CN101112760A - 空间机械臂模块化关节 - Google Patents

Abstract

空间机械臂模块化关节，它涉及一种空间机械臂关节。针对现有的空间机械臂模块化关节体积大、质量大、功耗大的问题。驱动装置(4)通过齿轮装置(5)与行星减速器(6)连接，行星减速器(6)与皇冠齿轮装置(90)连接，皇冠齿轮装置(90)及波发生器(25)与空心传动轴装置(9)连接，第一外壳(15)与柔轮(23)及中间连接法兰(16)、第二外壳(17)固接，柔轮(23)装在空心传动轴装置(9)上，空心传动轴装置(9)套在小端套筒(27)上，大、小薄壁轴承内环支撑座与第二外壳(17)之间装有大、小薄壁轴承，第二外壳(17)与输出法兰盘(18)之间设有迷宫式密封结构和机械限位结构，电气装置(3)固装在输出装置(2)内。本发明体积小、质量轻、功耗低，可满足低功耗、大输出力矩、高可靠性的空间机械臂模块化关节性能要求。

Description

空间机械臂模块化关节

技术领域

本发明涉及一种空间机械臂关节。

背景技术

最近一二十年以来，我国空间技术迅速发展，未来我国将在空间建立自己的空间站，需要空间机器人进行一些如空间站的搭建和维护、卫星的释放、维修和回收等工作，但是，目前空间机器人还不能够完成这些工作。不久的将来，我国就要探索月球、火星甚至其他的星体，需要在空间进行一些操作，这些操作都离不开空间机械臂。模块化关节是空间机械臂的重要组成部分，模块化关节的性能决定了整个机械臂的可靠性、末端输出力矩、末端位置精度等各项主要性能。德国宇航中心(DLR)研制的空间机器人的关节结构简单、重量轻，但其关节轴承的内环座与外环座采用的都是铝合金材料，这样很容易在空间高低温变化时使轴承卡死，导致关节不能正常工作。在国内，502所在空间机械臂关节的研制方面做了许多研究工作，但都只停留在实验室状态，没有形成最终产品。专利申请公开号为CN 1807032A、公开日为2006年7月26日的发明专利申请公开了一种《空间机械臂模块化关节》，由于此模块化关节将驱动装置和控制装置都集成在一个关节里面，关节的体积大、质量大、功耗大。据目前掌握的资料来看，国内还没有研制成功专门针对空间强辐射、高真空、大温差环境，且具有质量小、体积小、低功耗、单位质量输出力矩大、高可靠性的空间机械臂模块化关节。

发明内容

本发明的目的是提供一种空间机械臂模块化关节，它可解决现有的空间机械臂模块化关节由于其驱动装置和控制装置都集成在一个关节里面，使空间机械臂模块化关节存在体积大、质量大、功耗大，无法满足低功耗、单位质量输出力矩大的问题。

