一种机器人宇航员的固定装置的制作方法

本发明涉及航天机器人领域，具体涉及一种机器人宇航员的固定装置。

背景技术：

为了降低航天员在空间站维护与操作中的工作强度与安全风险，节约时间与经济成本，机器人宇航员成为空间站辅助或代替航天员的必然选择。由于空间站处于微重力环境中且内部结构复杂，这要求机器人宇航员具有与地面机器人宇航员系统显著不同的控制方法。

现有的机器人宇航员在舱内不能自由移动，可操作者范围小，只能安装在固定位置，不能对机器人宇航员进行释放自由移动，或者进行收回固定，导致应用范围小，无法辅助人类宇航员进行更多操作。

技术实现要素：

为此，本发明提供一种机器人宇航员的固定装置，以解决现有机器人宇航员无法在太空舱内自由释放和固定的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种机器人宇航员的固定装置，所述机器人宇航员的固定装置包括：固定连接平台、旋转连接平台、卡接组件和定位挡板，所述卡接组件安装在旋转连接平台的顶部，卡接组件通过机械爪和电磁铁对机器人宇航员的下肢进行固定或释放，所述定位挡板与卡接组件相邻安装，对机器人宇航员下肢进行辅助定位，所述旋转连接平台底部与固定连接平台转动连接，所述固定连接平台底部连接舱内移动平台。

进一步地，所述卡接组件包括：固定槽、机械爪和驱动模块，所述机械爪与固定槽的侧边转动连接，所述驱动模块通过连杆与机械爪连接，通过驱动模块带动机械爪的转动，所述固定槽内具有能够容纳机器人宇航员下肢的凹槽。

进一步地，所述固定槽底部安装有电磁铁，通过电磁铁对机器人宇航员进行吸附，固定槽的表面安装有压电片，通过压电片检测压力值，判断机器人宇航员下肢是否吸附牢固。

进一步地，所述驱动模块包括：驱动电机、滑轨、丝杠和滑块，所述驱动电机与丝杠连接，驱动电机的输出端带动丝杠转动，所述滑块卡在滑轨上，能在滑轨上往复直线运动，滑块底部通过滚珠螺母与丝杠相啮合，丝杠转动带动滑块在滑轨上运动。

进一步地，所述滑块与连杆转动连接，滑块在滑轨上移动，带动连杆的收放，连杆推动机械爪压合固定槽或将机械爪收回。

进一步地，所述定位挡板设置在卡接组件的后侧，定位挡板对机器人宇航员的下肢进行辅助定位。

进一步地，所述固定连接平台与旋转连接平台之间安装有旋转电机，通过旋转电机带动旋转连接平台转动。

进一步地，所述舱内移动平台的底部设置有摩擦轮，通过摩擦轮夹持在舱内轨道上，带动舱内移动平台在舱内轨道上移动。

本发明具有如下优点：

本发明公开了一种机器人宇航员的固定装置，通过卡接组件中的固定槽和机械爪，对机器人宇航员下肢进行电磁吸附和机械爪物理固定，实现机器人宇航员的固定。打开机械爪并解除电磁吸附，即可实现机器人宇航员的释放，便于机器人宇航员在太空舱内的自由移动。同时，通过舱内移动平台带动机器人宇航员在舱内轨道上移动，扩大机器人宇航员的移动范围，提升应用场景，协助人类宇航员完成更多操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种机器人宇航员的固定装置与机器人宇航员连接示意图；

图2为本发明实施例提供的一种机器人宇航员的固定装置的卡接组件结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种机器人宇航员的固定装置机械爪打开状态示意图；

图中：1-固定连接平台、2-旋转连接平台、3-卡接组件、4-定位挡板、5-机械爪、6-固定槽、7-连杆、8-驱动电机、9-滑轨、10-丝杠、11-滑块、12-摩擦轮、13-舱内移动平台、14-机器人宇航员、15-压电片。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本实施例公开了一种机器人宇航员14的固定装置，所述机器人宇航员14的固定装置包括：固定连接平台1、旋转连接平台2、卡接组件3和定位挡板4，所述卡接组件3安装在旋转连接平台2的顶部，卡接组件3通过机械爪5和电磁铁对机器人宇航员14的下肢进行固定或释放，所述定位挡板4与卡接组件3相邻安装，对机器人宇航员14下肢进行辅助定位，所述旋转连接平台2底部与固定连接平台1转动连接，所述固定连接平台1底部连接舱内移动平台13。

机器人宇航员14的下肢通过卡接组件3能够实现位置固定和自由释放。卡接组件3包括：固定槽6、机械爪5和驱动模块，所述机械爪5与固定槽6的侧边转动连接，所述驱动模块通过连杆7与机械爪5连接，通过驱动模块带动机械爪5的转动，所述固定槽6内具有能够容纳机器人宇航员14下肢的凹槽。定位挡板4设置在卡接组件3的后侧，定位挡板4对机器人宇航员14的下肢进行辅助定位。

固定槽6底部安装有电磁铁，电磁铁通电后具有磁性，通过电磁铁对机器人宇航员14下肢进行吸附，使机器人的钢制足底牢牢地吸附在固定槽6内。固定槽6的表面安装有压电片15，通过压电片15检测压力值，判断机器人宇航员14足部是否吸住。

驱动模块包括：驱动电机8、滑轨9、丝杠10和滑块11，所述驱动电机8与丝杠10连接，驱动电机8的输出端带动丝杠10转动，所述滑块11卡在滑轨9上，能在滑轨9上往复直线运动，滑块11底部通过滚珠螺母与丝杠10相啮合，丝杠10转动带动滑块11在滑轨9上运动。滑块11与连杆7转动连接，滑块11在滑轨9上移动，带动连杆7的收放，连杆7推动机械爪5压合固定槽6或将机械爪5收回。

当压电片15检测到机器人宇航员14的下肢被电磁吸附固定后，启动驱动电机8带动丝杠10及滑块11和连杆7将机械夹爪压住机器人足部上表面，用以辅助固定，以防出现突然断电等意外情况时机器人足部脱离固定槽6；机械夹爪的连杆7通过滑块11与丝杠10相连接，可以依靠其自身的螺纹自锁功能对机械夹爪实现机械自锁，提高机器人宇航员14的固定可靠性。

当机器人宇航员14需要在舱内自由活动时，只需控制连接固定装置的电磁铁和机械夹爪即可释放出机器人足部；当机器人宇航员14需要出舱时，通过宇航员辅助将连接固定装置从舱内移动平台13上分离，机器人宇航员14带着连接固定装置一起安装在舱外机械臂上，在舱外机械臂的带动下即可进行出舱作业。

固定连接平台1与旋转连接平台2之间安装有旋转电机，通过旋转电机带动旋转连接平台2转动，舱内移动平台13的底部设置有摩擦轮12，通过摩擦轮12夹持在舱内轨道上，带动舱内移动平台13在舱内轨道上移动。能够实现机器人宇航员14在舱内轨道上自由移动，并实现多角度旋转，在多个位置进行动作。扩大机器人宇航员14的应用范围，辅助人类宇航员进行更多的操作。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

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