用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构

1.一种用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构，所述捕获机构包括末端执行器(1)和目标接口装置(2)，末端执行器(1)包括端盖(1-1)、支撑筒体(1-2)、手指安装平台(1-3)、滚珠丝杆(1-6)、换向齿轮(1-9)、驱动电机(1-10)、滚珠丝杠螺母(1-11)、螺母浮动弹簧(1-12)、三个主连杆(1-15)、三个副连杆(1-16)、三个机械限位销(1-18)、手指(1-20)、隔板(1-22)、小齿轮(1-23)、三个直线滑动轴承(1-4)和三根直线滑动轴承导杆(1-5)；
端盖(1-1)通过螺纹连接在支撑筒体(1-2)的上端面上，端盖(1-1)上沿圆周方向均布加工有三个导向锥孔(1-21)，隔板(1-22)水平固装在支撑筒体(1-2)的下部，隔板(1-22)上加工有中心通孔，滚珠丝杆(1-6)的上端安装在端盖(1-1)的中心处，滚珠丝杆(1-6)的下端穿过隔板(1-22)的中心通孔且安装在隔板(1-22)上，滚珠丝杠螺母(1-11)安装在滚珠丝杆(1-6)上且位于端盖(1-1)与隔板(1-22)之间，换向齿轮(1-9)固装在滚珠丝杆(1-6)的下端，驱动电机(1-10)的上端卡装在隔板(1-22)上，驱动电机(1-10)的输出轴上安装有小齿轮(1-23)，小齿轮(1-23)与换向齿轮(1-9)相互啮合；
三根直线滑动轴承导杆(1-5)沿隔板(1-22)的圆周方向竖直均布设置在隔板(1-22)的上端面上，三根直线滑动轴承导杆(1-5)的上端均安装在端盖(1-1)的下端面上，每根直线滑动轴承导杆(1-5)上穿装有一个直线滑动轴承(1-4)，手指安装平台(1-3)通过三个直线滑动轴承(1-4)与三根直线滑动轴承导杆(1-5)滑动连接，滚珠丝杠螺母(1-11)的外壁上套装有螺母浮动弹簧(1-12)，手指安装平台(1-3)的中心通过螺母浮动弹簧(1-12)与滚珠丝杠螺母(1-11)微浮动弹性连接；
其特征在于：每个主连杆(1-15)的一端与手指安装平台(1-3)转动连接，每个主连杆(1-15)的另一端与手指(1-20)转动连接，每个副连杆(1-16)的一端与手指安装平台(1-3)转动连接，每个副连杆(1-16)的另一端与手指(1-20)转动连接，每个手指(1-20)的下端上安装有一个机械限位销(1-18)，机械限位销(1-18)位于相应的主连杆(1-15)和副连杆(1-16)之间，所述每个副连杆(1-16)的一端与手指安装平台(1-3)连接的转动关节处安装有扭簧；
接口装置(2)由接口主体(2-1)和三个定位锥(2-2)组成，接口主体(2-1)为三瓣式结构，三个定位锥(2-2)均布设置在接口主体(2-1)的下端面上，三个定位锥(2-2)与接口主体(2-1)制成一体，三个定位锥(2-2)与三个导向锥孔(1-21)一一对应设置，接口装置(2)的下端与末端执行器(1)的上端对应设置。
2.根据权利要求1所述的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构，其特征在于：手指(1-20)的形状呈L形。
3.根据权利要求1或2所述的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构，其特征在于：直线滑动轴承(1-4)为非金属自润滑直线滑动轴承。
4.根据权利要求3所述的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构，其特征在于：驱动电机(1-10)为双绕组直流无刷驱动电机。
5.根据权利要求1、2或4所述的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构，其特征在于：所述捕获机构还包括第一角接触薄壁轴承(1-7)和第二角接触薄壁轴承(1-8)，滚珠丝杆(1-6)的下部通过第一角接触薄壁轴承(1-7)和第二角接触薄壁轴承(1-8)安装在隔板(1-22)上。
