面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置

本发明涉及磁控抓取，尤其涉及一种面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置。

背景技术：

1、卫星系统强大与否非常重要，而太空非合作目标捕获技术是衡量卫星系统综合性能的重要指标。因此，太空非合作目标捕获技术受到全球主要发达国家或地区的高度重视。特别是，航空航天系统和军方投入巨量资金进行相关前沿尖端技术的自主开发和综合利用。

2、其中，空间机械臂对非合作目标卫星的捕获以及模块在轨组装起非常重要的作用，但是现有技术中的空间机械臂抓取能力有待提高。

3、因此，现有技术仍需进一步改进与发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，以实现为空间机械臂提供抓取能力的目的。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其中，包括：

4、机架总成；

5、驱动机构，所述驱动机构安装在所述机架总成上，用于驱动磁场发生机构的磁铁运动；

6、磁场发生机构，所述磁场发生机构与所述驱动机构连接，用于根据驱动机构的驱动产生驱动磁流体的磁场；

7、抓取执行面板，所述抓取执行面板安装在所述机架总成上，所述抓取执行面板上的磁流体受磁场驱动，产生活动磁化绒毛，执行抓取活动。

8、所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其中，所述机架总成包括外壳框架和安装在所述外壳框架两侧的两根光轴导轨。

9、所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其中，所述驱动机构包括驱动器，所述驱动器包括步进电机信号发生器、步进电机驱动板、步进电机；

10、所述步进电机信号发生器与所述步进电机驱动板连接，所述步进电机信号发生器所产生的产生步进信号传递给所述步进电机驱动板；

11、所述步进电机驱动板与所述步进电机连接，所述步进电机驱动板将所述步进电机信号发生器产生的步进信号经过功率放大后输出电流驱动所述步进电机运转。

12、所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其中，所述步进电机信号发生器为可产生步进信号控制电机正转反转，可调速并有限位开关的控制板；

13、所述步进电机驱动板可将所述电机信号发生器所产生的步进信号进行功率放大；

14、所述步进电机为微型需要提供≥20ncm的转矩，所述步进电机可以精确控制磁铁的停止位置。

15、所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其中，所述驱动机构包括传动齿轮组，丝杆轴承座组，丝杆组，丝杆螺母组。

16、所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其中，所述传动齿轮组包括电机齿轮，中间齿轮，中间齿轮轴承和丝杆齿轮组；所述电机齿轮安装在步进电机的输出轴上，所述中间齿轮通过中间齿轮轴承安装在外壳框架上，所述丝杆齿轮组通过顶丝紧固在两跟丝杆上；所述步进电机运转将动力输出给所述电机齿轮，电机齿轮旋转带动中间齿轮旋转，中间齿轮旋转带动两个丝杆齿轮转动。

17、所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其中，所述丝杆包括正丝丝杆和反丝丝杆，所述丝杆螺母组包括正丝螺母和反丝螺母，所述正丝丝杆和反丝丝杆通过丝杆轴承座组安装在所述外壳框架内，所述正丝螺母螺接在所述正丝丝杆上，所述反丝螺母螺接在所述反丝丝杆上。

18、所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其特征在于，所述丝杆轴承座组安装在所述机架总成上，所述丝杆组由顶丝固定在丝杆轴承座组的轴承内圈上。

19、所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其中，所述磁场发生机构包括磁铁底座组，直线轴承组和钕磁铁组；

20、所述磁铁底座组中的每一根磁铁底座两端都固定连接有直线轴承，所述直线轴承安装在光轴导轨上；所述磁铁底座组中的每一根磁铁底座中间还固定连接一丝杆螺母；

21、所述磁铁底座组通过直线轴承安装在所述机架总成的光轴导轨上。

22、所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其中，所述抓取执行面板安装在所述机架总成的背面；

23、所述抓取执行面板包括：安装在外壳框架背面的承载盘和安装在所述承载盘上的磁流体；所述承载盘安装在所述机架总成的外壳框架上，所述承载盘承托磁流体；所述磁流体为硅油与磁性粉末制成的复合材料。

24、本发明的有益效果为：本发明旨在为空间机械臂对非合作目标卫星的捕获以及模块在轨组装提供技术解决方案。通过对生物触脚的快速粘附/高效脱附和低震动/低刺激特性的研究，自主创新设计应用在空间机械臂的仿生无感柔性敏捷技术，赋予空间机械臂无感敏捷的抓取能力，增强太空机器人行动能力，扩大行动范围，增强太空力量。

技术特征：

1.一种面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其特征在于，所述机架总成包括外壳框架和安装在所述外壳框架两侧的两根光轴导轨。

3.根据权利要求1所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其特征在于，所述驱动机构包括驱动器，所述驱动器包括步进电机信号发生器、步进电机驱动板、步进电机；

4.根据权利要求3所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其特征在于，所述步进电机信号发生器为可产生步进信号控制电机正转反转，可调速并有限位开关的控制板；

5.根据权利要求2所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其特征在于，所述驱动机构包括传动齿轮组，丝杆轴承座组，丝杆组，丝杆螺母组。

6.根据权利要求5所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其特征在于，所述传动齿轮组包括电机齿轮，中间齿轮，中间齿轮轴承和丝杆齿轮组；所述电机齿轮安装在步进电机的输出轴上，所述中间齿轮通过中间齿轮轴承安装在外壳框架上，所述丝杆齿轮组通过顶丝紧固在两跟丝杆上；所述步进电机运转将动力输出给所述电机齿轮，电机齿轮旋转带动中间齿轮旋转，中间齿轮旋转带动两个丝杆齿轮转动。

7.根据权利要求5所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其特征在于，所述丝杆包括正丝丝杆和反丝丝杆，所述丝杆螺母组包括正丝螺母和反丝螺母，所述正丝丝杆和反丝丝杆通过丝杆轴承座组安装在所述外壳框架内，所述正丝螺母螺接在所述正丝丝杆上，所述反丝螺母螺接在所述反丝丝杆上。

8.根据权利要求5所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其特征在于，所述丝杆轴承座组安装在所述机架总成上，所述丝杆组由顶丝固定在丝杆轴承座组的轴承内圈上。

9.根据权利要求1所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其特征在于，所述磁场发生机构包括磁铁底座组，直线轴承组和钕磁铁组；

10.根据权利要求1所述的面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，其特征在于，所述抓取执行面板安装在所述机架总成的背面；

技术总结本发明涉及无感抓附技术领域，公开面向机械臂仿生磁控绒毛无感粘附丝杆传动磁场平移装置，包括:机架总成，驱动机构，控制器，驱动器，步进电机，传动齿轮组，丝杆轴承座，丝杆，丝杆螺母，磁铁底座，磁铁，磁流体面板。装置采用步进电机提供动力，通过齿轮组将动力传递到两根丝杆，丝杆的转动经由螺母转变为横向运动，磁铁底座由两根光轴导轨支撑，螺母带动磁铁底座横向运动，从而完成磁铁及磁场的横向运动。受猫舌头丝状乳头的启发，由二甲基硅油和磁性粉末制成的磁流体绒毛可以顺应磁感线方向生长，磁流体绒毛可在移动磁场作用下摆动，从而完成抓取功能。技术研发人员：牛士超,姜晓峰,权紫荆,陈萌,丁汉良,穆正知,李博,韩志武受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16