一种小天体探测仿生爪刺附着器

1.本发明涉及深空探测仿生附着器，特别涉及一种小天体探测仿生爪刺附着器。


背景技术：

2.近年来，小天体探测任务受到广泛关注，采样返回已成为当前小天体探测任务的热点。然而当前小天体的着陆附着技术还依旧停留在锚固附着以及即触即走瞬时附着等方式。长时间的着陆附着技术可以说是二者的结合，更为机动灵活，但还有待进一步研究和应用。空间机器人在小天体表面进行长时间着陆、移动附着，既能实现探测任务科学价值的最大化，也能为未来小天体资源开发利用与载人探测任务提供技术储备与支撑。
3.当前小天体探测附着技术面临诸多挑战。一方面与其它天体相比，小天体具有形状不规则，密度不均匀，旋转状态复杂，引力场微弱等特点，对探测器的安全着陆和稳定附着提出了较高要求；另一方面小天体表面地形条件复杂，可能含有覆盖在岩石上的风化层和碎石颗粒，力学机理和物理性质难以确定，使得探测器在研究人员感兴趣的地方进行长时间附着变得异常困难。由于小天体特殊的微重力环境、难以确定的表面情况等，当前的探测任务多基于锚固及瞬时触碰附着机制，而长时间附着探测将是下一阶段需要解决的技术难点。仿生技术可以为小天体探测长时间附着任务提供多种行之有效的解决思路。其中从蟑螂、蜘蛛和鸟类身上观察到的爪刺机制已被应用于包括spinybot、rise系列以及digbot等多款地面爬壁机器人附着机构的设计中，以减少关节和执行器的数量，同时提供较强的越障能力，仿生爪刺附着机制在小天体探测任务中具有较好的应用前景，可加以考虑。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种小天体探测仿生爪刺附着器，以解决小天体探测任务中长时间机动附着问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种小天体探测仿生爪刺附着器，包括爪刺机构、连杆机构、驱动机构、张紧机构、释放机构及基座，其中基座上沿周向设有多个连杆机构，各连杆机构的末端均连接有爪刺机构；传动机构、张紧机构及释放机构设置于基座内部，传动机构与张紧机构连接，张紧机构和释放机构均与多个连杆机构连接；传动机构用于驱动张紧机构，张紧机构通过驱动连杆机构使爪刺机构附着在小天体风化层表面；释放机构通过驱动连杆机构使爪刺机构脱附于小天体风化层表面。
7.所述连杆机构包括连杆ⅰ、连杆ⅱ、连杆ⅲ、卷簧座、卷簧、滚动座、扭簧座、扭簧及支撑座，其中连杆ⅰ与所述爪刺机构和所述张紧机构连接，连杆ⅱ为平行四杆机构，且连杆ⅱ的两端分别与连杆ⅰ和连杆ⅲ转动连接；卷簧座安装在连杆ⅲ靠近连杆ⅱ的一端，卷簧安装在卷簧座上，卷簧的一端与连杆ⅱ连接；滚动座安装在连杆ⅲ的另一端，滚动座与所述释放机构转动连接；支撑座转动连接在连杆ⅲ的另一端端部，支撑座与所述基座连接；扭簧座安装在连杆ⅲ的另一端，扭簧安装在扭簧座上，且扭簧的端部与支撑座抵接。
8.所述爪刺机构包括仿生柔顺爪刺片、滑动润滑垫、滑动销、侧板及悬挂保持架，其中悬挂保持架的一端与所述连杆机构连接，另一端两侧设有水平滑槽；仿生柔顺爪刺片为多个，且依次叠置形成仿生柔顺爪刺片阵列，相邻两个仿生柔顺爪刺片之间设有滑动润滑垫；仿生柔顺爪刺片阵列设置于悬挂保持架内，且前端通过滑动销与悬挂保持架连接，悬挂保持架的左右两侧设有侧板，仿生柔顺爪刺片阵列的后端与侧板连接；悬挂保持架的后端与所述连杆机构连接。
9.所述仿生柔顺爪刺片包括弹簧活动座、波形弹簧、波形弹簧固定座、直线弹簧、钩刺及钩刺固定座，其中弹簧活动座与波形弹簧固定座通过波形弹簧连接，波形弹簧固定座通过固定销与所述侧板连接；弹簧活动座与钩刺固定座通过直线弹簧连接，钩刺安装在钩刺固定座下端，钩刺固定座的上端可活动地容置在所述弹簧活动座上设有的限位槽内。
