CN106516173B - 一种空间机械臂重复锁紧释放机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空间机械臂重复锁紧释放机构，其包括动力发生单元、第一动力传递单元、第二动力传递单元、平动件和执行件，所属动力发生单元用于产生旋转运动；所述第一动力传递单元与所属动力发生单元相连，用于将所属动力力发生单元产生的旋转运动传递给所述第二动力传递单元；所述第二动力传递单元与所述第一动力传递单元相连，用于将所述第一动力传递单元传递来的旋转运动转为平动；所述平动件，与所述第二动力传递单元相连，用于作平行运动；所述执行件，与所述平动件相连，用于在所述平动件做平行运动时进行锁紧与释放动作。这样，该空间机械臂重复锁紧释放机构通过动力发生单元正转和反转，重复实现锁紧与释放动作。

Description

一种空间机械臂重复锁紧释放机构

技术领域

本发明涉及锁紧装置技术领域，尤其涉及一种空间机械臂重复锁紧释放机构。

背景技术

目前国内外对于用以太空环境执行捕获与搬运任务的机械臂锁紧机构都还是基于火工装置，其突出的缺点主要有两个：一个是这种锁紧机构是不可重复的，二是锁紧机构在解锁的过程中会对机械臂带来比较大的冲击。随着太空任务的多样化，亟需一种可对机械臂在天地往返及空间环境中进行多次锁紧与释放并且具有低冲击特性的机构。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种空间机械臂重复锁紧释放机构，其包括动力发生单元、第一动力传递单元、第二动力传递单元、平动件和执行件，其特征在于所属动力发生单元用于产生旋转运动；所述第一动力传递单元与所属动力发生单元相连，用于将所属动力力发生单元产生的旋转运动传递给所述第二动力传递单元；所述第二动力传递单元与所述第一动力传递单元相连，用于将所述第一动力传递单元传递来的旋转运动转为平动；所述平动件，与所述第二动力传递单元相连，用于作平行运动；所述执行件，与所述平动件相连，用于在所述平动件做平行运动时进行锁紧与释放动作。

较佳的，所述动力发生单元是驱动电机，所述驱动电机产生旋转运动。

较佳的，所述第一动力传递单元是一对相互啮合的圆柱齿轮，其中一个圆柱齿轮安装在所述驱动电机的输出轴上，另一个圆柱齿轮把旋转运动传递给所述第二动力传递单元。

较佳的，所述第二动力传递单元是蜗轮和蜗杆，所述第一动力传递单元的另一个圆柱齿轮与所述蜗杆同轴，并把旋转运动传递给所述蜗杆，所述蜗轮与所述蜗杆配合，把旋转运动转为平动。

较佳的，所述平动件是滑动块，所述滑动块与所述蜗轮通过螺纹连接，所述蜗轮带动所述滑动块进行平行运动。

较佳的，所述执行件包括至少两个锁钩,其分别与所述滑动块相连。

较佳的，所述锁钩通过转动轴与所述滑动块相连。

较佳的，在所述转动轴上安装有扭簧，在所述锁钩向外张开时有弹簧力支撑所述锁钩组件。

较佳的，所述第一动力传递单元还可以是皮带和皮带轮或者是链条和链轮。

较佳的，所述第二动力传递单元还可以是齿轮和齿条。

与现有技术相比本发明的有益效果在于：该空间机械臂重复锁紧释放机构通过动力发生单元产生动力，并通过第一动力传递单元将动力发生单元产生的旋转运动传递给第二动力传递单元，通过第二动力传递单元将旋转运动转为平动，通过与第二动力传递单元相连的平动件带动着执行件进行上下运动的同时，完成锁紧与释放动作，动力发生单元通过正转和反转，重复实现锁紧与释放动作。

附图说明

图1为本发明的实施例一的一种空间机械臂重复锁紧释放机构框架图；

图2为本发明的实施例二的一种空间机械臂重复锁紧释放机构释放状态正视图；

图3为本发明的实施例二的一种空间机械臂重复锁紧释放机构A-A位置的剖视图；

图4为本发明的实施例二的一种空间机械臂重复锁紧释放机构B-B位置的剖视图；

图5为本发明的实施例二的一种空间机械臂重复锁紧释放机构的立体图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