本发明由输入装置、输出装置和电气装置组成；所述输入装置由驱动装置、齿轮装置、行星减速器、输入装置外壳和转接法兰盘组成；所述输出装置包括皇冠齿轮装置、空心传动轴装置、谐波减速器、大薄壁轴承、小薄壁轴承、大薄壁轴承内环支撑座、小薄壁轴承内环支撑座、第一外壳、中间连接法兰、第二外壳、输出法兰盘、关节后端盖、套筒、隔离支撑环和调整垫片；所述谐波减速器由柔轮、刚轮和波发生器组成，所述套筒由制成一体的大端套筒和小端套筒组成，所述驱动装置装在输入装置外壳和大端套筒内，输入装置外壳和大端套筒之间的驱动装置上装有转接法兰盘，输入装置外壳、转接法兰盘和第一外壳三者固接，驱动装置的输出端与齿轮装置的输入端传动连接，齿轮装置的输出端与行星减速器的输入端传动连接，行星减速器的输出端与皇冠齿轮装置的输入端传动连接，行星减速器与驱动装置并行装在输入装置外壳内，皇冠齿轮装置的输出端及波发生器与空心传动轴装置传动连接，所述空心传动轴装置套在小端套筒上，套简装在第一外壳内，第一外壳与柔轮及中间连接法兰固接，中间连接法兰、调整垫片与第二外壳固接，柔轮装在空心传动轴装置上，刚轮装在柔轮上，大薄壁轴承内环支撑座和小薄壁轴承内环支撑座分别设置在刚轮的两侧且三者固接在一起，大薄壁轴承内环支撑座与第二外壳之间装有大薄壁轴承，小薄壁轴承内环支撑座与第二外壳之间装有小薄壁轴承，小薄壁轴承内环支撑座与输出法兰盘固接，小薄壁轴承内环支撑座与小端套筒之间装有隔离支撑环，第二外壳与输出法兰盘相配合端面上靠近外周边处由里至外设有一组环槽和一个第一限位块，输出法兰盘与第二外壳相配合端面上靠近外周边处由里至外设有一组环向槽和一个第二限位块，第二外壳上的一组环槽与输出法兰盘上的一组环向槽插接形成迷宫式密封结构，第二外壳上的第一限位块与输出法兰盘上的第二限位块紧密接触形成机械限位结构，所述电气装置固装在输出装置内，所述关节后端盖与大端套筒的外端面及第一外壳固接。

本发明具有以下有益效果：一、本发明采用直流无刷电机、摩擦式反向制动器、行星减速器、皇冠齿轮和谐波减速器的联合驱动方式，具有安装方便、结构紧凑、质量轻、功耗低、单位质量输出力矩大、关节整体刚度大、传动可靠等优点。二、为了使电缆和插头容易从关节中通过，在皇冠大齿轮和谐波减速器的中心孔内装有套筒。机械臂的所有导线(包括电源线和信号线)及插头都从套筒内穿过，可以抵抗空间环境变化(温度的高、低变化)、强辐射和机械臂的运动对导线造成的损坏，同时也避免了外部走线所造成的导线磨损。三、空间机械臂模块化关节输出端安装了两个面对面的角接触球轴承(即空心传动轴轴承)，抗倾覆力矩能力强。四、第二外壳和输出法兰盘之间采用迷宫式密封结构和机械限位结构，结构简单、可靠性高，整个关节防尘能力强，可以有效避免轴承固体润滑剂在空间的挥发以及外部灰尘的侵入，又可以避免由于突然的掉电或者其它原因对关节造成的损害。五、本发明集成化程度高、可靠性高、位置输出精度高、整体抗弯刚度大、关节可维护性好，不仅能适应空间强辐射、高真空、大温差的环境的需要，而且还能完全适应地面环境中的需要。

