空间细胞机器人被期望在未来空间活动中承担空间站的日常维修及大型空间站的在轨组装，以及空间三角桁架的平面工装等重要工作。这就需要设计出一种能够对棒类物体完成夹持工作，工作空间为环形柱状的夹爪功能细胞。目前常用的细胞机器人抓取机构为以下三种类型：电动驱动机构，采用电机驱动系统，控制灵活、定位精度高使用方便对其所连接机构无需复杂要求；气压驱动机构，采用气缸控制，结构简单、高速度、低摩擦，但其速度稳定性差，定位精度无法保证；液压驱动机构，采用液体传动控制方式，响应迅速并且具有较大的承载能力，但其需要配套液压站，结构复杂，不适应于太空环境任务。1.本细胞抓取机构所设计的零部件大部分都是由相同结构的两部分通过卡槽相连，不仅互换性高便于加工制造，而且安装拆卸较为方便。 2.本细胞抓取机构采用步进电机作为系统的动力源，可实现数字化控制，且控制精准易于实现具有较高的定位精度，非常适用于析杆的抓取工作。 3.本细胞由抓取机构和连接机构两部分组成，借助连接机构抓取工作可以在任意空间中进行，显著提高了夹爪功能细胞的适应性和灵活性。基本技术方案是：夹爪功能细胞由抓取机构和连接机构两部分构成。抓取机构由步进电机座，夹爪安装板，夹爪盖板，紧定螺钉，盖板，步进电机，螺母丝杆，伸缩螺母座，盖形螺母，夹爪压簧，长臂，短臂，夹爪，弹簧，桁杆组成；连接机构由伺服电机，凸轮，轴，不完全锥齿轮，十字导轨，导轨组件，沟槽锥齿轮，支撑板，连接面组成。步进电机座、夹爪安装板与夹爪盖板相连，夹爪盖板通过紧定螺钉与各盖板装配在一起，共同构成抓取机构的固定装置。安装在布进电机座关节处的步进电机与螺母丝杆相连，螺母丝杆嵌入到伸缩螺母座的凹槽中，通过螺母丝杆的转动，伸缩螺母座可实现直线运动。安装在螺母丝杆与盖形螺母之间的夹爪压簧，可以在直线运动中起到缓冲的作用。长臂借助短臂与伸缩螺母座相连，夹爪安装在长臂始端，利用短臂的拉动，可以实现夹爪的开合动作。安装在长臂之间的弹簧，可以保证夹爪抓取桁杆时足够的预紧力。伺服电机、凸轮、轴、不完全锥齿轮、十字导轨和导轨组件共同构成连接机构的直线驱动部分，利用凸轮的转动推动导轨组件做直线运动。沟槽锥齿轮、支撑板和连接面共同构成连接机构的转动驱动部分，利用不完全锥齿路和沟槽锥齿轮啮合传动的方式，使导轨组件移动到相应位置，完成连接锁紧工作。夹爪功能模块是一种能够对物体进行夹持的功能细胞模块，广泛应用于多种物体的搬运、抓取与组装等工作中。根据桁架组装的任务要求，设计了一种可以对圆柱型的空间桁杆进行夹持的夹爪功能模块，并且能够将空间桁杆在指定的位置进行精确的安装。

哈尔滨理工大学

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