图1为一种空间机械臂重复锁紧释放机构，其包括动力发生单元1、第一动力传递单元2、第二动力传递单元3、平动件4、执行件5和壳体6；

动力发生单元1，用于产生旋转运动，并将旋转运动传递给动力传递单元1；

第一动力传递单元2，与动力发生单元1相连，用于将动力发生单元产生的旋转运动传递给第二动力传递单元3；

第二动力传递单元3，与第一动力传递单元2相连，用于将旋转运动转化为平动；

平动件4，与第二动力传递单元3相连，用于在第二动力传递单元3的带动下在壳体内进行平动；

执行件5，与平动件直接相连，在平动件4的带动下执行锁紧与释放动作；

壳体6，动力发生单元1、第一动力传递单元2、第二动力传递单元3、平动件4、执行件5均放置在壳体6内部，执行件5随着平动件4在壳体6内运动，在壳体的作用下向内侧合拢或向外侧打开，进行锁紧或释放。

该种空间机械臂重复锁紧释放机构，可以重复进行锁紧与释放动作，为夹取工件带来方便。

实施例二

如图2至图4所示，是一种空间机械臂重复锁紧释放机构，其包括驱动电机1、传动齿轮组：圆柱齿轮21和圆柱齿轮22、蜗杆31蜗轮32、滑动块4、锁钩51锁钩52和壳体6；驱动电机1输出轴端部与壳体6通过螺钉固连，驱动电机1的转动通过与驱动电机1的输出轴同轴的圆柱齿轮21传递到与之啮合的圆柱齿轮22上，其中圆柱齿轮21传递到圆柱齿轮22分别与其连接轴通过键连接，圆柱齿轮22与蜗杆31通过键连接，蜗杆31分别通过深沟球轴承91、92以及压盖101、102与壳体6连接。蜗轮32分别通过支撑板8、圆锥滚子轴承71和72与壳体6连接，其中支撑板8与壳体6采用的是螺钉固连的方式进行连接。蜗轮32与蜗杆31配合，蜗杆31的转动通过蜗轮蜗杆配合转为蜗轮32的上下运动，这样驱动电机1的转动通过圆柱齿轮21和22传递到蜗杆31上，经过蜗轮32蜗杆31将转动转化为蜗轮32的上下移动，滑动块4通过螺纹与蜗轮32连接，蜗轮32上下运动时带动着滑动块4在壳体6内部上下滑动，锁钩51和52分别通过转轴53和54与滑动块4连接，并在锁钩与滑动块4的连接轴上安装有扭簧，保证锁钩有向外打开的趋势。

本实施例中，动力发生单元对应驱动电机1，第一动力传递单元对应过渡齿轮21和22，第二动力传递单元对应蜗轮32蜗杆31，平动件对应滑动块4，执行件对应为锁钩组件51和52。

工作原理：该空间机械臂重复锁紧释放机构可重复锁紧与释放过程,由驱动电机通过传动齿轮组带动蜗轮蜗杆运动，蜗轮将旋转运动转换成滑动块的直线运动并带动锁钩上下运动，实现锁钩对机械臂的锁紧与释放。

锁紧过程：

图3所示为锁紧释放机构释放机械臂后的状态，锁钩51和52在扭簧的作用下向外侧打开并受到壳体6的约束。当需要对机械臂进行锁紧时，机械臂上与锁钩配合的锁紧杆进入到锁钩的捕获范围后，驱动电机1的输出轴带动与输出轴同轴的圆柱齿轮21转动并通过圆柱齿轮22将旋转运动传递到蜗杆31，蜗杆31转动带动蜗轮32直线移动,与蜗轮32通过螺纹配合的滑动块4随之向下运动。滑动块4向下运动带动锁钩51和52向下运动，由于锁钩受到壳体6的约束在向下运动的同时向内侧合拢从而将机械臂的锁紧杆捕获并带动其向下直线运动，当滑动块4运动到制定位置后，机械臂臂杆被支撑在锁紧释放机构的壳体上，同时锁紧杆被施加足够的预紧力，机械臂被可靠锁紧，锁紧过程结束。