附图说明

图1是本发明的关节整体结构立体图，图2是本发明的关节整体结构主视剖面图，图3是输入装置1的主视剖面图，图4是输出装置2的主视剖面图，图5是摩擦式反向制动器33的主视剖面图，图6是驱动装置4的主视剖面图，图7是输入装置外壳7的主视剖面图，图8是输入装置外壳7的立体图，图9是第一外壳15的主视剖面图，图10是第一外壳15的立体图，图11是第二外壳17的主视剖面图，图12是图11的左视图，图13是图11的右视图，图14是输出法兰盘18的主视剖面图，图15是图14的左视图，图16是图14的右视图，图17是位置传感器的立体结构图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图17说明本实施方式，本实施方式由输入装置1、输出装置2和电气装置3组成；所述输入装置1由驱动装置4、齿轮装置5、行星减速器6、输入装置外壳7和转接法兰盘8组成；所述输出装置2包括皇冠齿轮装置90、空心传动轴装置9、谐波减速器10、大薄壁轴承11、小薄壁轴承12、大薄壁轴承内环支撑座13、小薄壁轴承内环支撑座14、第一外壳15、中间连接法兰16、第二外壳17、输出法兰盘18、关节后端盖19、套筒20、隔离支撑环21和调整垫片22；所述谐波减速器10由柔轮23、刚轮24和波发生器25组成，所述套筒20由制成一体的大端套筒26和小端套筒27组成，所述驱动装置4装在输入装置外壳7和大端套筒26内，输入装置外壳7和大端套筒26之间的驱动装置4上装有转接法兰盘8，输入装置外壳7、转接法兰盘8和第一外壳15的三者固接，驱动装置4的输出端与齿轮装置5的输入端传动连接，齿轮装置5的输出端与行星减速器6的输入端传动连接，行星减速器6的输出端与皇冠齿轮装置90的输入端传动连接，行星减速器6与驱动装置4并行装在输入装置外壳7内，皇冠齿轮装置90的输出端及波发生器25与空心传动轴装置9传动连接，所述空心传动轴装置9套在小端套筒27上，套筒20装在第一外壳15内，第一外壳15与柔轮23及中间连接法兰16固接，中间连接法兰16、调整垫片22与第二外壳17固接，柔轮23装在空心传动轴装置9上，刚轮24装在柔轮23上，大薄壁轴承内环支撑座13和小薄壁轴承内环支撑座14分别设置在刚轮24的两侧且三者固接在一起，大薄壁轴承内环支撑座13与第二外壳17之间装有大薄壁轴承11，小薄壁轴承内环支撑座14与第二外壳17之间装有小薄壁轴承12，小薄壁轴承内环支撑座14与输出法兰盘18固接，小薄壁轴承内环支撑座14与小端套筒27之间装有隔离支撑环21，第二外壳17与输出法兰盘18相配合端面上靠近外周边处由里至外设有一组环槽28和一个第一限位块29，输出法兰盘18与第二外壳17相配合端面上靠近外周边处由里至外设有一组环向槽30和一个第二限位块31，第二外壳17上的一组环槽28与输出法兰盘18上的一组环向槽30插接形成迷宫式密封结构，第二外壳17上的第一限位块29与输出法兰盘18上的第二限位块31紧密接触形成机械限位结构，所述电气装置3固装在输出装置2内，所述关节后端盖19与大端套筒26的外端面及第一外壳15固接，隔离支撑环21由聚四氟乙烯材料制成。位置传感器采用传统的电位计，由导电环82和电刷83组成，通过电位计确定关节的绝对位置，霍尔开关测量关节的相对位置，两者组合即可以得到关节的最终位置。

本实施方式中，转接法兰盘8通过输入装置外壳7的一号法兰盘91和第一外壳15的一号法兰盘92三者固接在一起，中间连接法兰16、第一外壳15的二号法兰盘93与柔轮23三者固接在一起，中间连接法兰16、调整垫片22与第二外壳17的一号法兰盘94三者固接在一起，关节后端盖19、大端套筒26的外端面与第一外壳15的三号法兰盘95三者固接在一起。