10.所述驱动机构包括直流电机ⅰ、减速器ⅰ、编码器ⅰ、转接板ⅰ、转接套、深沟球轴承及小齿轮，其中编码器ⅰ安装在直流电机ⅰ下部，减速器ⅰ安装在直流电机ⅰ上部，减速器ⅰ通过转接板ⅰ与所述基座连接，转接套安装在减速器ⅰ输出轴末端，转接套通过深沟球轴承与基座连接，小齿轮通过螺钉与转接套和减速器ⅰ的输出轴末端连接。
11.所述张紧机构包括大齿轮、角接触球轴承ⅰ、中心丝杠、中心螺母、收紧盘、收紧弹簧及钢丝绳，其中中心丝杠通过角接触球轴承ⅰ与所述基座转动连接；中心丝杠的上端设有大齿轮，大齿轮与所述小齿轮啮合；中心螺母与中心丝杠相互配合，收紧盘与中心螺母连接，且与所述基座可沿竖直方向滑动地连接，收紧盘上沿周向连接有多个钢丝绳，各钢丝绳的前端分别与一所述连杆机构连接。
12.各所述钢丝绳的末端与所述收紧盘之间均连接有收紧弹簧。
13.所述释放机构包括直流电机ⅱ、减速器ⅱ、编码器ⅱ、转接板ⅱ、角接触球轴承ⅱ、小丝杠、释放螺母、丝杠固定罩、连杆支架、释放转接环及释放连杆，其中编码器ⅱ安装在直流电机ⅱ下部，减速器ⅱ安装在直流电机ⅱ上部，减速器ⅱ通过转接板ⅱ与基座相连，减速器ⅱ的输出端与小丝杠连接，小丝杠通过角接触球轴承ⅱ与所述基座连接，丝杠固定罩罩设于小丝杠的外侧；释放螺母与小丝杠螺纹配合，连杆支架的一端与释放螺母连接，另一端与释放转接环连接，释放转接环设置于与所述基座的外侧，释放转接环与所述基座可沿竖直方向滑动连接；释放转接环上沿周向设有多个释放连杆，各释放连杆分别与一所述连杆机构连接。
14.所述基座的外侧通过支座连接有多个导轨组件，各导轨组件均沿竖直方向设置；释放转接环的外侧沿周向设有多个滑块组件，各滑块组件分别与导轨组件滑动配合。
15.所述基座包括中心基座、顶部端盖、底部端盖、导向轴、直线轴承座、防撞垫及法兰架，其中顶部端盖和底部端盖分别与中心基座的顶部和底部连接，导向轴设置于顶部端盖与底部端盖之间，直线轴承座安装在导向轴上，且与所述张紧机构连接；防撞垫安装在底部端盖下部，法兰架安装在顶部端盖上部。
16.本发明的优点和有益效果是：
17.本发明通过使用基于蟑螂、蜘蛛等微刺仿生而来的爪刺片阵列组成爪刺机构，该爪刺片具有平动和转动两个自由度能够顺应性钩附在小天体风化层表面，极大克服小天体微重力环境以及不确定表面的影响。
18.本发明中连杆机构用于连接爪刺机构与基座，避免爪刺机构与风化层不必要的碰
撞接触导致的附着失效。
19.本发明中张紧机构通过齿轮与中心丝杠传动使张紧轮提升进而张紧钢丝绳驱动连杆机构使得爪刺机构向收拢产生附着效果。
20.本发明中释放机构通过小丝杠、释放连接环与释放连杆驱动连杆机构使得爪刺机构向上提升产生脱附效果。
21.本发明中基座底部端盖安装有防撞垫用于缓冲附着过程中基座与小天体风化层表面产生的碰撞，同时基座顶部安装法兰架用于扩展附着器功能。
附图说明
22.图1为本发明一种小天体探测仿生爪刺附着器的轴测图；
23.图2为本发明一种小天体探测仿生爪刺附着器的主视图；
24.图3为本发明一种小天体探测仿生爪刺附着器的剖视图之一；
25.图4为本发明一种小天体探测仿生爪刺附着器的剖视图之二；
26.图5为本发明中爪刺机构的轴测图；
27.图6为本发明中爪刺片的轴测图；
28.图7为本发明中连杆机构的剖视图；
29.图8为本发明中驱动机构的剖视图；
30.图9为本发明中张紧机构的剖视图；
31.图10为本发明中释放机构的剖视图；
32.图11为本发明中基座的剖视图；