6.根据权利要求5所述的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构，其特征在于：第一角接触薄壁轴承(1-7)和第二角接触薄壁轴承(1-8)由上至下面对面安装在隔板(1-22)上。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构，其特征在于：所述捕获机构还包括三个第一主连杆轴(1-14)和三个第二主连杆轴(1-17)，每个主连杆(1-15)的下端通过一个第一主连杆轴(1-14)安装在手指安装平台(1-3)上，每个主连杆(1-15)的上端通过一个第二主连杆轴(1-17)安装在相对应手指(1-20)的下端。
8.根据权利要求7所述的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构，其特征在于：第一主连杆轴(1-14)和第二主连杆轴(1-17)的两端均采用金属自润滑滑动轴承与手指安装平台(1-3)连接。
9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构，其特征在于：所述捕获机构还包括三个第一副连杆轴(1-13)和三个第二副连杆轴(1-19)，每个副连杆(1-16)的下端通过一个第一副连杆轴(1-13)安装在手指安装平台(1-3)上，每个副连杆(1-16)的上端通过一个第二副连杆轴(1-19)安装在相对应手指(1-20)的下端。
10.根据权利要求9所述的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构，其特征在于：第一副连杆轴(1-13)和第二副连杆轴(1-19)的两端均采用金属自润滑滑动轴承与手指安装平台(1-3)连接。

用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构。\n背景技术\n[0002] 现有的空间大型机械臂末端执行器，是比较复杂的空间航天机构。为了完成对空间载荷的捕获，空间大型机械臂末端执行器需要具备在捕获接口相对末端执行器有较大位移和角度偏差的情况下实现对载荷的捕获，因此，空间大型机械臂的一个主要性能要求就是大容差。大容差的性能要求使得大型机械臂末端执行器对载荷捕获完成之后，能实现对接口的完全定位和约束。\n[0003] 现有的大型空间机械臂末端执行器由多个环节组成，主要包括捕获环节、定位约束环节等，最终为了增加末端执行器与捕获载荷接口之间的连接刚度，还需要额外的锁紧环节，上述的多个环节将分别需要单独的驱动系统和控制系统，从而增加了末端执行器的机构和控制系统的复杂性，降低了空间应用的可靠性。\n[0004] 综上，现有的空间大型机械臂末端执行器机构和控制系统复杂、降低了空间应用的可靠性。\n发明内容\n[0005] 本发明为解决现有的空间大型机械臂末端执行器机构和控制系统复杂、降低了空间应用的可靠性的问题，进而提供一种用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构。\n[0006] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：\n[0007] 本发明的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构包括末端执行器和目标接口装置，末端执行器包括端盖、支撑筒体、手指安装平台、滚珠丝杆、换向齿轮、驱动电机、滚珠丝杠螺母、螺母浮动弹簧、三个主连杆、三个副连杆、三个机械限位销、手指、隔板、小齿轮、三个直线滑动轴承和三根直线滑动轴承导杆；\n[0008] 端盖通过螺纹连接在支撑筒体的上端面上，端盖上沿圆周方向均布加工有三个导向锥孔，隔板水平固装在支撑筒体的下部，隔板上加工有中心通孔，滚珠丝杆的上端安装在端盖的中心处，滚珠丝杆的下端穿过隔板的中心通孔且安装在隔板上，滚珠丝杠螺母安装在滚珠丝杆上且位于端盖与隔板之间，换向齿轮固装在滚珠丝杆的下端，驱动电机的上端卡装在隔板上，驱动电机的输出轴上安装有小齿轮，小齿轮与换向齿轮相互啮合；\n[0009] 三根直线滑动轴承导杆沿隔板的圆周方向竖直均布设置在隔板的上端面上，三根直线滑动轴承导杆的上端均安装在端盖的下端面上，每根直线滑动轴承导杆上穿装有一个直线滑动轴承，手指安装平台通过三个直线滑动轴承与三根直线滑动轴承导杆滑动连接，滚珠丝杠螺母的外壁上套装有螺母浮动弹簧，手指安装平台的中心通过螺母浮动弹簧与滚珠丝杠螺母微浮动弹性连接；\n[0010] 每个主连杆的一端与手指安装平台转动连接，每个主连杆的另一端与手指转动连接，每个副连杆的一端与手指安装平台转动连接，每个副连杆的另一端与手指转动连接，每个手指的下端上安装有一个机械限位销，机械限位销位于相应的主连杆和副连杆之间，所述每个副连杆的一端与手指安装平台连接的转动关节处安装有扭簧；\n[0011] 接口装置由接口主体和三个定位锥组成，接口主体为三瓣式结构，三个定位锥均布设置在接口主体的下端面上，三个定位锥与接口主体制成一体，三个定位锥与三个导向锥孔一一对应设置，接口装置的下端与末端执行器的上端对应设置。