抛投式微小型机器人降落伞自动分离机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种分离机构，特别是一种抛投式微小型机器人降落伞自动分离机构
【背景技术】
[0002]发生自然灾害及核化泄露后，用于进行数据采集及环境监测的微小型抛投机器人被降落伞布设到事故发生地执行探测任务。如果降落伞不能及时和机器人分离，机器人拖拽降落伞行动，会影响探测任务的进行，在风速较大的情况下，降落伞可能会拖动机器人，与地面阻碍物发生碰撞，使侦测任务无法进行并对机器造成一定程度的损伤。
[0003]火工分离装置采用火药引爆瞬间所产生的爆炸力作为动力，只能使用一次，成本高。在管制、储存、运输中受到一定限制，且使用具有一定危险性。
[0004]现有的机械式切割装置由于受抛投式微小型机器人抛投舱尺寸、无人机的搭载重量的影响，不能直接用于微小型抛投机器人与降落伞的分离。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是设计一种抛投式微小型机器人降落伞自动分离机构，在机器人着陆后，分离装置将机器人与降落伞及时有效分离。本发明所涉及的自动分离机构体积小，重量轻，机构简单，易于实现，尤其适用于灾难后环境数据采集的微小型机器人的降落伞布设工作。
[0006]本发明通过如下的技术方案实现。
[0007]一种分离机构，包括电机及控制元件座、电机、摆杆、旋转轮、导向螺钉、铰接螺钉、防转螺钉、支撑座、缓冲弹簧。其中所述摆杆通过铰接螺钉与旋转轮铰接，导向螺钉与电机及控制元件座、支撑座固定，摆杆位于支撑座的槽内，且有一定间隙。摆杆可以沿着槽面做平面运动，导向螺钉穿过摆杆上的长圆孔。电机固定在电机及控制元件座，通过紧固件与旋转轮固定。缓冲弹簧安装在旋转轮的底部，连接机器人时被支撑座和机器人轮毂端面压紧，产生弹性变形，消除机器人轮毂与分离装置的间隙。防转螺钉通过螺纹连接安装在旋转轮上。
[0008]所述的摆杆位于摆杆滑槽座上的滑槽内，导向螺钉钉穿过摆杆上的长圆孔，位于支撑座内。
[0009]分离机构的电机旋转一定角度，带动旋转轮转动，与旋转轮铰接的摆杆在导向螺钉的限制下摆动，控制电机的转向，摆杆可以伸出或缩回支撑座内。
[0010]电机驱动摆杆伸出，卡入轮毂内凹槽，抛投式微小型机器人与分离机构及降落伞的连接；抛投式微小型机器人着陆后，控制系统采集到机器人着陆的加速度信号，控制系统给电机发出控制信号，使电机转动，电机驱动摆杆回到摆杆滑槽座内，抛投式微小型机器人与分离机构及降落伞分离。
[0011]当抛投式微小型机器人与分离机构及降落伞连接式，防转螺钉卡入轮毂的防转螺钉槽内，避免机器人和自动分离机构在连接过程中发生相对转动，造成分离机构和机器人脱离，发生误动作。
[0012]当降落伞打开，旋转轮与轮毂端面之间的缓冲弹簧可吸收部分的冲击能量，减小对分离机构和机器人的冲击。当机器人着陆时，缓冲弹簧可吸收部分的冲击能量，并加速机器人和分离机构的分离。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014]1.抛投式微小型机器人降落伞自动分离机构采用电机驱动机械分离机构，在机器人着陆后，实现机器人与降落伞的分离，能够实现准确控制，安全可靠
[0015]2.避免使用火工分离装置在使用、安装、保存、运输上所造成的不便
[0016]3.抛投式微小型机器人降落伞自动分离机构可以重复使用
[0017]4.抛投式微小型机器人降落伞自动分离机构结构简单，发明成本低，安装维修简单且使用实现方便
【附图说明】
[0018]图1是抛投式微小型机器人降落伞自动分离机构半剖视图；
[0019]图2是抛投式微小型机器人降落伞自动分离机构摆杆单向剖视图；
[0020]图3是抛投式微小型机器人降落伞自动分离机构轴测剖视图。
[0021 ] 图4机器人轮毂示意图
[0022]其中附图标记含义如下:
[0023]电机及控制元件座；2、电机；3、摆杆；4、旋转轮；5、导向螺钉；6、铰接螺钉；7、防转螺钉；8、支撑座；9、缓冲弹簧。
[0024]10、轮毂内凹槽；20、防转螺钉槽。
【具体实施方式】