33.图中：1为爪刺机构，101为仿生柔顺爪刺片，1011为弹簧活动座，1012为波形弹簧，1013为波形弹簧固定座，1014为直线弹簧，1015为钩刺，1016为钩刺固定座，102为滑动润滑垫，103为滑动销，104为侧板，105为悬挂保持架，2为连杆机构，201为连杆ⅰ，202为连杆ⅱ，203为连杆ⅲ，204为卷簧座，205为卷簧，206为滚动座，207为扭簧座，208为扭簧，209为支撑座，3为驱动机构，301为直流电机ⅰ，302为减速器ⅰ，303为编码器ⅰ，304为转接板ⅰ，305为转接套，306为深沟球轴承，307为小齿轮，4为张紧机构，401为大齿轮，402为轴承内圈上端盖，403为角接触球轴承ⅰ，404为轴承外圈上端盖，405为中心丝杠，406为中心螺母，407为收紧盘，408为收紧弹簧，409为钢丝绳，5为释放机构，501为直流电机ⅱ，502为减速器ⅱ，503为编码器ⅱ，504为转接板ⅱ，505为角接触球轴承ⅱ，506为小丝杠，507为释放螺母，508为丝杠固定罩，509为挡圈，510为连杆支架，511为释放转接环，512为滑块组件，513为支座，6为基座，601为中心基座，602为顶部端盖，603为底部端盖，604为导向轴，605为直线轴承座，606为防撞垫，607为法兰架。
具体实施方式
34.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
35.如图1-4所示，本发明提供的一种小天体探测仿生爪刺附着器，包括爪刺机构1、连杆机构2、驱动机构3、张紧机构4、释放机构5及基座6，其中基座6上沿周向设有多个连杆机构2，各连杆机构2的末端均连接有爪刺机构1；传动机构3、张紧机构4及释放机构5设置于基
座6内部，传动机构3与张紧机构4连接，张紧机构4和释放机构5均与多个连杆机构2连接；传动机构3用于驱动张紧机构4，张紧机构4通过驱动连杆机构2使爪刺机构1附着在小天体风化层表面；释放机构5通过驱动连杆机构2使爪刺机构1脱附于小天体风化层表面。
36.如图11所示，本发明的实施例中，基座6包括中心基座601、顶部端盖602、底部端盖603、导向轴604、直线轴承座605、防撞垫606及法兰架607，其中顶部端盖602和底部端盖603分别与中心基座601的顶部和底部连接，导向轴604设置于顶部端盖602与底部端盖603之间，直线轴承座605安装在导向轴604上，且与张紧机构4连接；防撞垫606安装在底部端盖603下部，法兰架607安装在顶部端盖602上部。
37.如图5所示，本发明的实施例中，爪刺机构1包括仿生柔顺爪刺片101、滑动润滑垫102、滑动销103、侧板104及悬挂保持架105，其中悬挂保持架105的一端与连杆机构2连接，另一端设有水平滑槽；仿生柔顺爪刺片101为多个，且依次叠置形成仿生柔顺爪刺片阵列，相邻两个仿生柔顺爪刺片101之间设有滑动润滑垫102，通过滑动润滑垫102润滑；仿生柔顺爪刺片阵列设置于悬挂保持架105内，且前端通过滑动销103与悬挂保持架105连接，悬挂保持架105的左右两侧设有侧板104，仿生柔顺爪刺片阵列的后端与侧板104连接；悬挂保持架105的后端与连杆机构2连接。
