CN108357699B - 一种空间柔性臂末端工具盒压紧及抗辐射防护机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种空间柔性臂末端工具盒压紧及抗辐射防护机构，属于工具盒压紧及抗辐射防护技术领域。本发明中，防辐射盖板通过螺钉与传动轴相连接；位置检测微动开关、轴承座和L型电机座通过螺钉连接在固定基座上；传动轴的左端通过联轴器与驱动电机及减速器组件连接，驱动电机及减速器组件通过隔热垫与L型电机座通过螺栓连接；限位微动开关通过螺钉连接在轴承座上，轴承座上面安装深沟球轴承，传动轴通过左轴承端盖、右轴承端盖以及轴套等定位零件安装在轴承上。本发明能够施加较准确预紧力、装调方便，并且解锁时，无冲击、振动；可以实现末端工具盒的顺利进出及抗辐射防护；可使柔性臂末端不会在较大的惯性力作用下被甩出。
Description
技术领域
本发明涉及一种空间柔性臂末端工具盒压紧及抗辐射防护机构，属于工具盒压紧及抗辐射防护技术领域。
背景技术
全球平均每年发射80-130颗卫星，然而有2-3颗卫星未能正确入轨，而正确入轨的卫星中，又有5-10颗在寿命初期(入轨后前30天)即失效，这导致了巨大的经济损失。例如，我国的鑫诺二号卫星，于2006年10月29日发射升空后，卫星虽然成功定轨，且卫星的测控、姿轨控等分系统均处于良好的状态，然而，由于太阳帆板二次展开和天线展开未能完成，卫星无法正常工作，这颗耗资20亿人民币、设计寿命为15年的卫星随即成了一颗废星。为了尽可能挽回损失，各国正在研究以空间机器人为手段、以卫星维修和生命延长为目的的在轨服务技术。
空间柔性臂是一种有效的在轨维护设备，由于它的灵巧性，它能在有限的操作空间(如钻到狭缝或内腔中)实施其他设备所难以企及的维修任务。空间柔性臂末端一般带有工具盒，用于对故障飞行器进行在轨操作(如拆卸、装配、割断等)。末端工具盒发射前必须压紧，否则，在发射载具的强烈振动、冲击下，其损坏是不可避免的；入轨后，为了完成在轨任务，还需要柔性臂携带工具盒对目标进行操作，这就要求需要具备在轨解锁功能；此外，末端工具盒部分工具对空间外部辐射敏感，在长期辐射的总剂量效应影响下，其性能会迅速衰减，因此，在不执行任务的空闲期，需要对末端工具盒进行防辐射遮挡。综上所述，需要研制一套压紧、解锁及防护机构以实现上述功能。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种空间柔性臂末端工具盒压紧及抗辐射防护机构。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种空间柔性臂末端工具盒压紧及抗辐射防护机构，包括：防辐射盖板、轴承座、传动轴、位置检测微动开关、联轴器、L型电机座、隔热垫、驱动电机及减速器组件、固定基座、左轴承端盖、限位微动开关、右轴承端盖、轴承和熔线解锁装置；
其中，防辐射盖板通过螺钉与传动轴在两个轴承座之间的部分相连接；位置检测微动开关和轴承座通过螺钉连接在固定基座上；传动轴的左端通过联轴器与驱动电机及减速器组件连接，驱动电机及减速器组件通过隔热垫与L型电机座通过螺栓连接，L型电机座通过螺钉与固定基座连接；限位微动开关通过螺钉连接在轴承座上，轴承座上面安装深沟球轴承，传动轴通过左轴承端盖、右轴承端盖以及轴套等定位零件安装在轴承上；
所述熔线解锁装置包括锁紧器、切割器和拉绳；锁紧器通过螺钉与防辐射盖板连接，切割器通过螺钉连接在固定基座上，拉绳一端穿过切割器的电阻丝连接在固定基座上，另一端连接在锁紧器上。
所述机构还包括安装在柔性臂末端且设置在固定基座上的工具盒，以及在固定基座上开有的导引斜面。
所述锁紧器上安装有调节拉力的调节装置。
所述机构作空间防冷焊处理，防辐射盖板和固定基座与工具盒外壳的接触平面镀有MoS2膜。
本发明的有益效果为：
本发明压紧可靠，采用熔线解锁装置作为压紧、解锁工具，其包含锁紧器、拉绳和切割器三个部分，结构简单、能够施加较准确预紧力、装调方便，并且解锁时，无冲击、振动；；
本发明通过驱动电机开合防辐射盖板，既能够实现末端工具盒的顺利进出，也能实现对末端工具盒的抗辐射防护；
本发明通过电机伺服保持，可使柔性臂末端不会在较大的惯性力作用下被甩出，对其他设备造成损坏；
本发明适用于对空间柔性臂锁紧力要求不大且对末端工具有抗辐射防护要求的场合。
附图说明
图1为本发明一种空间柔性臂末端工具盒压紧及抗辐射防护机构的解锁状态结构示意图。
图2为本发明一种空间柔性臂末端工具盒压紧及抗辐射防护机构的锁紧状态结构示意图。
图3为本发明一种空间柔性臂末端工具盒压紧及抗辐射防护机构的电机驱动部分详细结构示意图。