\n[0012] 本发明的有益效果是：\n[0013] 本发明的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构利用连杆耦合驱动三个手指，通过丝杠螺母机构将电机的转动转化为手指安装平台的往复直线运动，通过连杆耦合、扭簧驱动以及壳体约束的综合作用下实现手指的展开和闭合，并通过接口楔形槽的优化设计，使得楔形槽的开口最大化，从而使末端执行器具有尽可能大的容差能力，与现有的末端执行器的捕获机构相比，容差大、大大提高了空间应用的可靠性，可靠性提高了\n30％以上；\n[0014] 本发明的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构通过连杆耦合的被动手指机构完成对接口的捕获，并通过一套驱动系统完成对接口的捕获、定位以及电气连接等操作，与现有的的大型机械臂末端执行器通过多个环节才能实现对接口的捕获、定位以及电气连接相比，本发明的捕获机构和控制系统结构简单、可控性强；\n[0015] 本发明的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构的三个定位锥与三个导向锥孔一一对应设置，能在空间大型机械臂定位精度不高导致接口与末端执行器之间存在较大位置和姿态偏差的情况下，实现末端执行器对接口的捕获操作；\n[0016] 本发明的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构的手指由展开到闭合的过程可以快速完成，保证末端执行器驱动系统的输出力矩足够，可以快速对接口实现捕获；\n[0017] 本发明的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构可以应用于空间在轨服务领域。\n附图说明\n[0018] 图1是本发明的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构的主视剖视图，图2是本发明的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构的立体图，图3是具体实施方式一中三套手指1-20闭合时，手指1-20与手指安装平台1-3以及手指安装平台\n1-3与丝杠螺母之间的安装关系三维图；图4是具体实施方式一中三套手指1-20展开时，手指1-20与手指安装平台1-3以及手指安装平台1-3与丝杠螺母之间的安装关系三维图；\n图5是末端执行器捕获接口的过程示意图(捕获前)；图6是末端执行器捕获接口的过程示意图(捕获中)；图7是末端执行器捕获接口的过程示意图(捕获后)；图8是具体实施方式一中接口装置2的三维立体图；图9是具体实施方式一中接口装置2的截面剖视图；图\n10是本发明的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构安装在空间在轨维护大型机械臂末端的连接示意图。\n具体实施方式\n[0019] 具体实施方式一：如图1～10所示，本实施方式的用于空间大型机械臂末端执行器的大容差捕获机构包括末端执行器1和目标接口装置2，末端执行器1包括端盖1-1、支撑筒体1-2、手指安装平台1-3、滚珠丝杆1-6、换向齿轮1-9、驱动电机1-10、滚珠丝杠螺母\n1-11、螺母浮动弹簧1-12、三个主连杆1-15、三个副连杆1-16、三个机械限位销1-18、手指\n1-20、隔板1-22、小齿轮1-23、三个直线滑动轴承1-4和三根直线滑动轴承导杆1-5；\n[0020] 