一种无驱动源空间操作快速拆装接口的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于空间操作领域，涉及一种无驱动源空间操作快速拆装接口。
【背景技术】
[0002]针对于空间机械臂的多种操作任务，往往需要在轨更换不同的末端执行机构。因此，便于维护的、可实现空间在轨快速拆卸-更换的关节接口尤为重要。文献“大型空间机械臂关节及其抑振控制研宄”，哈尔滨:哈尔滨工业大学硕士学位论文，2012中设计了关节在轨快换接口，应用快换连接销对接口进行连接于紧固，可以通过宇航员出舱活动操作连接销，将其插入销孔后旋紧螺母，销便会胀紧并将接口锁紧；欲拆卸时，旋松螺母，即可将连接销拔出销孔，接口即可脱离，连接销仍可由钢丝绳悬挂在接口外。专利CN102048585A针对医疗机器人，设计了连接机械臂和末端执行机构的接口装置。接口装置包括机械臂连接座、执行机构连接座、楔紧螺栓和横插销，其中楔紧螺栓具有挤压部，横插销具有滑动结合部；滑动结合部与所述挤压部相接触，并且具有与挤压部的外表面相匹配的曲面外形；使得楔紧螺栓旋入时，横插销相对于机械臂连接座发生相对运动，向外顶紧执行机构连接座，从而解决了两个部件之间方便快速的安装和拆卸的技术问题，并且结构简单，工作可靠，紧固力大。专利CN201210350194针对空间末端执行器的被动端口与载荷之间的快速拆装，发明了一种可快速拆装的空间结构被动端口，包括被动面板、底座、挡板、拉杆、弹簧及把手，底座安装在载荷上，被动面板的周向均布有多个挡板，每个挡板上均安装有拉杆，该拉杆具有沿轴向往复移动及转动的自由度；所述拉杆的一端为与底座的连接端，另一端设有把手，在拉杆上套设有弹簧，所述弹簧的一端抵接在被动面板上，另一端抵接于拉杆的轴肩上。该发明结构简单，通过拉杆实现被动面板与底座的快速拆装，操作快捷，易于安装且可靠实用。然而，上述几种接口仍需要人工操作实现拆装与更换。
【发明内容】
[0003]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提出了能够快速拆装的接口结构，该结构可以实现机器人手臂与末端工具之间的快速拆装与更换，同时不需要专用的机械驱动作为驱动源。
[0004]本发明的技术解决方案是:一种无驱动源空间操作快速拆装接口，包括连接套、定位杆、钢球、顶销、锁紧转杆、锁紧套、锁紧环、侧耳、锁紧限位、解锁限位以及工具箱，所述的工具箱包括工具箱底板、工具箱上盖；
[0005]环形的工具箱上盖与工具箱底板固定连接，二者接触面上加工位置、长度一致的上、下轨道，工具箱上盖上设置两个对称豁口 ；工具箱上盖上设置锁紧限位和解锁限位；待拆装工具侧面对称安装两个侧耳；侧耳通过上述豁口装入工具箱或者从工具箱拆出；侧耳与待拆装工具连接端的上端设置定位孔，另一端设置能够沿上下轨道滑动的滑块；连接套下端固定定位杆，连接套套在侧耳与工具连接端外侧部分周向均布安装钢球，钢球沿连接套的径向可移动，侧耳与钢球的对应位置加工有钢球凹槽，锁紧套套在钢球外侧且与连接套之间通过螺纹连接，锁紧套外侧对称安装两个锁紧转杆；顶销的数量与钢球一致且周向均布安装在锁紧套内侧；
[0006]未锁紧时，定位杆插入侧耳上的定位孔，相邻顶销和钢球之间形成夹角α ;连接在接连套上端的机械臂带动除工具箱外的其他部件转动角度β后，锁紧转杆由锁紧限位进行限位；锁紧转杆、锁紧套以及顶销限位不动，钢球在连接套的带动下继续转动角度α，钢球在顶销的作用下，压紧在侧耳上的钢球凹槽，此时侧耳一端的滑块由轨道上的限位装置进行限位限制进一步转动，进而实现工具的锁紧，机械臂带动连接套反向转动即实现工具的拆出。
[0007]所述的轨道上的限位装置可以通过轨道末端实现。
[0008]所述的轨道圆心角为β+2α。
[0009]所述侧耳一端的滑块与上轨道之间留有间隙，下轨道面上涂覆固体润滑膜。
[0010]本发明与现有技术相比有益效果为:
[0011]空间操作技术是指在太空有人或无人参与的情况下，针对特定在轨目标进行在轨操控，实现抵近监测、故障维修、加注升级、在轨救援和碎片清理等特殊任务的技术，其内涵是研宄如何制造能够实现指定运动、达到指定运动精度、准确执行指定任务的空间机构的相关技术。空间操作技术是航天任务高性能复杂化的必然需求，而且能够促进空间攻防技术、保障空间安全，具有巨大的经济效益和军事价值。本发明提出一种能够快速拆装的接口结构，正是为了实现机器人手臂与末端工具之间的快速拆装与更换，并实现无驱动源情况下的机械臂自主操作，适应于空间操作的需要。
【附图说明】
[0012]图1为本发明主视剖图；
[0013]图2为本发明三维立体图(工具箱上盖只显示一半)；
[0014]图3为本发明连接套示意图；
[0015]图4为本发明侧耳示意图；
[0016]图5为本发明锁紧过程示意图；
[0017]图6为本发明解锁过程示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明做详细说明，如图1、2所示，本发明一种无驱动源空间操作快速拆装接口，包括连接套11、定位杆4、钢球7、顶销8、锁紧转杆5、锁紧套2、锁紧环13、侧耳12、锁紧限位6、解锁限位17以及工具箱，所述的工具箱包括工具箱底板1、工具箱上盖15 ；
[0019]环形的工具箱上盖15与工具箱底板I固定连接，二者接触面上加工位置、长度一致的上、下轨道，工具箱上盖15上设置两个对称豁口 16 ;工具箱上盖15上设置锁紧限位6和解锁限位17 ;待拆装工具侧面对称安装两个侧耳12 ;侧耳12通过上述豁口 16装入工具箱或者从工具箱拆出；如图4所示，侧耳12与待拆装工具连接端的上端设置定位孔，另一端设置能够沿上下轨道滑动的滑块；如图