偏心力，實時調(diào)整末端抓取機構(gòu)4姿態(tài)，最終實現(xiàn)末端抓取機構(gòu)對子鏡模塊5的插入式抓取、脹緊式鎖緊動作。
【主權(quán)項】
1.一種末端抓取機構(gòu)，其特征在于，該機構(gòu)包括:力矩電機、諧波減速器、螺旋盤軸、脹緊手、手眼相機、抓取機構(gòu)外殼和抓取機構(gòu)安裝座；所述力矩電機產(chǎn)生動力，通過諧波減速器帶動螺旋盤軸旋轉(zhuǎn)；脹緊手與螺旋盤軸嚙合，在抓取機構(gòu)外殼導(dǎo)向槽里做徑向移動；手眼相機安裝在抓取機構(gòu)外殼前端；力矩電機和諧波減速器安裝在抓取機構(gòu)安裝座內(nèi)，螺旋盤軸和脹緊手安裝在抓取機構(gòu)外殼內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種末端抓取機構(gòu)，其特征在于，所述抓取機構(gòu)外殼安裝到抓取機構(gòu)安裝座前端上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種末端抓取機構(gòu)，其特征在于，所述脹緊手的數(shù)量為三個，120°均勾分布在抓取機構(gòu)外殼導(dǎo)向槽內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種末端抓取機構(gòu)，其特征在于，所述螺旋盤軸端面以及脹緊爪端面都具有阿基米德平面螺紋。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種末端抓取機構(gòu)，其特征在于，所述抓取結(jié)構(gòu)為中空結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】一種末端抓取機構(gòu)屬于機器人末端抓取領(lǐng)域，該機構(gòu)包括：力矩電機、諧波減速器、螺旋盤軸、脹緊手、手眼相機、抓取機構(gòu)外殼和抓取機構(gòu)安裝座；所述力矩電機產(chǎn)生動力，通過諧波減速器帶動螺旋盤軸旋轉(zhuǎn)；脹緊手與螺旋盤軸嚙合，在抓取機構(gòu)外殼導(dǎo)向槽里做徑向移動；手眼相機安裝在抓取機構(gòu)外殼前端；力矩電機和諧波減速器安裝在抓取機構(gòu)安裝座內(nèi)，螺旋盤軸和脹緊手安裝在抓取機構(gòu)外殼內(nèi)。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明末端插入式抓取機構(gòu)有利于導(dǎo)向，抓取力很大，機構(gòu)尺寸小，設(shè)計簡單可靠，容易實現(xiàn)。抓取機構(gòu)中心設(shè)計成中空，利于抓取機構(gòu)前端相機走線，可以有效避免線纜對組裝機器人抓取和拼裝動作的影響。
【IPC分類】B25J19/00, B25J15/10
【公開號】CN105150234
【申請?zhí)枴緾N201510552398
【發(fā)明人】韓哈斯敖其爾, 李義, 吳清文
【申請人】中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年9月2日