一种适用于月面建造及探索的复合功能末端工具的制作方法

本发明属于月面建造及探索，具体涉及一种适用于月面建造及探索的复合功能末端工具。

背景技术：

1、月球是人类开展深空探测的前哨站和“天然空间站”，月球表面布满了由小天体撞击形成的撞击坑，且表面覆盖着一层碎石块和浮土，要想进行月面建造与探索，就需要采用末端工具对月面上的石块及浮土进行夹取及铲运。由于太空运输成本高昂，月球探索装置应尽可能的轻量化。目前要想实现月面上碎石块夹取和浮土铲运功能需要携带两种机械臂末端工具，而且还要考虑两种末端工具间如何实现自动化更换，上述功能在地球上能够轻松实现，但在无人化月面环境以及航空载荷运输成本极高的条件下，实现起来是非常困难且成本较高的。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种适用于月面建造及探索的复合功能末端工具，通过将夹持手指和铲斗状结构的复合，能够实现对月面上碎石块的夹取和浮土的铲运。

2、本发明是通过下述技术方案实现的：

3、一种适用于月面建造及探索的复合功能末端工具，包括：夹持驱动部件、夹持手指、滚轴、滚轴驱动部件及卷板；

4、两个所述夹持手指安装在夹持驱动部件上，夹持驱动部件用于驱动两个夹持手指张开或夹紧；

5、所述滚轴通过轴承安装在夹持驱动部件上，且滚轴的轴向与夹持手指的运动方向平行；滚轴驱动部件固定在夹持驱动部件上，并与滚轴同轴连接，用于驱动滚轴绕其自身轴线转动；

6、每个夹持手指上均加工有一个滑槽；两个夹持手指的滑槽平行、且开口相对；所述卷板的一端绕装在滚轴上，当两个夹持手指张开到位后，夹持驱动部件可通过带动滚轴转动将卷板的另一端的两侧边伸入到两个夹持手指的滑槽中，使得两个夹持手指和卷板组成铲斗状结构，实现对物体的铲运；夹持驱动部件还可通过带动滚轴转动将卷板的另一端缠绕到滚轴上。

7、进一步的，所述夹持驱动部件包括：电动推杆、接头、连杆、连接支架及连接臂；

8、所述电动推杆固定在连接支架上；所述接头与电动推杆的末端螺纹连接；

9、所述连接支架加工有若干槽孔，每个槽孔的长度方向与电动推杆的伸缩方向垂直；

10、两个连接臂的一端分别安装在连接支架上，并位于接头的两侧；且每个连接臂的上下表面各设有一个销轴，两个销轴分别与连接支架的槽孔滑动配合，销轴可沿槽孔的长度方向进行运动，使得两个连接臂可进行相向或相背运动，且每个连接臂的运动方向均与电动推杆的伸缩方向垂直；

11、每个连接臂分别通过两根以上连杆与接头活动连接，每个连杆的两端分别通过销轴与连接臂、接头销接；

12、两个连接臂的另一端各安装有一个夹持手指。

13、进一步的，所述夹持手指为l形结构，令l形结构的两个侧板分别为水平侧板和竖直侧板；

14、两个夹持手指的水平侧板各固定在对应的连接臂的端面，两个夹持手指的竖直侧板平行，且两个夹持手指围成一个u形结构；当电动推杆伸出后，通过连杆带动两个连接臂进行相背运动，两个连接臂进而带动两个夹持手指张开，反之，电动推杆收缩后，通过连杆带动两个连接臂进行相向运动，两个连接臂进而带动两个夹持手指夹紧。

15、进一步的，所述夹持驱动部件包括：挡板；

16、所述挡板固定在连接支架上；滚轴和滚轴驱动部件均安装在挡板上。

17、进一步的，所述滚轴驱动部件采用步进电机。

18、有益效果：

19、(1)本发明的一种适用于月面建造及探索的多功能末端工具，具有夹持石块以及铲运月壤的功能，既可以夹取月面石块，也可以铲运月面浮土，复合功能末端工具从根本上避免了末端工具间自动化更换问题，为月面探索提供了极大的便利；同时，相较于运输两种末端工具，一种多功能末端工具可提高机械零部件的利用率，同等功能下未降低末端工具质量，其紧凑的结构及多功能性提高了月面探索装置的自动化程度、降低了太空运输成本。

20、(2)本发明的电动推杆伸出后，通过连杆带动两个连接臂进行相背运动，两个连接臂进而带动两个夹持手指张开，反之，电动推杆收缩后，通过连杆带动两个连接臂进行相向运动，两个连接臂进而带动两个夹持手指夹紧，实现对物体的夹取与放置；因此，本发明通过连杆将力传递到连接臂上，进而驱动夹持手指进行张开或夹紧的动作，该驱动方式简单可靠，易于实现。

21、(3)本发明的滚轴驱动部件采用步进电机，步进电机可通过带动滚轴转动将卷板的另一端的两侧边伸入到两个夹持手指的滑槽中，使得两个夹持手指和卷板组成铲斗状结构，实现对物体的铲运，具体操作为电动推杆伸出后通过连杆带动夹持手指张开至最大限度后，夹持手指设计有滑槽，机械臂控制末端工具垂直向下，步进电机带动滚轴顺时针旋转，滚轴上的卷板沿滑槽运动至滑槽最前端，此时末端工具具有铲运月壤的功能；步进电机带动滚轴逆时针旋转，滚轴将卷板收回，此时末端工具具有夹持物体的功能。该驱动方式简单可靠，易于实现。

技术特征：

1.一种适用于月面建造及探索的复合功能末端工具，其特征在于，包括：夹持驱动部件、夹持手指、滚轴、滚轴驱动部件及卷板；

2.如权利要求1所述的一种适用于月面建造及探索的复合功能末端工具，其特征在于，所述夹持驱动部件包括：电动推杆、接头、连杆、连接支架及连接臂；

3.如权利要求2所述的一种适用于月面建造及探索的复合功能末端工具，其特征在于，所述夹持手指为l形结构，令l形结构的两个侧板分别为水平侧板和竖直侧板；

4.如权利要求1所述的一种适用于月面建造及探索的复合功能末端工具，其特征在于，所述夹持驱动部件包括：挡板；

5.如权利要求1-4任一项所述的一种适用于月面建造及探索的复合功能末端工具，其特征在于，所述滚轴驱动部件采用步进电机。

技术总结本发明公开了一种适用于月面建造及探索的复合功能末端工具，包括：夹持驱动部件、夹持手指、滚轴、滚轴驱动部件及卷板；两个夹持手指安装在夹持驱动部件上，夹持驱动部件用于驱动两个夹持手指张开或夹紧；滚轴和滚轴驱动部件均安装在夹持驱动部件上；滚轴驱动部件用于驱动滚轴绕其自身轴线转动；每个夹持手指上均加工有一个滑槽；两个夹持手指的滑槽平行、且开口相对；卷板的一端绕装在滚轴上，当两个夹持手指张开到位后，夹持驱动部件可通过带动滚轴转动将卷板两侧边伸入到两个夹持手指的滑槽中，使得两个夹持手指和卷板组成铲斗状结构，实现对物体的铲运。本发明通过将夹持手指和铲斗状结构的复合，能够实现对月面上碎石块的夹取和浮土的铲运。技术研发人员：刘彬,贺自名,孙金桥,王晋,李振杭,汤明飞,李佳,安魁受保护的技术使用者：中建研智能技术（北京）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12