38.如图6所示，本发明的实施例中，仿生柔顺爪刺片101包括弹簧活动座1011、波形弹簧1012、波形弹簧固定座1013、直线弹簧1014、钩刺1015及钩刺固定座1016，其中弹簧活动座1011的前端设有水平滑槽，滑动销103容置于该水平滑槽内，从而使弹簧活动座1011可水平移动；弹簧活动座1011与波形弹簧固定座1013通过波形弹簧1012连接，波形弹簧固定座1013通过固定销与侧板104连接；弹簧活动座1011与钩刺固定座1016通过直线弹簧1014连接，钩刺1015安装在钩刺固定座1016下端。具体地，钩刺固定座1016位于弹簧活动座1011的前端，钩刺固定座1016的上端可活动地容置于弹簧活动座1011上设有的限位槽内；当钩刺1015附着小天体风化层表面时，弹簧活动座1011可绕钩刺1015转动，从而实现转动自由度。
39.如图7所示，本发明的实施例中，连杆机构2包括连杆ⅰ201、连杆ⅱ202、连杆ⅲ203、卷簧座204、卷簧205、滚动座206、扭簧座207、扭簧208及支撑座209，其中连杆ⅰ201与爪刺机构1和张紧机构4连接，连杆ⅱ202为平行四杆机构，且连杆ⅱ202的两端通过销轴并配合套筒分别与连杆ⅰ201和连杆ⅲ203转动连接；卷簧座204安装在连杆ⅲ203靠近连杆ⅱ202的一端，卷簧205安装在卷簧座204上，卷簧205的一端与连杆ⅱ202连接；滚动座206安装在连杆ⅲ203的另一端，滚动座206与释放机构3转动连接；支撑座209转动连接在连杆ⅲ203的另一端端部，支撑座209与基座6连接；扭簧座207安装在连杆ⅲ203的另一端，扭簧208安装在扭簧座207上，且扭簧208的端部与支撑座209抵接。
40.如图8所示，本发明的实施例中，驱动机构3包括直流电机ⅰ301、减速器ⅰ302、编码器ⅰ303、转接板ⅰ304、转接套305、深沟球轴承306及小齿轮307，其中编码器ⅰ303安装在直流电机ⅰ301下部，减速器ⅰ302安装在直流电机ⅰ301上部，减速器ⅰ302通过转接板ⅰ304与基座6的基座顶部端盖602相连，转接套305安装在减速器ⅰ302输出轴末端，并通过紧定螺钉固定；转接套305通过深沟球轴承306与基座6的基座顶部端盖602连接，小齿轮307通过螺钉与转接套306和减速器ⅰ302的输出轴末端连接。
41.如图9所示，本发明的实施例中，张紧机构4包括大齿轮401、角接触球轴承ⅰ403、中心丝杠405、中心螺母406、收紧盘407、收紧弹簧408及钢丝绳409，其中中心丝杠405通过角
接触球轴承ⅰ403与基座6转动连接；中心丝杠405的上端设有大齿轮401，大齿轮401与小齿轮307啮合；中心螺母406与中心丝杠405相互配合，收紧盘407与中心螺母406连接，且与基座6可沿竖直方向滑动地连接，收紧盘407上沿周向连接有多个钢丝绳409，各钢丝绳409的前端分别与一连杆机构2的连杆ⅰ201连接。
42.进一步地，各钢丝绳409的末端与收紧盘407之间均连接有收紧弹簧408。直线轴承座605通过螺钉安装在收紧盘407上，用于与导向轴604相互配合限定收紧盘407上下移动。
43.具体地，大齿轮401通过螺钉安装在轴承内圈上端盖402上部，并与小齿轮307啮合，轴承内圈上端盖402通过螺钉安装在中心丝杠405的上部，并与角接触球轴承403内圈相抵，轴承外圈上端盖404通过螺钉安装在基座顶部端盖602上部，并与角接触球轴承ⅰ403外圈相抵；中心丝杠405通过与角接触球轴承ⅰ403配合限定于基座顶部端盖602与基座底部端盖603中心，并通过大齿轮401驱动做回转运动。