本实施方式中所述谐波减速器10由德国Harmonic Drive公司生产，其型号为HFUS-14-100。

具体实施方式二：结合图2、图4和图6说明本实施方式，本实施方式的驱动装置4由直流无刷电机32、摩擦式反向制动器33、电机套筒34和电机套筒盖35组成；所述直流无刷电机32的输出端与摩擦式反向制动器33的输入端传动连接，摩擦式反向制动器33的输出端与齿轮装置5的输入端传动连接，直流无刷电机32和摩擦式反向制动器33装在电机套筒34内，电机套筒34的后端与电机套筒盖35螺纹连接。如此设置，具有结构简单、传动平稳可靠的优点，摩擦式反向制动器正向传动正常工作，反向传动则自锁，制动时不消耗功率。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2、图5和图6说明本实施方式，本实施方式的摩擦式反向制动器33由轴承垫板36、销轴37、轴承38、销轴板39、摩擦片一40、摩擦片二41、输出齿轮42、输出齿轮套43、输出齿轮套轴承44、制动器第一外壳45、制动器第二外壳46和制动器第三外壳47组成；所述制动器第一外壳45、制动器第二外壳46和制动器第三外壳47依次串接装在电机套筒34内，轴承垫板36装在制动器第一外壳45内，销轴板39装在制动器第二外壳46和制动器第三外壳47之间，轴承垫板36和销轴板39上对应位置处沿圆周方向均布设有三个销轴孔48，轴承垫板36和销轴板39通过装在三个销轴孔48内的三个销轴37连接，每个销轴37上装有一个轴承38，所述轴承38装在制动器第二外壳46内且位于轴承垫板36和销轴板39之间，制动器第一外壳45设置在直流无刷电机32和制动器第二外壳46之间，轴承38的外环通过制动器第一外壳45的外凸台端面轴向定位，销轴板39上设有两个凸起的立柱49，销轴板39的两个凸起的立柱49与叠加放置在一起的摩擦片一40和摩擦片二41上的插槽50插接，摩擦片一40和摩擦片二41装在制动器第三外壳47内的输出齿轮42上且与输出齿轮42啮合，输出齿轮套43装在输出齿轮42上，输出齿轮套43与制动器第三外壳47之间装有输出齿轮套轴承44，两个摩擦片均为薄圆片，摩擦片一40、摩擦片二41和制动器第三外壳47的内壁间的摩擦系数要大于

其中r为输出齿轮42的节圆半径，R为制动器第三外壳47的内径，b为摩擦片上插槽的宽度。如此设置，结构简单、制动效果好。制动器第二外壳挤压三个轴承形成的中间空腔应与直流无刷电机的输出轴之间有适当的挤压。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图2、图4说明本实施方式，本实施方式的齿轮装置5由齿轮一51、齿轮二52、径向轴承对一53、径向轴承对二54、轴承压板一55、轴承压板二56、齿轮压板一57、齿轮压板二58、轴用弹性挡圈一59、轴用弹性挡圈二60、齿轮装置输出轴61和齿轮装置盖62组成；所述齿轮一51装在输出齿轮42的输出轴上，齿轮一51通过装在输出齿轮42输出轴上的齿轮压板一57和轴用弹性挡圈一59轴向定位和预紧，输出齿轮42与电机套筒34之间装有径向轴承对一53，径向轴承对一53通过输出齿轮42上的轴肩、齿轮一51的轴套端面和轴承压板一55轴向定位，齿轮一51与装在齿轮装置输出轴61上的齿轮二52啮合，齿轮二52通过装在齿轮装置输出轴61上的齿轮压板二58和轴用弹性挡圈二60轴向定位和预紧，齿轮装置输出轴61与输入装置外壳7的内台肩孔之间装有径向轴承对二54，径向轴承对二54通过齿轮装置输出轴61上的轴肩、输入装置外壳7的内台肩孔的内台肩端面、齿轮二52的轴套端面和轴承压板二56轴向定位和预紧，齿轮一51和齿轮二52的外端装有与输入装置外壳7连接的齿轮装置盖62。如此设置，可防止运动过程中导线被齿轮破坏。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图2、图3说明本实施方式，本实施方式的皇冠齿轮装置90由皇冠小齿轮65、皇冠大齿轮66、径向轴承67、轴用弹性挡圈68和孔用弹性挡圈69组成；所述皇冠小齿轮65固装在行星减速器6的输出轴上，皇冠小齿轮65的输出轴与转接法兰盘8的内台肩孔之间装有两个串联的径向轴承67，两个径向轴承67通过装在其两端的皇冠小齿轮65输出轴上的轴用弹性挡圈68和孔用弹性挡圈69轴向定位和预紧，皇冠小齿轮65与皇冠大齿轮66啮合，皇冠大齿轮66装在空心传动轴装置9的输入端上。如此设置，结构简单、传动平稳可靠，通过两个皇冠齿轮的啮合改变动力的传递方向。其它组成及连接关系与具体实施方式一或四相同。