释放过程：

空间机械臂重复锁紧释放机构释放过程是锁紧过程的逆过程。在空间机械臂重复锁紧释放机构锁紧状态下，驱动电机反转，通过空间机械臂重复锁紧释放机构的传动单元组件使得滑动块3直线向上运动并缓慢解除对机械臂锁紧杆的预紧力并推动其向上直线运动，当锁钩在扭簧的作用下向外打开至图3所示状态时，释放过程结束，这时在机械臂锁紧杆拔出路径上没有干涉，锁紧杆可以顺利被拔出。

本实施例通过动力发生单元产生动力，并通过第一动力传递单元将动力发生单元产生的旋转运动传递给第二动力传递单元，通过第二动力传递单元将旋转运动转为平动，通过与第二动力传递单元相连的平动件带动着执行件进行上下运动的同时，完成锁紧与释放动作，动力发生单元通过正转和反转，重复实现锁紧与释放动作。

实施例三

如上所述的空间机械臂重复锁紧释放机构，本实施例与其不同之处在于平动件在壳体内的运动为水平直线运动，这可以通过设置驱动电机的输出轴轴向为竖直向，通过第一动力传动单元传递动力，第二动力传动单元为将旋转运动转为水平直线运动来实现，这样设置可以锁紧竖直放置的机械臂锁紧件。

实施例四

如上所述的空间机械臂重复锁紧释放机构，本实施例与其不同之处在于第一动力传递单元还可以是皮带传动或者链条传动，结构简单，价格便宜。

实施例五

如上所述的空间机械臂重复锁紧释放机构，本实施例与其不同之处在于动力传递单元还可以是齿轮齿条传动，该结构简单，实现容易。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种空间机械臂重复锁紧释放机构，其包括动力发生单元、第一动力传递单元、第二动力传递单元、平动件和执行件，其特征在于，所述动力发生单元用于产生旋转运动；所述第一动力传递单元与所述动力发生单元相连，用于将所述动力力发生单元产生的旋转运动传递给所述第二动力传递单元；所述第二动力传递单元与所述第一动力传递单元相连，用于将所述第一动力传递单元传递来的旋转运动转为平动；所述平动件，与所述第二动力传递单元相连，用于作平行运动；所述执行件，与所述平动件相连，用于在所述平动件做平行运动时进行锁紧与释放动作,所述动力发生单元是驱动电机，所述驱动电机产生旋转运动，所述第一动力传递单元是一对相互啮合的圆柱齿轮，其中一个圆柱齿轮安装在所述驱动电机的输出轴上，另一个圆柱齿轮把旋转运动传递给所述第二动力传递单元，所述第二动力传递单元是蜗轮和蜗杆，所述第一动力传递单元的另一个圆柱齿轮与所述蜗杆同轴，并把旋转运动传递给所述蜗杆，所述蜗轮与所述蜗杆配合，把旋转运动转为平动。

2.根据权利要求1所述的一种空间机械臂重复锁紧释放机构，其特征在于，所述平动件是滑动块，所述滑动块与所述蜗轮通过螺纹连接，所述蜗轮带动所述滑动块进行平行运动。

3.根据权利要求2所述的一种空间机械臂重复锁紧释放机构，其特征在于，所述执行件包括至少两个锁钩,其分别与所述滑动块相连。

4.根据权利要求3所述的一种空间机械臂重复锁紧释放机构，其特征在于，所述锁钩通过转动轴与所述滑动块相连。

5.根据权利要求4所述的一种空间机械臂重复锁紧释放机构，其特征在于，在所述转动轴上安装有扭簧，在所述锁钩向外张开时有弹簧力支撑所述锁钩组件。

6.根据权利要求1所述的一种空间机械臂重复锁紧释放机构，其特征在于，所述第一动力传递单元还可以是皮带和皮带轮或者是链条和链轮。

7.根据权利要求1所述的一种空间机械臂重复锁紧释放机构，其特征在于，所述第二动力传递单元还可以是齿轮和齿条。