[0025]以抛投式微小型机器人降落伞自动分离机构为例，结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0026]如图1至3所示，该机构由电机及控制元件座1、电机2、摆杆3、旋转轮4、导向螺钉5、铰接螺钉6、防转螺钉7、支撑座8、缓冲弹簧9等组成。电机固定在电机及控制元件座上，旋转轮一端通过紧固件与电机轴连接在一起，另一端通过铰接螺钉与摆杆铰接在一起，摆杆穿过支撑座上的槽，导向螺钉穿过摆杆上的长圆孔，限制摆杆的运动。缓冲弹簧、防转螺钉固定在摆杆滑槽坐上。电机、旋转轮、支撑座、摆杆、导向螺钉、铰接螺钉组成了一个带有两个摆杆的曲柄摆杆机构。电机旋转一定角度，带动旋转轮转动，与旋转轮铰接的摆杆在导向螺钉的限制下摆动，改变电机的转向，摆杆的端部可以伸出或缩回支持座内。
[0027]如图4所示，机器人轮毂上挖有凹槽及防转螺钉槽。电机驱动摆杆伸出，卡入轮毂内凹槽，抛投式微小型机器人与分离机构及降落伞的连接；抛投式微小型机器人着陆后，电机接收到控制信号，驱动摆杆回到摆杆滑槽座内，抛投式微小型机器人与分离机构及降落伞分离。机器人和分离机构及降落伞连接时，防转螺钉卡入轮毂上的防转螺钉槽，避免机器人和自动分离机构在连接过程中在外力作用下发生相对转动，造成分离机构和机器人脱离，发生误动作。弹簧被分离机构和轮毂的端面压紧，产生弹性变形，消除机器人轮毂与分离装置的间隙，同时可以在开伞和落定的两次冲击中，吸收一部分冲击能量，避免设备损坏。机器人着陆后，分离机构电机动作，摆杆回到支撑座内，弹簧卸载，推动分离机构和机器人发生相对运动，加速分离过程。
【主权项】
1.一种分离机构，包括电机及控制元件座、电机、摆杆、旋转轮、导向螺钉、铰接螺钉、防转螺钉、支撑座、缓冲弹簧。其中所述摆杆通过铰接螺钉与旋转轮铰接，导向螺钉与电机及控制元件座、支撑座固定，摆杆位于支撑座的槽内，且有一定间隙。摆杆可以沿着槽面做平面运动，导向螺钉穿过摆杆上的长圆孔。电机固定在电机及控制元件座，通过紧固件与旋转轮固定。缓冲弹簧安装在旋转轮的底部，连接机器人时被支撑座和机器人轮毂端面压紧，产生弹性变形，消除机器人轮毂与分离装置的间隙。防转螺钉通过螺纹连接安装在旋转轮上。2.根据权利要求1所述的分离机构，其特征在于，所述的摆杆位于摆杆滑槽座上的滑槽内，导向螺钉钉穿过摆杆上的长圆孔，位于支撑座内。3.根据权利要求1-2之一所述的分离机构，其特征在于，分离机构的电机旋转一定角度，带动旋转轮转动，与旋转轮铰接的摆杆在导向螺钉的限制下摆动，控制电机的转向，摆杆可以伸出或缩回支撑座内。4.电机驱动摆杆伸出，卡入轮毂内凹槽，抛投式微小型机器人与分离机构及降落伞的连接；抛投式微小型机器人着陆后，控制系统采集到机器人着陆的加速度信号，控制系统给电机发出控制信号，使电机转动，电机驱动摆杆回到摆杆滑槽座内，抛投式微小型机器人与分离机构及降落伞分离。5.根据权利要求1-2之一所述的分离机构，其特征在于，当抛投式微小型机器人与分离机构及降落伞连接式，防转螺钉卡入轮毂的防转螺钉槽内，避免机器人和自动分离机构在连接过程中发生相对转动，造成分离机构和机器人脱离，发生误动作。6.根据权利要求1-2之一所述的分离机构，其特征在于，当降落伞打开，旋转轮与轮毂端面之间的缓冲弹簧可吸收部分的冲击能量，减小对分离机构和机器人的冲击。当机器人着陆时，缓冲弹簧可吸收部分的冲击能量，并加速机器人和分离机构的分离。
【专利摘要】本发明提出了一种抛投式微小型机器人自动分离机构，用于解决抛投式微小型机器人在抛投过程中实现与降落伞的连接，在着陆后实现与降落伞的分离的问题。发明包括电机及控制元件座、电机、摆杆、旋转轮、导向螺钉、铰接螺钉、防转螺钉、支撑座、缓冲弹簧。抛投式微小型机器人降落伞自动分离机构能够在抛投过程中实现机器人和降落伞的柔性连接，同时防止机器人和脱钩装置相对转动，发生误脱钩动作；在机器人着陆后，将降落伞与机器人及时有效分离。同时能够在开伞、着陆两个冲击过程中吸收部分冲击能量，对机器人起到一定程度的保护作用，防止机器人损坏。本发明所涉及的自动分离机构体积小，重量轻，结构简单，易于实现，可靠性高，具有很高的应用价值，尤其适用于灾难后环境数据采集的微小型机器人的降落伞布设工作。
【IPC分类】B64D17/38
【公开号】CN104973253
【申请号】CN201510406725
【发明人】高峻峣, 赵靖超, 张伟民, 黄强, 刘轶, 赵方舟, 石选阳, 李月, 张连存, 李鑫, 陆豪健, 徐喆, 曹浩翔
【申请人】北京理工大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年7月12日