端盖1-1通过螺纹连接在支撑筒体1-2的上端面上，端盖1-1上沿圆周方向均布加工有三个导向锥孔1-21，隔板1-22水平固装在支撑筒体1-2的下部，隔板1-22上加工有中心通孔，滚珠丝杆1-6的上端安装在端盖1-1的中心处，滚珠丝杆1-6的下端穿过隔板\n1-22的中心通孔且安装在隔板1-22上，滚珠丝杠螺母1-11安装在滚珠丝杆1-6上且位于端盖1-1与隔板1-22之间，换向齿轮1-9固装在滚珠丝杆1-6的下端，驱动电机1-10的上端卡装在隔板1-22上，驱动电机1-10的输出轴上安装有小齿轮1-23，小齿轮1-23与换向齿轮1-9相互啮合；\n[0021] 三根直线滑动轴承导杆1-5沿隔板1-22的圆周方向竖直均布设置在隔板1-22的上端面上，三根直线滑动轴承导杆1-5的上端均安装在端盖1-1的下端面上，每根直线滑动轴承导杆1-5上穿装有一个直线滑动轴承1-4，手指安装平台1-3通过三个直线滑动轴承\n1-4与三根直线滑动轴承导杆1-5滑动连接，滚珠丝杠螺母1-11的外壁上套装有螺母浮动弹簧1-12，手指安装平台1-3的中心通过螺母浮动弹簧1-12与滚珠丝杠螺母1-11微浮动弹性连接；\n[0022] 每个主连杆1-15的一端与手指安装平台1-3转动连接，每个主连杆1-15的另一端与手指1-20转动连接，每个副连杆1-16的一端与手指安装平台1-3转动连接，每个副连杆1-16的另一端与手指1-20转动连接，每个手指1-20的下端上安装有一个机械限位销\n1-18，机械限位销1-18位于相应的主连杆1-15和副连杆1-16之间，所述每个副连杆1-16的一端与手指安装平台1-3连接的转动关节处安装有扭簧；\n[0023] 接口装置2由接口主体2-1和三个定位锥2-2组成，接口主体2-1为三瓣式结构，三个定位锥2-2均布设置在接口主体2-1的下端面上，三个定位锥2-2与接口主体2-1制成一体，三个定位锥2-2与三个导向锥孔1-21一一对应设置，接口装置2的下端与末端执行器1的上端对应设置。\n[0024] 接口主体2-1三瓣式结构的瓣与瓣之间加工有极限尺寸大开口V状楔形槽；接口装置2由接口主体2-1和三个定位锥2-2组成，接口主体2-1是一个三瓣式的结构，瓣与瓣之间的楔形槽张口尺寸最大化，达到了极限值，以尽可能使得末端执行器系统具有较大的容差范围，即当接口与末端执行器时间具有较大的位置和姿态偏差的情况下，末端执行器也能实现对接口的捕获；捕获时，三套手指1-20分别与接口装置2上的一个楔形槽对应，通过手指1-20与楔形槽的配合完成末端执行器对接口的纠偏和捕获操作；进一步的精定位和电器连接操作可以通过接口上的定位锥和末端执行器上的锥形定位孔的配合实现。\n[0025] 端盖1-1和支撑筒体1-2之间通过止口定位，采用螺钉连接；手指安装平台1-3与三套非金属自润滑直线滑动轴承1-4固定连接，手指安装平台1-3可以在直线滑动轴承导杆1-5实现往复运动；三套直线轴承导杆1-5一端固定在端盖1-1上，另一端固定在隔板\n1-22上；滚珠丝杠1-6通过第一角接触薄壁轴承1-7和第二角接触薄壁轴承1-8支撑，角接触轴承1-7和1-8采用面对面的安装方式；通过驱动电机1-10输出轴上的小齿轮与换向齿轮1-9的啮合实现滚珠丝杠1-6的转动，从而通过滚珠丝杠螺母1-11将滚珠丝杠1-6的转动转换为手指安装平台1-3的直线往复运动，实现手指1-20的展开和闭合，以及对载荷的最终定位；驱动电机1-10安装在支撑筒体1-2的下部；\n[0026] 驱动电机1-10由双绕组直流无刷电机、谐波减速器、电磁制动器、旋转变压器和输出小齿轮组成；滚珠丝杠螺母1-11通过螺母浮动弹簧1-12采用微浮动的方式安装在手指安装平台1-3上；\n[0027] 接口装置2由接口主体和定位锥组成，其中接口主体为三瓣式结构，瓣与瓣之间的V状楔形槽已优化设计，使得末端执行器具有尽可能强的容差能力；\n[0028] 当末端执行器的手指完成展开形成包络捕获空间的状态时，手指安装平台1-3在滚珠丝杠1-6和滚珠丝杠螺母1-11的作用下，达到末端执行器的顶端，此时第一主连杆轴\n1-14和第一副连杆轴1-13脱离支撑筒体1-2和端盖1-1的约束，手指1-20在第一副连杆轴1-13与手指安装平台1-3之间扭簧的作用下实现展开；当驱动电机1-10通过换向齿轮\n1-9驱动滚珠丝杠转动，并在滚珠丝杠螺母1-11的作用下，手指安装平台1-3向上运动，实现末端执行器三套手指1-20伸出支撑筒体1-2，并最终展开形成包络捕获空间或者实施载荷接口释放的过程；\n[0029] 