具体实施方式六：结合图2、图3说明本实施方式，本实施方式的空心传动轴装置9由空心传动轴70、一对空心传动轴轴承71、套筒一72、套筒二73、空心轴承盖74、键一75、键二76、第一轴用弹性挡圈77和第二轴用弹性挡圈78组成；所述皇冠大齿轮66装在空心传动轴70的输入端上并通过键一75与空心传动轴70连接，皇冠大齿轮66左端的空心传动轴70上的环槽内装有第一轴用弹性挡圈77，皇冠大齿轮66右端的空心传动轴70上装有套筒一72，所述空心轴承盖74装在第一外壳15上，波发生器25装在空心传动轴70的输出端上并通过键二76与空心传动轴70连接，波发生器25右端的空心传动轴70上的环槽内装有第二轴用弹性挡圈78，波发生器25左端的空心传动轴70上装有套筒二73，一对空心传动轴轴承71分别装在空心传动轴70与第一外壳15小端的内台肩孔之间，一对空心传动轴轴承71通过空心传动轴70上的轴肩、套筒一72、套筒二73，第一外壳15小端的内台肩孔端面及空心轴承盖74轴向定位和预紧，所述柔轮23装在空心传动轴70上。如此设置，结构简单、容易安装，而且还能减轻关节的整体重量。此外还可以方便地将内孔尺寸较大的小端套筒27装入到空心传动轴70的中心孔内，以便机械臂的电缆和导线可以从该模块化关节中间通过。其它组成及连接关系与具体实施方式一和五相同。

具体实施方式七：结合图2、图3、图13、图17说明本实施方式，本实施方式的电气装置3由转接电路板79、霍尔开关和位置传感器组成；所述霍尔开关由磁钢80和霍尔敏感元件81组成，所述位置传感器由导电环82和电刷83组成；所述转接电路板79固装在大端套筒26内，导电环82固装在输出法兰盘18的背面，电刷83固装在第二外壳17的凹孔100内，且电刷83与导电环82相接触，利用电刷83在导电环82上面滑动来测量关节的旋转角度，磁钢80固装在皇冠大齿轮66的背面，霍尔敏感元件81与磁钢80相对设置并固装在第一外壳15的大直径内台肩孔85的内台肩端面上。如此设置，空间机械臂需要高的控制精度，这种关节位置传感器的融合性设计方法可以用来精确检测关节的旋转角度。转接电路板79固定在大端套筒26的内壁上，可以减弱在发射和工作过程中的振动对电路板造成的损坏。拆掉关节后端盖19，就可以看到转接电路板79，且转接电路板79的安装、调试及拆卸都十分方便。关节内的直流无刷电机32、霍尔开关和位置传感器的电源线和信号线均经过该转接电路板79转接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式八：结合图1～图4、图7～图11、图14～图16说明本实施方式，本实施方式的电机套筒34、电机套筒盖35、输入装置外壳7、转接法兰盘8，大薄壁轴承内环支撑座13、小薄壁轴承内环支撑座14、第一外壳15、中间连接法兰16、第二外壳17、输出法兰盘18、关节后端盖19、套筒20、轴承压板一55、轴承压板二56、齿轮装置盖62、空心传动轴70、套筒一72、套筒二73、空心轴承盖74、键一75、键二76均由钛合金材料制成。如此设置，由于轴承的材料为440C(不锈钢)与钛合金(TC4)的热膨胀系数相差很小，不会因轴承内环座、轴承外环座与轴承内外钢圈的热膨胀系数相差太大而使轴承卡死；同时也可以避免皇冠齿轮装置中的径向轴承和转接法兰盘上的轴承孔由于热膨胀系数相差太大而使轴承卡死。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。

具体实施方式九：结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一的不同点是：本实施方式的输出装置2还包括毛毡86；所述毛毡86装在输出法兰盘18与第二外壳17相配合端面的环向凹槽内。如此设置，与迷宫式密封结构相配合，有更好的密封效果。

