Манипулятор для космического аппарата
Изобретение относится к космической технике, а более конкретно к манипуляторам, используемым в космосе. Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей манипулятора для космического аппарата за счет увеличения степеней свободы. Технический результат достигается тем, что в манипуляторе для космического аппарата, содержащем основание, к которому прикреплено звено, на другом конце которого расположен рабочий орган, звено выполнено в виде эластичной трубы, которая заполнена легкоплавким металлом и внутри трубы расположен электронагреватель, выход которого предназначен для подсоединения к источнику электропитания.
Изобретение относится к космической технике, а более конкретно к манипуляторам, используемым в космосе.
Известны устройства, представляющие собой стержневые несущие конструкции и изготовленные из металла, железобетона, дерева или комбинированные, которые состоят из звеньев - стержней. Стержни между собой соединяются с помощью сочленений - шарнирных узлов (Политехнический словарь. Под ред. М.: «СЭ». 1989. С.565). Из-за фиксированной длины стержней, данные конструкции могут принимать только определенные формы, т.е. характеризуются недостаточно широкими функциональными возможностями.
Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является манипулятор, выбранный в качестве прототипа (П. Андре, Ж-М Кофман, Ф. Лот, Ж-П. Тайар. Конструирование роботов. М.: Мир. 1986. С. 18), представляющий собой многозвенный механизм, состоящий из следующих частей:
звеньев (жестких, твердых тел, способных совершать движения по отношению к основанию манипулятора);
сочленений (систем двусторонних связей, ограничивающих возможность движения по отношению к смежным звеньям). По крайней мере, одно из звеньев сочленено с основанием и называется начальным звеном. Звено, несущее рабочий орган, называется конечным звеном. Манипулятор предназначен для перемещения рабочего органа, поэтому он должен обладать способностью перемещать и ориентировать конечное звено. Число степеней свободы манипулятора равно числу степеней свободы конечного звена и зависит от числа звеньев, а также типа и структуры связей между ними. Т.е. для увеличения степеней свободы манипулятора
следует наращивать число звеньев, которое может быть ограничено по соображениям массогабаритных показателей и надежности. Сказанное обуславливает недостаточно широкие функциональные возможности прототипа, что составляет его основной недостаток.
Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей манипулятора для космического аппарата за счет увеличения степеней свободы.
Технический результат достигается тем, что в манипуляторе для космического аппарата, содержащем основание, к которому прикреплено звено, на другом конце которого расположен рабочий орган, звено выполнено в виде эластичной трубы, которая заполнена легкоплавким металлом и внутри трубы расположен электронагреватель, вход которого предназначен для подсоединения к источнику электропитания.
Предложенное устройство поясняется чертежом. К основанию 1, которое жестко закреплено на корпусе космического аппарата (на чертеже не показан), одним своим концом закреплена труба 2 (крепление трубы 2 может быть жестким или шарнирным). Стенки трубы 2 изготовлены из эластичного материала, например из вакуумной резины. Внутренняя полость трубы 2 заполнена легкоплавким металлом 3, например, галлием или ртутью. К другому концу трубы 3 прикреплен рабочий орган 4 (крепление рабочего органа 4 может быть жестким или шарнирным). Внутри трубы 2 расположен электронагреватель 5, выполненный в виде спирали.
Вход нагревателя 5 с помощью проводов 6 подсоединяется к источнику электропитания 7, который может представлять собой аккумулятор или электрический генератор.
Работа устройства происходит следующим образом. В начале электронагреватель 5 не запитан электрическим током и металл 3 находится в твердом состоянии, т.к. температура в космосе -70,-80°С, а температура плавления для галлия -29, 78°С, для ртути -38, 84°С. Затем включается источник электропитания 7, расположенный на основании 1, и через провода 6 электрический ток начинает поступать в электронагреватель 5. Под действием тепла от электронагревателя 5. Легкоплавкий металл 3 переходит в жидкое состояние. Трубе 2 под действием приводов или космонавтов (не показаны) придается необходимая форма. После этого отключается источник питания 7, металл 3 переходит в твердое состояние, тем самым осуществляется жесткая фиксация формы трубы 2.
Возможность придания любой формы манипулятору, т.е. увеличения числа степеней свободы, без увеличения числа звеньев приводит к расширению его функциональных возможностей.
Манипулятор для космического аппарата, содержащий основание, к которому прикреплено звено, на другом конце которого расположен рабочий орган, отличающийся тем, что звено выполнено в виде эластичной трубы, которая заполнена легкоплавким металлом и внутри трубы расположен электронагреватель, вход которого предназначен для подсоединения к источнику электропитания.