相反，当手指安装平台1-3在滚珠丝杠系统作用下，滚珠丝杠系统驱动手指安装平台1-3向下运动，第一主连杆轴1-14、第一副连杆轴1-13逐渐进入支撑筒体1-2和端盖\n1-1内，当第一主连杆轴1-14和第一副连杆轴1-13进入壳体，手指1-20开始闭合，3个手指1-20分别进入各自对应的V状楔形槽内，在初始进入阶段时，由于主连杆1-15支撑筒体\n1-2之间具有一定间隙，此时手指1-20不是完全处于竖直状态，随着手指支撑平台1-3的继续下移，手指1-20逐渐趋近于竖直状态(如图6所示)，机械限位销1-18用于防止在第二主连杆轴1-17和第二副连杆轴1-19未进入到支撑筒体1-2内部之前(即第二主连杆轴\n1-17和第二副连杆轴1-19未受到支撑筒体1-2的约束)手指1-20发生反转，避免对接口捕获失效的发生；\n[0030] 随着手指安装平台1-3的继续进入，末端执行器拉近接口装置2与末端执行器之间的轴向距离，并最终在端盖1-1的导向锥孔1-21和接口装置2上的定位锥2-1的作用下，实现对接口的精定位和完全约束，从而完成对接口的捕获，也即完成对载荷的捕获(如图7所示)。\n[0031] 具体实施方式二：如图1～10所示，本实施方式手指1-20的形状呈L形。如此设计，L形手指形状可以使得末端执行器能快速形成包络捕获空间，从而对三瓣式机械接口实施快速可靠的捕获。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。\n[0032] 具体实施方式三：如图1、5～7所示，本实施方式直线滑动轴承1-4为非金属自润滑直线滑动轴承。如此设计，主要是由于自润滑轴承与滚动轴承相比，具有不需要润滑的优点，且失效环节少、体积小，可靠性相对较高，适合空间机构对可靠性的要求。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。\n[0033] 具体实施方式四：如图1、5～7所示，本实施方式驱动电机1-10为双绕组直流无刷驱动电机。如此设计，双绕组直流无刷电机具有冗余备份的特性，不需要额外的电机就可以实现驱动系统的双电机备份，减小系统的质量和体积且提高了系统的可靠性，满足空间机构对质量小、体积小、可靠性高的要求。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。\n[0034] 具体实施方式五：如图1、5～7所示，本实施方式所述捕获机构还包括第一角接触薄壁轴承1-7和第二角接触薄壁轴承1-8，滚珠丝杆1-6的下部通过第一角接触薄壁轴承\n1-7和第二角接触薄壁轴承1-8安装在隔板1-22上。如此设计，如此设计，采用这样的滚珠丝杠安装方式，可以提高丝杠的轴向承载能力，减小捕获冲击对滚珠丝杠的影响。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。\n[0035] 具体实施方式六：如图1、5～7所示，本实施方式第一角接触薄壁轴承1-7和第二角接触薄壁轴承1-8由上至下面对面安装在隔板1-22上。如此设计，使得角接触轴承面对面布置，可以提高滚珠丝杠的安装刚度，进一步提高丝杠的轴向承载能力。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。\n[0036] 具体实施方式七：如图1、3～7所示，本实施方式所述捕获机构还包括三个第一主连杆轴1-14和三个第二主连杆轴1-17，每个主连杆1-15的下端通过一个第一主连杆轴\n1-14安装在手指安装平台1-3上，每个主连杆1-15的上端通过一个第二主连杆轴1-17安装在相对应手指1-20的下端。如此设计，使得主连杆与手指及手指安装平台之间实现滚动铰接，从而提高手指运动的顺畅性。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、四或六相同。\n[0037] 具体实施方式八：本实施方式第一主连杆轴1-14和第二主连杆轴1-17的两端均采用金属自润滑滑动轴承与手指安装平台1-3连接。如此设计，自润滑轴承同样可以减小系统的质量和体积而提高系统运动的可靠性。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。