关节力矩的传递过程为：驱动装置4通过齿轮装置5将动力传递给行星减速器6，行星减速器6将力矩传递给皇冠小齿轮65，皇冠小齿轮65通过和皇冠大齿轮66啮合，将力矩传递给皇冠大齿轮66。皇冠大齿轮66通过空心传动轴70把力矩传递给波发生器25，波发生器25通过柔轮23把力矩传递给刚轮24。刚轮24通过小薄壁轴承内环支撑座14再将力矩传递给输出法兰盘18，从而实现了整个关节的力矩输出。

Claims (10)

1.一种空间机械臂模块化关节，它由输入装置(1)、输出装置(2)和电气装置(3)组成；其特征在于所述输入装置(1)由驱动装置(4)、齿轮装置(5)、行星减速器(6)、输入装置外壳(7)和转接法兰盘(8)组成；所述输出装置(2)包括皇冠齿轮装置(90)、空心传动轴装置(9)、谐波减速器(10)、大薄壁轴承(11)、小薄壁轴承(12)、大薄壁轴承内环支撑座(13)、小薄壁轴承内环支撑座(14)、第一外壳(15)、中间连接法兰(16)、第二外壳(17)、输出法兰盘(18)、关节后端盖(19)、套筒(20)、隔离支撑环(21)和调整垫片(22)；所述谐波减速器(10)由柔轮(23)、刚轮(24)和波发生器(25)组成，所述套筒(20)由制成一体的大端套筒(26)和小端套筒(27)组成，所述驱动装置(4)装在输入装置外壳(7)和大端套筒(26)内，输入装置外壳(7)和大端套筒(26)之间的驱动装置(4)上装有转接法兰盘(8)，输入装置外壳(7)、转接法兰盘(8)和第一外壳(15)三者固接，驱动装置(4)的输出端与齿轮装置(5)的输入端传动连接，齿轮装置(5)的输出端与行星减速器(6)的输入端传动连接，行星减速器(6)的输出端与皇冠齿轮装置(90)的输入端传动连接，行星减速器(6)与驱动装置(4)并行装在输入装置外壳(7)内，皇冠齿轮装置(90)的输出端及波发生器(25)与空心传动轴装置(9)传动连接，所述空心传动轴装置(9)套在小端套筒(27)上，套筒(20)装在第一外壳(15)内，第一外壳(15)与柔轮(23)及中间连接法兰(16)固接，中间连接法兰(16)、调整垫片(22)与第二外壳(17)固接，柔轮(23)装在空心传动轴装置(9)上，刚轮(24)装在柔轮(23)上，大薄壁轴承内环支撑座(13)和小薄壁轴承内环支撑座(14)分别设置在刚轮(24)的两侧且三者固接在一起，大薄壁轴承内环支撑座(13)与第二外壳(17)之间装有大薄壁轴承(11)，小薄壁轴承内环支撑座(14)与第二外壳(17)之间装有小薄壁轴承(12)，小薄壁轴承内环支撑座(14)与输出法兰盘(18)固接，小薄壁轴承内环支撑座(14)与小端套筒(27)之间装有隔离支撑环(21)，第二外壳(17)与输出法兰盘(18)相配合端面上靠近外周边处由里至外设有一组环槽(28)和一个第一限位块(29)，输出法兰盘(18)与第二外壳(17)相配合端面上靠近外周边处由里至外设有一组环向槽(30)和一个第二限位块(31)，第二外壳(17)上的一组环槽(28)与输出法兰盘(18)上的一组环向槽(30)插接形成迷宫式密封结构，第二外壳(17)上的第一限位块(29)与输出法兰盘(18)上的第二限位块(31)紧密接触形成机械限位结构，所述电气装置(3)固装在输出装置(2)内，所述关节后端盖(19)与大端套筒(26)的外端面及第一外壳(15)固接。