44.如图10所示，本发明的实施例中，释放机构5包括直流电机ⅱ501、减速器ⅱ502、编码器ⅱ503、转接板ⅱ504、角接触球轴承ⅱ505、小丝杠506、释放螺母507、丝杠固定罩508、连杆支架510、释放转接环511及释放连杆515，其中编码器ⅱ503安装在直流电机ⅱ501下部，减速器ⅱ502安装在直流电机ⅱ501上部，减速器ⅱ502通过转接板ⅱ504与基座6相连，减速器ⅱ502的输出端与小丝杠506连接，小丝杠506通过角接触球轴承ⅱ505与基座6连接，丝杠固定罩508罩设于小丝杠506的外侧；释放螺母507与小丝杠506螺纹配合，连杆支架510的一端与释放螺母507连接，另一端与释放转接环511连接，释放转接环511设置于与基座6的外侧，释放转接环511与基座6可沿竖直方向滑动连接；释放转接环511上沿周向设有多个释放连杆515，各释放连杆515分别与一连杆机构2的滚动座206连接。
45.进一步地，基座6的外侧通过支座514连接有多个导轨组件513，各导轨组件513均沿竖直方向设置；释放转接环511的外侧沿周向设有多个滑块组件512，各滑块组件512分别与导轨组件513滑动配合。
46.具体地，减速器ⅱ502通过转接板ⅱ504与基座顶部端盖602相连，两个角接触球轴承ⅱ505分别安装在基座顶部端盖602与丝杠固定罩508顶部，且与小丝杠506配合，同时小丝杠506下部通过紧定螺钉与减速器ⅱ502输出轴连接，其上部通过螺钉紧固挡圈509与角接触球轴承ⅱ505内圈相抵，释放螺母507与小丝杠506配合，丝杠固定罩508通过螺钉安装在基座顶部端盖602上部。
47.本发明提供的一种小天体探测仿生爪刺附着器，其工作原理为：
48.(1)张紧附着过程：驱动机构3通过直流电机ⅰ301以及减速器ⅰ302带动小齿轮307转动，小齿轮307将动力传递给张紧机构4的大齿轮401，继而带动中心丝杠405回转，此时收紧盘407在中心螺母406与中心丝杠405配合作用下向上运动，进而张紧安装在收紧盘407周边的收紧弹簧408与钢丝绳409，在钢丝绳409的驱动下连杆ⅰ201向内收拢，从而使爪刺机构1向内运动，此时仿生柔顺爪刺片101便可实现顺应性钩附在小天体风化层表面。
49.(2)释放脱附过程：释放机构5通过直流电机ⅱ501以及减速器ⅱ502带动小丝杠506回转，进而使得释放螺母507向上提升，此时与释放螺母507连接的连杆支架510带动释放转接环511向上运动，继而带动释放连杆515，在释放连杆515驱动下连杆ⅲ203绕支撑座209向内回转，同时连杆ⅱ202在连杆ⅲ203以及卷簧205作用下向上提升，继而实现连杆ⅰ201与爪刺机构1向上提升，实现脱附。
50.本发明提供的一种小天体探测仿生爪刺附着器，可通过主探测器释放至小天体表面，完成对小天体风化层表面附着与脱附两个过程。若将该附着器应用于小天体巡视探测器执行端，则可实现微重力下的附着机动性，若对该附着器加以改造可将其应用于月球、火星等采样附着装置的设计中。因此本发明所提供的一种小天体探测仿生爪刺附着器在深空探测中具有广泛应用前景。
51.以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种小天体探测仿生爪刺附着器，其特征在于：包括爪刺机构(1)、连杆机构(2)、驱动机构(3)、张紧机构(4)、释放机构(5)及基座(6)，其中基座(6)上沿周向设有多个连杆机构(2)，各连杆机构(2)的末端均连接有爪刺机构(1)；传动机构(3)、张紧机构(4)及释放机构(5)设置于基座(6)内部，传动机构(3)与张紧机构(4)连接，张紧机构(4)和释放机构(5)均与多个连杆机构(2)连接；传动机构(3)用于驱动张紧机构(4)，张紧机构(4)通过驱动连杆机构(2)使爪刺机构(1)附着在小天体风化层表面；释放机构(5)通过驱动连杆机构(2)使爪刺机构(1)脱附于小天体风化层表面。2.