1.一种自适应双稳态空间捕获机械手,其特征在于,其包括升降组件、剪叉折展机构和夹持机构,
多个所述剪叉折展机构沿圆周设置在所述升降组件的周侧,所述夹持机构的夹持连杆、直线滑动模组分别与所述剪叉折展机构的上层花盘转动连接;
所述升降组件,其包括第一中心花盘、升降丝杠、丝杠螺母、驱动电机、第二中心花盘、第一连杆和第二连杆,所述第一中心花盘通过所述丝杠螺母与所述升降丝杠螺旋移动,所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述升降丝杠的第一端连接,所述第二中心花盘设置在所述升降丝杠的第二端,所述第一连杆沿圆周设置在所述第一中心花盘的周侧,且各个所述第一连杆的第一端分别与所述第一中心花盘上的各个铰接口转动连接,所述第二连杆沿圆周设置在所述第二中心花盘的周侧,且各个所述第二连杆的第一端分别与所述第二中心花盘上的各个铰接口转动连接;
所述剪叉折展机构,其包括下层花盘、上层花盘、第一剪叉杆和第二剪叉杆,所述上层花盘位于所述下层花盘的上方,所述第一连杆的第二端与所述下层花盘的第一端转动连接,所述第二连杆的第二端与所述上层花盘的第一端转动连接,所述第一剪叉杆与所述第二剪叉杆的中部交叉处通过销柱转动连接,所述第一剪叉杆的第一端与所述下层花盘的第二端转动连接,所述第一剪叉杆的第二端与所述上层花盘的第二端转动连接,所述第二剪叉杆的第一端与所述下层花盘的第三端转动连接,所述第二剪叉杆的第二端与所述上层花盘的第三端转动连接;
所述夹持机构,其包括夹持连杆、直线滑动模组、柔性件和捕获夹爪,所述夹持连杆对称设置在所述柔性件的两侧,所述柔性件的第一端、第二端分别通过转接件与两侧的所述夹持连杆中部连接,所述柔性件的第三端与所述直线滑动模组的移动杆转动连接,所述捕获夹爪的第一端与所述上层花盘的第四端转动连接,所述直线滑动模组的固定端与所述上层花盘的第五端转动连接,所述捕获夹爪的第二端设有轴向螺纹孔,配合螺纹轴承与所述夹持连杆的第一端连接;
通过所述升降丝杠正反转动控制所述第一中心花盘与所述第二中心花盘间的距离,驱动所述剪叉折展机构收拢和展开,进而驱动对称设置的所述夹持连杆以中心轴为旋转轴,通过所述夹持机构中柔性件与所述直线滑动模组配合,各个所述捕获夹爪相配合能自适应非合作目标的外形轮廓并完成捕获。
2.根据权利要求1所述的自适应双稳态空间捕获机械手,其特征在于,所述夹持机构中的夹持连杆以所述捕获夹爪与所述夹持连杆连接的转动副轴线为中心轴,通过对中心轴偏置形成一个偏置轴,以偏置轴的轴线为基准,所述夹持连杆实现杆上移动副轴线偏置,对称设置的所述夹持连杆以中心轴为旋转轴,形成的轮廓具有多个等距节点,通过所述直线滑动模组对所述柔性件的约束,轮廓的等距节点保留至两个,从而实现所述夹持机构的双稳态夹持。
3.根据权利要求1所述的自适应双稳态空间捕获机械手,其特征在于,所述驱动电机设置在基座上,所述基座上方还设置有支撑盘,所述联轴器穿设于所述支撑盘的中心孔中。
4.根据权利要求1所述的自适应双稳态空间捕获机械手,其特征在于,所述第一中心花盘和第二中心花盘上均开设有减重槽口。
5.根据权利要求1所述的自适应双稳态空间捕获机械手,其特征在于,包括一个升降组件、六个剪叉折展机构和三个夹持机构。
6.根据权利要求1所述的自适应双稳态空间捕获机械手,其特征在于,所述第一中心花盘和第二中心花盘均为六边形、正九边形或正十二边形结构。
7.根据权利要求1所述的自适应双稳态空间捕获机械手,其特征在于,所述夹持连杆中部为轴向旋转方向的连接轴。
8.根据权利要求1所述的自适应双稳态空间捕获机械手,其特征在于,所述柔性件为Y形柔性件。
9.根据权利要求1所述的自适应双稳态空间捕获机械手,其特征在于,所述捕获夹爪包括第一构件和第二构件,在第一稳态下,所述捕获夹爪中第一长度等于第二长度,所述第一构件绕第一轴线,并且所述第二构件绕第二轴线同时旋转,此时所述柔性件形变,机械手受内部应力向最小势能点跌落,所述第一构件和第二构件旋转至第二势能最低点,所述柔性件应力释放,从而切换为第二稳态。
10.根据权利要求9所述的自适应双稳态空间捕获机械手,其特征在于,所述夹持机构在各运动副约束下的自由度为0,所述夹持机构通过所述柔性件中第一柔性件的形变产生运动为第一稳态,所述第一构件和第二构件的旋转,所述柔性件中的第一柔性件被拉伸,形变产生的约束力难以对所述柔性件形成有效限制,所述夹持机构自由度被释放,第一稳态点到达第二稳态点,第三稳态点到达第四稳态点,所述柔性件形变消失,所述夹持机构重新恢复至初始稳定状态。