\n[0038] 具体实施方式九：如图1、3～7所示，本实施方式所述捕获机构还包括三个第一副连杆轴1-13和三个第二副连杆轴1-19，每个副连杆1-16的下端通过一个第一副连杆轴\n1-13安装在手指安装平台1-3上，每个副连杆1-16的上端通过一个第二副连杆轴1-19安装在相对应手指1-20的下端。如此设计，使得副连杆与手指及手指安装平台之间实现滚动铰接，辅助主连杆以提高手指运动的顺畅性，并结合手指外壳使得末端执行器手指能够实现快速闭合，从而完成对接口的快速包络捕获，提高载荷捕获的成功率。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、四、六或七相同。\n[0039] 具体实施方式十：本实施方式所第一副连杆轴1-13和第二副连杆轴1-19的两端均采用金属自润滑滑动轴承与手指安装平台1-3连接。如此设计，同样是利用自润滑轴承可以减小系统的质量和体积而提高系统运动的可靠性。其它组成及连接关系与具体实施方式九相同。\n[0040] 工作原理：\n[0041] 本发明主要应用于空间在轨服务中的在轨维护和载荷捕获、释放等操作。将本发明的大容差捕获机构中的末端执行器1安装在空间大型机械臂3的末端，将本发明中与末端执行器配合使用的捕获接口装置2安装在被捕获的目标载荷(目标航天器5)上，大型机械臂3安装在机械臂基座(空间站或者追踪航天器4)上。对接捕获开始时，机械臂基座或者目标载荷通过一系列在轨机动，使得基座和目标载荷的位置和姿态满足机械臂操作的要求；然后控制机械臂将末端执行器1定位到期望位置，并同时展开末端执行器的捕获机构(手指)，该期望位姿的理想状态为被捕获接口相对末端执行器之间没有任何位置和姿态偏差，末端执行接口之间的定位面完全贴合，但由于大型机械臂末端执行器定位精度较差，通常接口相对末端执行器之间在位置和姿态上存在较大偏差，因此，机械臂将末端执行器定位到的实际位姿要满足末端执行器的捕获要求；当机械臂到达捕获要求位姿时，机械臂各关节锁紧停止运动，此时，展开的捕获机构(手指)已经展开形成了对目标接口包络捕获的捕获空间；然后控制末端执行器的捕获机构(手指)闭合，实现对载荷的捕获以及后期的定位和完全约束等操作；\n[0042] 本发明的末端执行器1工作原理如下：\n[0043] 当开始捕获时，手指安装平台1-3在靠近末端执行器1顶端的位置，此时，三套手指机构的第一主连杆轴1-14、第一副连杆轴1-13均脱离支撑筒体1-2和端盖1-1的约束，因此，三个手指在扭簧的作用下处于展开形成包络捕获空间的展开状态(如图5所示)；接着，直流无刷电机驱动系统1-10开始工作，并通过换向齿轮1-9驱动滚珠丝杠1-6转动，滚珠丝杠1-6转动带动滚珠丝杠螺母1-11向下运动，滚珠丝杠螺母1-11带动手指安装平台\n1-3向下运动，当第一主连杆轴1-14、第一副连杆轴1-13开始进入支撑筒体1-2和端盖1-1内部，当第一主连杆轴1-14、第一副连杆轴1-13进入支撑筒体1-2，三套手指1-20均开始闭合，三套手指1-20在支撑筒体1-2和机械限位销1-18的作用下快速闭合，三套手指1-20分别进入到接口装置2上，与接口装置2的三个对应的V状楔形槽连接；\n[0044] 初始进入阶段，由于主连杆1-15和支撑筒体1-2之间具有一定间隙，此时手指\n1-20不是完全处于竖直状态，随着手指支撑平台1-3的继续进入，手指1-20逐渐趋近于竖直状态(如图6所示)；随着滚珠丝杠1-6的继续转动，手指安装平台1-3继续进入到支撑筒体1-2内，末端执行器拉近接口装置2与末端执行器1之间的轴向距离，并最终在端盖\n1-1上的导向锥孔1-21和接口装置2上的定位锥2-1的作用下，实现对接口的精定位和完全约束，从而完成对接口的捕获，也即完成对载荷的捕获(如图7所示)。\n[0045] 末端执行器的展开和载荷释放过程与上述相反，相对上述的捕获过程而言，在展开和载荷释放过程中，双绕组直流无刷电机反向转动，通过换向齿轮1-9带动滚珠丝杠1-6反向转动，在丝杠螺母1-11的作用下，手指安装平台1-3向上直线运动，三套手指机构逐渐伸出支撑筒体1-2，当第一主连杆轴1-14、第一副连杆轴1-13处于支撑筒体1-2和端盖1-1的约束下，并受到机械限位销1-18的作用，三套手指1-20直线伸出壳体；而当第一主连杆轴1-14、第一副连杆轴1-13脱离支撑筒体1-2和端盖1-1的约束，手指1-20在扭簧作用下瞬间展开，并形成捕获空间或者完成对载荷的释放。