根据权利要求1所述的小天体探测仿生爪刺附着器，其特征在于：所述连杆机构(2)包括连杆ⅰ(201)、连杆ⅱ(202)、连杆ⅲ(203)、卷簧座(204)、卷簧(205)、滚动座(206)、扭簧座(207)、扭簧(208)及支撑座(209)，其中连杆ⅰ(201)与所述爪刺机构(1)和所述张紧机构(4)连接，连杆ⅱ(202)为平行四杆机构，且连杆ⅱ(202)的两端分别与连杆ⅰ(201)和连杆ⅲ(203)转动连接；卷簧座(204)安装在连杆ⅲ(203)靠近连杆ⅱ(202)的一端，卷簧(205)安装在卷簧座(204)上，卷簧(205)的一端与连杆ⅱ(202)连接；滚动座(206)安装在连杆ⅲ(203)的另一端，滚动座(206)与所述释放机构(3)转动连接；支撑座(209)转动连接在连杆ⅲ(203)的另一端端部，支撑座(209)与所述基座(6)连接；扭簧座(207)安装在连杆ⅲ(203)的另一端，扭簧(208)安装在扭簧座(207)上，且扭簧(208)的端部与支撑座(209)抵接。3.根据权利要求1所述的小天体探测仿生爪刺附着器，其特征在于：所述爪刺机构(1)包括仿生柔顺爪刺片(101)、滑动润滑垫(102)、滑动销(103)、侧板(104)及悬挂保持架(105)，其中仿生柔顺爪刺片(101)为多个，且依次叠置形成仿生柔顺爪刺片阵列，相邻两个仿生柔顺爪刺片(101)之间设有滑动润滑垫(102)；仿生柔顺爪刺片阵列设置于悬挂保持架(105)内，且前端通过滑动销(103)与悬挂保持架(105)连接，悬挂保持架(105)的左右两侧设有侧板(104)，仿生柔顺爪刺片阵列的后端与侧板(104)连接；悬挂保持架(105)的后端与所述连杆机构(2)连接。4.根据权利要求3所述的小天体探测仿生爪刺附着器，其特征在于：所述仿生柔顺爪刺片(101)包括弹簧活动座(1011)、波形弹簧(1012)、波形弹簧固定座(1013)、直线弹簧(1014)、钩刺(1015)及钩刺固定座(1016)，其中弹簧活动座(1011)的前端设有水平滑槽，所述滑动销(103)容置于该水平滑槽内；弹簧活动座(1011)与波形弹簧固定座(1013)通过波形弹簧(1012)连接，波形弹簧固定座(1013)通过固定销与所述侧板(104)连接；弹簧活动座(1011)与钩刺固定座(1016)通过直线弹簧(1014)连接，钩刺(1015)安装在钩刺固定座(1016)下端，钩刺固定座(1016)的上端可活动地容置在所述弹簧活动座(1011)上设有的限位槽内。5.根据权利要求1所述的小天体探测仿生爪刺附着器，其特征在于：所述驱动机构(3)包括直流电机ⅰ(301)、减速器ⅰ(302)、编码器ⅰ(303)、转接板ⅰ(304)、转接套(305)、深沟球轴承(306)及小齿轮(307)，其中编码器ⅰ(303)安装在直流电机ⅰ(301)下部，减速器ⅰ(302)安装在直流电机ⅰ(301)上部，减速器ⅰ(302)通过转接板ⅰ(304)与所述基座(6)连接，转接套(305)安装在减速器ⅰ(302)输出轴末端，转接套(305)通过深沟球轴承(306)与基座(6)连接，小齿轮(307)通过螺钉与转接套(306)和减速器ⅰ(302)的输出轴末端连接。6.根据权利要求5所述的小天体探测仿生爪刺附着器，其特征在于：所述张紧机构(4)包括大齿轮(401)、角接触球轴承ⅰ(403)、中心丝杠(405)、中心螺母(406)、收紧盘(407)、收