2.根据权利要求1所述的空间机械臂模块化关节，其特征在于所述驱动装置(4)由直流无刷电机(32)、摩擦式反向制动器(33)、电机套筒(34)和电机套筒盖(35)组成；所述直流无刷电机(32)的输出端与摩擦式反向制动器(33)的输入端传动连接，摩擦式反向制动器(33)的输出端与齿轮装置(5)的输入端传动连接，直流无刷电机(32)和摩擦式反向制动器(33)装在电机套筒(34)内，电机套筒(34)的后端与电机套筒盖(35)螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的空间机械臂模块化关节，其特征在于所述摩擦式反向制动器(33)由轴承垫板(36)、销轴(37)、轴承(38)、销轴板(39)、摩擦片一(40)、摩擦片二(41)、输出齿轮(42)、输出齿轮套(43)、输出齿轮套轴承(44)、制动器第一外壳(45)、制动器第二外壳(46)和制动器第三外壳(47)组成；所述制动器第一外壳(45)、制动器第二外壳(46)和制动器第三外壳(47)依次串接装在电机套筒(34)内，轴承垫板(36)装在制动器第一外壳(45)内，销轴板(39)装在制动器第二外壳(46)和制动器第三外壳(47)之间，轴承垫板(36)和销轴板(39)上对应位置处沿圆周方向均布设有三个销轴孔(48)，轴承垫板(36)和销轴板(39)通过装在三个销轴孔(48)内的三个销轴(37)连接，每个销轴(37)上装有一个轴承(38)，所述轴承(38)装在制动器第二外壳(46)内且位于轴承垫板(36)和销轴板(39)之间，制动器第一外壳(45)设置在直流无刷电机(32)和制动器第二外壳(46)之间，轴承(38)的外环通过制动器第一外壳(45)的外凸台端面轴向定位，销轴板(39)上设有两个凸起的立柱(49)，销轴板(39)的两个凸起的立柱(49)与叠加放置在一起的摩擦片一(40)和摩擦片二(41)上的插槽(50)插接，摩擦片一(40)和摩擦片二(4 1)装在制动器第三外壳(47)内的输出齿轮(42)上且与输出齿轮(42)啮合，输出齿轮套(43)装在输出齿轮(42)上，输出齿轮套(43)与制动器第三外壳(47)之间装有输出齿轮套轴承(44)。

4.根据权利要求3所述的空间机械臂模块化关节，其特征在于所述齿轮装置(5)由齿轮一(51)、齿轮二(52)、径向轴承对一(53)、径向轴承对二(54)、轴承压板一(55)、轴承压板二(56)、齿轮压板一(57)、齿轮压板二(58)、轴用弹性挡圈一(59)、轴用弹性挡圈二(60)、齿轮装置输出轴(61)和齿轮装置盖(62)组成；所述齿轮一(51)装在输出齿轮(42)的输出轴上，齿轮一(51)通过装在输出齿轮(42)输出轴上的齿轮压板一(57)和轴用弹性挡圈一(59)轴向定位，输出齿轮(42)与电机套筒(34)之间装有径向轴承对一(53)，径向轴承对一(53)通过输出齿轮(42)上的轴肩、齿轮一(51)的轴套端面和轴承压板一(55)轴向定位，齿轮一(51)与装在齿轮装置输出轴(61)上的齿轮二(52)啮合，齿轮二(52)通过装在齿轮装置输出轴(61)上的齿轮压板二(58)和轴用弹性挡圈二(60)轴向定位，齿轮装置输出轴(61)与输入装置外壳(7)的内台肩孔之间装有径向轴承对二(54)，径向轴承对二(54)通过齿轮装置输出轴(61)上的轴肩、输入装置外壳(7)的内台肩孔的内台肩端面、齿轮二(52)的轴套端面和轴承压板二(56)轴向定位，齿轮一(51)和齿轮二(52)的外端装有与输入装置外壳(7)连接的齿轮装置盖(62)。

