一种能够稳定抓捕的空间机械臂结构的制作方法

文档序号:8423097阅读:310来源:国知局
一种能够稳定抓捕的空间机械臂结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种空间机器人结构,准确的说,提供了一种在抓捕目标星后的工况 中,能够依靠自身结构内部的磁流变液阻尼器缓冲碰撞动量的空间机械臂结构,提高空间 目标星抓捕的稳定性。
【背景技术】
[0002] 空间机械臂是一个机、电、热、控一体化的高集成度的空间机电系统。随着我国国 民经济与国防工业技术的迅速发展,对航天器的需求量日益增加,对其能力的要求日臻提 高。尤其是多工况、条件苛刻的宇宙环境对于空间机械臂技术的需求越来越迫切,而且对其 工作能力、性能要求其可靠性、安全性、寿命等方面也提出了越来越高的要求。此外,受国外 在高技术领域的技术限制与封锁,使得我们必须坚持自力更生、坚持自主创新的思想,加速 并加强空间机械臂技术的研发工作。
[0003] 空间机械臂在这种大环境下,需要完成更高的既定任务,如:对目标星的捕获,缓 冲来自空间中多种碰撞下的动能量。然而,目前我国在这种任务要求下依然没有太好的结 构解决方案。因此,新结构、新技术的引用和研制迫在眉睫。

【发明内容】

[0004] 本发明解决上述已有的空间机械臂存在的不足之处,提供了抓捕式空间机械臂结 构,本发明作为一种应用于空间内抓捕目标性的机械臂。相较于之前发明的空间机械臂,我 们在被动装置部分进行了改动,将阻尼系统中的阻尼效果由之前的轴向阻尼、径向阻尼分 离,变为了耦合阻尼,从而可以有效的阻尼来自目标星的负能量。本发明采用以下方案。
[0005] 一种能够稳定抓捕的空间机械臂结构,包括两个结构相同、配置在所述空间机械 臂首末两端的驱动装置,和一个被动装置;所述驱动装置包括轴端盖、轴承端盖、壳体A、换 向锥齿轮A、驱动电机、端部连接件、回转端、旋转式磁流变液阻尼器A、轴承A、换向锥齿轮 B、轴承B、传动轴、壳体B、离合器、减速器;所述驱动电机通过外接螺栓与所述减速器连接, 所述减速器与所述离合器通过内部卡槽连接,所述离合器的输出轴与所述换向锥齿轮A通 过平键连接,所述换向锥齿轮A的齿面与所述换向锥齿轮B的齿面贴合,所述换向锥齿轮B 通过平键与所述传动轴连接,所述轴承B与所述传动轴过盈配合,所述轴承B与所述回转端 过盈配合,所述轴承A与所述传动轴过盈配合,所述旋转式磁流变液阻尼器A与所述传动轴 过盈配合,所述旋转式磁流变液阻尼器A与所述壳体A间隙配合,所述传动轴与所述回转端 通过平键连接,所述壳体A与所述壳体B通过螺钉连接,所述回转端与所述壳体A贴合,所 述回转端与所述壳体B贴合,所述轴承端盖与所述轴承B过渡配合,所述轴承端盖与所述回 转端通过螺丝连接,所述轴承端盖与所述轴端盖通过螺丝连接,所述端部连接件与所述壳 体A、所述壳体B通过螺丝连接;
[0006] 所述被动装置包括端部连接件A、套筒壳、套筒底盖、阻尼器底座、阻尼器腔体、复 位弹簧、滑轮架、滑轮、防尘罩、运动盘、活动套筒、阻尼器伸缩杆辅助固定件、阻尼器制动 杆;所述端部连接件A与所述驱动装置中的所述回转端通过螺栓连接,所述端部连接件A 与所述套筒壳通过螺栓连接,所述端部连接件A与所述活动套筒的末端通过螺丝紧固,所 述套筒底盖通过螺丝与所述套筒壳的内壁底部连接、形成过渡配合,所述阻尼器底座与所 述套筒底盖通过螺丝连接,所述阻尼器底座与所述套筒壳形成间隙配合,所述阻尼器腔体 