紧弹簧(408)及钢丝绳(409)，其中中心丝杠(405)通过角接触球轴承ⅰ(403)与所述基座(6)转动连接；中心丝杠(405)的上端设有大齿轮(401)，大齿轮(401)与所述小齿轮(307)啮合；中心螺母(406)与中心丝杠(405)相互配合，收紧盘(407)与中心螺母(406)连接，且与所述基座(6)可沿竖直方向滑动地连接，收紧盘(407)上沿周向连接有多个钢丝绳(409)，各钢丝绳(409)的前端分别与一所述连杆机构(2)连接。7.根据权利要求6所述的小天体探测仿生爪刺附着器，其特征在于：各所述钢丝绳(409)的末端与所述收紧盘(407)之间均连接有收紧弹簧(408)。8.根据权利要求1所述的小天体探测仿生爪刺附着器，其特征在于：所述释放机构(5)包括直流电机ⅱ(501)、减速器ⅱ(502)、编码器ⅱ(503)、转接板ⅱ(504)、角接触球轴承ⅱ(505)、小丝杠(506)、释放螺母(507)、丝杠固定罩(508)、连杆支架(510)、释放转接环(511)及释放连杆(515)，其中编码器ⅱ(503)安装在直流电机ⅱ(501)下部，减速器ⅱ(502)安装在直流电机ⅱ(501)上部，减速器ⅱ(502)通过转接板ⅱ(504)与基座(6)相连，减速器ⅱ(502)的输出端与小丝杠(506)连接，小丝杠(506)通过角接触球轴承ⅱ(505)与所述基座(6)连接，丝杠固定罩(508)罩设于小丝杠(506)的外侧；释放螺母(507)与小丝杠(506)螺纹配合，连杆支架(510)的一端与释放螺母(507)连接，另一端与释放转接环(511)连接，释放转接环(511)设置于与所述基座(6)的外侧，释放转接环(511)与所述基座(6)可沿竖直方向滑动连接；释放转接环(511)上沿周向设有多个释放连杆(515)，各释放连杆(515)分别与一所述连杆机构(2)连接。9.根据权利要求8所述的小天体探测仿生爪刺附着器，其特征在于：所述基座(6)的外侧通过支座(514)连接有多个导轨组件(513)，各导轨组件(513)均沿竖直方向设置；释放转接环(511)的外侧沿周向设有多个滑块组件(512)，各滑块组件(512)分别与导轨组件(513)滑动配合。10.根据权利要求1所述的小天体探测仿生爪刺附着器，其特征在于：所述基座(6)包括中心基座(601)、顶部端盖(602)、底部端盖(603)、导向轴(604)、直线轴承座(605)、防撞垫(606)及法兰架(607)，其中顶部端盖(602)和底部端盖(603)分别与中心基座(601)的顶部和底部连接，导向轴(604)设置于顶部端盖(602)与底部端盖(603)之间，直线轴承座(605)安装在导向轴(604)上，且与所述张紧机构(4)连接；防撞垫(606)安装在底部端盖(603)下部，法兰架(607)安装在顶部端盖(602)上部。

技术总结
本发明涉及深空探测仿生附着器，特别涉及一种小天体探测仿生爪刺附着器。包括爪刺机构、连杆机构、驱动机构、张紧机构、释放机构及基座，其中基座上沿周向设有多个连杆机构，各连杆机构的末端均连接有爪刺机构；传动机构、张紧机构及释放机构设置于基座内部，传动机构与张紧机构连接，张紧机构和释放机构均与多个连杆机构连接；传动机构用于驱动张紧机构，张紧机构通过驱动连杆机构使爪刺机构附着在小天体风化层表面；释放机构通过驱动连杆机构使爪刺机构脱附于小天体风化层表面。发明通过使用张紧机构、释放机构驱动连杆机构与爪刺机构，继而实现附着器整体在天体风化层表面的适应性附着与脱附。应性附着与脱附。应性附着与脱附。


技术研发人员：张伟 周维佳 程钦锟 李俊麟 李振新 于涛
受保护的技术使用者：中国科学院沈阳自动化研究所
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2023/6/20