5.根据权利要求4所述的空间机械臂模块化关节，其特征在于所述皇冠齿轮装置(90)由皇冠小齿轮(65)、皇冠大齿轮(66)、径向轴承(67)、轴用弹性挡圈(68)和孔用弹性挡圈(69)组成；所述皇冠小齿轮(65)固装在行星减速器(6)的输出轴上，皇冠小齿轮(65)的输出轴与转接法兰盘(8)的内台肩孔之间装有两个串联的径向轴承(67)，两个径向轴承(67)通过装在其两端的皇冠小齿轮(65)输出轴上的轴用弹性挡圈(68)和孔用弹性挡圈(69)轴向定位，皇冠小齿轮(65)与皇冠大齿轮(66)啮合，皇冠大齿轮(66)装在空心传动轴装置(9)的输入端上。

6.根据权利要求5所述的空间机械臂模块化关节，其特征在于所述空心传动轴装置(9)由空心传动轴(70)、一对空心传动轴轴承(71)、套筒一(72)、套筒二(73)、空心轴承盖(74)、键一(75)、键二(76)、第一轴用弹性挡圈(77)和第二轴用弹性挡圈(78)组成；所述皇冠大齿轮(66)装在空心传动轴(70)的输入端上并通过键一(75)与空心传动轴(70)连接，皇冠大齿轮(66)左端的空心传动轴(70)上的环槽内装有第一轴用弹性挡圈(77)，皇冠大齿轮(66)右端的空心传动轴(70)上装有套筒一(72)，所述空心轴承盖(74)装在第一外壳(15)上，波发生器(25)装在空心传动轴(70)的输出端上并通过键二(76)与空心传动轴(70)连接，波发生器(25)右端的空心传动轴(70)上的环槽内装有第二轴用弹性挡圈(78)，波发生器(25)左端的空心传动轴(70)上装有套筒二(73)，一对空心传动轴轴承(71)分别装在空心传动轴(70)与第一外壳(15)小端的内台肩孔之间，一对空心传动轴轴承(71)通过空心传动轴(70)上的轴肩、套筒一(72)、套筒二(73)，第一外壳(15)小端的内台肩孔端面及空心轴承盖(74)轴向定位，所述柔轮(23)装在空心传动轴(70)上。

7.根据权利要求1所述的空间机械臂模块化关节，其特征在于所述电气装置(3)由转接电路板(79)、霍尔开关和位置传感器组成；所述霍尔开关由磁钢(80)和霍尔敏感元件(81)组成，所述位置传感器由导电环(82)和电刷(83)组成；所述转接电路板(79)固装在大端套筒(26)内，导电环(82)固装在输出法兰盘(18)的背面，电刷(83)固装在第二外壳(17)的凹孔(100)内，且电刷(83)与导电环(82)相接触，磁钢(80)固装在皇冠大齿轮(66)的背面，霍尔敏感元件(81)与磁钢(80)相对设置并固装在第一外壳(15)的大直径内台肩孔(85)的内台肩端面上。

8.根据权利要求6所述的空间机械臂模块化关节，其特征在于所述电机套筒(34)、电机套筒盖(35)、输入装置外壳(7)、转接法兰盘(8)，大薄壁轴承内环支撑座(13)、小薄壁轴承内环支撑座(14)、第一外壳(15)、中间连接法兰(16)、第二外壳(17)、输出法兰盘(18)、关节后端盖(19)、套筒(20)、轴承压板一(55)、轴承压板二(56)、齿轮装置盖(62)、空心传动轴(70)、套筒一(72)、套筒二(73)、空心轴承盖(74)、键一(75)、键二(76)均由钛合金材料制成。

9.根据权利要求1所述的空间机械臂模块化关节，其特征在于所述隔离支撑环(21)由聚四氟乙烯材料制成。

10.根据权利要求1所述的空间机械臂模块化关节，其特征在于所述输出装置(2)还包括毛毡(86)；所述毛毡(86)装在输出法兰盘(18)与第二外壳(17)相配合端面的环向凹槽内。

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