与所述前端阻尼器制动杆过渡配合,所述阻尼器腔体与所述阻尼器底座中间的通孔过渡配 合,所述复位弹簧与所述阻尼器底座周围均匀分布的三个连接口通过螺丝紧固,所述复位 弹簧与所述滑轮架周围均匀分布的三个连接口通过螺丝紧固,所述阻尼器制动杆与所述阻 尼器复位弹簧中间的通孔间隙配合,所述滑轮架的末端与所述运动盘贴合,所述滑轮架末 端均匀分布的三个阶梯轴与所述滑轮过渡配合,所述滑轮与所述运动盘前端均匀分布的三 个滑道贴合、形成相互滚动,所述运动盘后端与所述活动套筒的内部阶梯壁通过螺丝紧固, 所述活动套筒外部的卡槽与所述套筒壳内部的卡槽配合、形成相互滑动,所述活动套筒的 内部通孔与所述阻尼器伸缩杆辅助固定件的中心通孔轴向贴合,所述活动套筒外部的卡槽 通过粘合剂与所述防尘罩的后端连接,所述防尘罩的前段与所述套筒壳的后端通过粘合剂 连接,所述阻尼器伸缩杆辅助固定件的中心通孔与所述阻尼器制动杆的轴通过顶丝配合。
[0007] 本发明具有以下优点:
[0008] 1.结构紧凑。整个空间机械臂结构内部排布规整,功能明确,在较小的空间内实现 了电机驱动和缓冲卸载碰撞动量的功能。
[0009] 2.功能可靠。空间机械臂结构在抓捕目标前由电机驱动;在抓捕目标后,可以依 靠被动装置中的缓冲结构缓冲来自抓捕目标后带来的碰撞动量。
[0010] 3.符合标准。空间机械臂结构的整体尺寸及功能满足当今机空间械臂结构技术领 域中的基本要求,符合工程设计的准则。
【附图说明】
[0011] 图1为空间机械臂结构整体装配示意图;
[0012] 图2为图1空间机械臂结构中驱动装置的装配示意图;
[0013] 图3为图1空间机械臂结构中驱动装置的零件爆炸图;
[0014] 图4为图1空间机械臂结构中被动装置的装配示意图;
[0015] 图5为图1空间机械臂结构中被动装置的零件爆炸图。
[0016] 主要元件符号说明
[0017]
【主权项】
1. 一种能够稳定抓捕的空间机械臂结构,包括两个结构相同、配置在所述空间机械臂 结构首末两端的驱动装置,和一个被动装置;其特征在于: 所述驱动装置包括轴端盖(101)、轴承端盖(102)、壳体A(103)、换向锥齿轮A(KM)、 驱动电机(105)、端部连接件(106)、回转端(107)、旋转式磁流变液阻尼器A(IOS)、轴承 A(109)、换向锥齿轮B(IlO)、轴承B(Ill)、传动轴(112)、壳体B (113)、离合器(114)、减速 器(115);所述驱动电机(105)通过螺栓与所述减速器(115)连接,所述减速器(115)与所 述离合器(114)通过卡槽连接,所述离合器(114)的输出轴与所述换向锥齿轮A(KM)通过 平键连接,所述换向锥齿轮A(KM)的齿面与所述换向锥齿轮B(IlO)的齿面贴合,所述换向 锥齿轮B(IlO)通过平键与所述传动轴(112)连接,所述轴承B(Ill)与所述传动轴(112) 过盈配合,所述轴承B(Ill)与所述回转端(107)过盈配合,所述轴承A(109)与所述传动轴 (112)过盈配合,所述旋转式磁流变液阻尼器A (108)与所述传动轴(112)过盈配合,所述 旋转式磁流变液阻尼器A(IOS)与所述壳体A(103)间隙配合,所述传动轴(112)与所述回 转端(107)通过平键连接,所述壳体A(103)与所述壳体B(113)通过螺钉连接,所述回转端 (107)与所述壳体A(103)贴合,所述回转端(107)与所述壳体B(113)贴合,所述轴承端盖 (102)与所述轴承B(Ill)过渡配合,所述轴承端盖(102)与所述回转端(107)通过螺丝连 接,所述轴承端盖(102)与所述轴端盖(101)通过螺丝连接,所述端部连接件(106)与所述 壳体A (103)、所述壳体B (113)通过螺丝连接; 所述被动装置包括端部连接件A (201)、套筒壳(202)、套筒底盖(203)、阻尼器底座 (204)、阻尼器腔体(205)、复位弹簧(206)、滑轮架(207)、滑轮(208)、防尘罩(209)、运动 盘(210)、活动套筒(211)、阻尼器伸缩杆辅助固定件(212)、阻尼器制动杆(213);所述端 部连接件A(201)与所述驱动装置中的所述回转端(107)通过螺栓连接,所述端部连接件 A (201)与所述套筒壳(202)通过螺栓连接,所述端部连接件A (201)与所述活动套筒(211) 的末端通过螺丝紧固,所述套筒底盖(203)通过螺丝与所述套筒壳(202)的内壁底部连接、 形成过渡配合,所述阻尼器底座(204)与所述套筒底盖(203)通过螺丝连接,所述阻尼器底 座(204)与所述套筒壳(202)形成间隙配合,所述阻尼器腔体(205)与所述阻尼器制动杆 (213)过渡配合,所述阻尼器腔体(205)与所述阻尼器底座(204)中间的通孔过渡配合,所 述复位弹簧(206) -端与所述阻尼器底座(204)周围均匀分布的三个连接口通过螺丝紧 固,所述复位弹簧(206)另一端与所述滑轮架(207)周围均匀分布的三个连接口通过螺丝 紧固,所述阻尼器制动杆(213)与所述阻尼器复位弹簧(207)中间的通孔间隙配合,所述滑 轮架(207)末端与所述运动盘(210)贴合,所述滑轮架(207)末端均匀分布的三个阶梯轴 与所述滑轮(208)过渡配合,所述滑轮(208)与所述运动盘(210)前端均匀分布的三个滑 道贴合、形成相互滚动,所述运动盘(210)后端与所述活动套筒(211)内的内部阶梯壁通过 螺丝紧固,所述活动套筒(211)外部的卡槽与所述套筒壳(202)内部的卡槽配合、形成相互 滑动,所述活动套筒(211)的内部通孔与所述阻尼器伸缩杆辅助固定件(212)的中心通孔 轴向贴合,所述活动套筒(211)的外部卡槽通过粘合剂与所述防尘罩(209)的后端连接,所 述防尘罩(209)的前段与所述套筒壳(202)的后端通过粘合剂连接,所述阻尼器伸缩杆辅 助固定件(212)的中心通孔与所述阻尼器制动杆(213)的轴通过顶丝配合。
【专利摘要】本发明涉及一种能够稳定抓捕的空间机械臂结构,包括两个结构相同、配置在所述空间机械臂首末两端的驱动装置,和一个被动装置。两个驱动装置中间的被动装置内部含有可缓冲来自轴向、径向力动能量的磁流变液阻尼器结构,可有效保证结构整体平稳精确抓住目标星。本发明的主要特点为:可以稳定可靠地依靠机械臂的结构抓捕空间中的目标星;在抓捕后,更能依靠自身的磁流变液阻尼器和弹簧阻尼缓冲抓捕目标带来的负能量,保证卫星基座的整体稳定。
【IPC分类】B25J19-00, B64G1-66
【公开号】CN104743139
【申请号】CN201510136533
【发明人】董正宏, 王珏, 秦建军, 张树才, 杨帆
【申请人】中国人民解放军装备学院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月26日
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