图中的附图标记，1为锁紧器，2为防辐射盖板，3为轴承座，4为传动轴，5为位置检测微动开关，6为联轴器，7为L型电机座，8为隔热垫，9为驱动电机及减速器组件，10为固定基座，11为工具盒，12为柔性臂，13为导引斜面，14为切割器，15为左轴承端盖，16为限位微动开关，17为右轴承端盖，18为拉绳。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1、图2和图3所示，本实施例所涉及的一种空间柔性臂末端工具盒压紧及抗辐射防护机构，包括：防辐射盖板2、轴承座3、传动轴4、位置检测微动开关5、联轴器6、L型电机座7、隔热垫8、驱动电机及减速器组件9、固定基座10、左轴承端盖15、限位微动开关16、右轴承端盖17、轴承和熔线解锁装置；
其中，防辐射盖板2通过螺钉与传动轴4在两个轴承座3之间的部分相连接；位置检测微动开关5和轴承座3通过螺钉连接在固定基座10上；传动轴4的左端通过联轴器6与驱动电机及减速器组件9连接，驱动电机及减速器组件9通过隔热垫8与L型电机座7通过螺栓连接，L型电机座7通过螺钉与固定基座10连接；限位微动开关16通过螺钉连接在轴承座3上，轴承座3上面安装深沟球轴承，传动轴4通过左轴承端盖15、右轴承端盖17以及轴套等定位零件安装在轴承上；
所述熔线解锁装置包括锁紧器1、切割器14和拉绳18；锁紧器1通过螺钉与防辐射盖板2连接，切割器14通过螺钉连接在固定基座10上，拉绳18一端穿过切割器14的电阻丝连接在固定基座10上，另一端连接在锁紧器1上。
所述机构还包括安装在柔性臂12末端且设置在固定基座10上的工具盒11，以及在固定基座10上开有的导引斜面13。
所述锁紧器1上安装有调节拉力的调节装置。
所述机构作空间防冷焊处理，防辐射盖板2和固定基座10与工具盒11外壳的接触平面镀有MoS2膜。
发射前，调节熔线解锁装置的锁紧器1，通过拉绳18对防辐射盖板2施加适当的预紧力，使末端工具盒11压紧在固定基座10上。则该机构即可承受发射时的振动和冲击，使末端工具盒11免受运载火箭的发射载荷损坏。入轨后，由地面发送指令，对熔线解锁装置的切割器14通电，切割器14的电阻丝迅速升温，熔断拉绳18。接下来，驱动电机及减速器组件9，防辐射盖板2在传动轴4的转矩作用下向上旋转，直至触发限位微动开关16，防辐射盖板2完全打开，末端工具盒11实现解锁。执行任务时，柔性臂12携带末端工具盒11从该机构中脱离，实现对目标的在轨操作。完成任务后，柔性臂12需要回归发射时构型，即重新回到该机构中，然后，电机驱动防辐射盖板2，将末端工具盒11遮盖，实现对工具盒11的抗辐射防护。同时，该机构在电机的伺服保持下，有一定的锁紧力，当飞行器以较大加速度进行变轨时，柔性臂12末端不会在惯性力作用下被甩出，对其他设备造成损坏。
实施例1
如图1、图2和图3所示，固定基座10通过螺钉连接在卫星舱板上，切割器14、位置检测微动开关5和轴承座3通过螺钉连接在固定基座10上，限位微动开关16通过螺钉连接在轴承座3上，轴承座3上面安装深沟球轴承，传动轴4通过左轴承端盖15、右轴承端盖17以及轴套等定位零件安装在轴承上。传动轴4在两个轴承座之间的部分通过螺钉与防辐射盖板2连接，传动轴4的左端通过联轴器6与驱动电机及减速器组件9连接。驱动电机及减速器组件9通过隔热垫8与L型电机座7通过螺栓连接，L型电机座7通过螺钉与固定基座10连接。锁紧器1通过螺钉与防辐射盖板2连接。
发射前，将安装在柔性臂12末端的工具盒11置于固定基座10的压紧平面上，此时，工具盒11与柔性臂12末端的连接弧面与固定基座10的型槽相接触，并且位置检测微动开关5能够检测到工具盒11已经安装到位。然后，合拢防辐射盖板2，将拉绳18一端穿过切割器14的电阻丝连接在固定基座10上，另一端连接在锁紧器1上，并通过锁紧器1的预紧调节装置调节拉绳的预紧力。这样，即可实现发射前锁紧柔性臂12末端的工具盒11。
柔性臂12入轨后，给切割器14上电，其上面的电阻丝迅速升温，熔断拉绳18，防辐射盖板2得到释放。驱动电机及减速器组件9，使防辐射盖板2绕传动轴4做旋转运动，直至触发限位微动开关16停止，这样，防辐射盖板2完全打开，柔性臂12即可携带末端工具盒11从固定基座10的型槽中脱离。
柔性臂12完成在轨操作任务后，需要返回固定基座10的型槽内。由于柔性臂12有定位误差，固定基座10开有导引斜面13，这样，柔性臂12在有回归误差的情况下能够滑进型槽内。接下来，驱动电机及减速器组件9，使防辐射盖板2绕传动轴4做反向旋转运动，直至闭合。这样，通过防辐射盖板2的遮挡，即可实现对末端工具盒11的抗辐射防护。
防辐射盖板2和固定基座10均采用硬铝合金，材料轻且具有较高的强度和刚度，但是，由于工具盒11的壳体一般也采用铝合金制造，而且其与防辐射盖板2和固定基座10的接触有一定的压力，因此，采取空间防冷焊措施，在防辐射盖板2和固定基座10与工具盒11外壳的接触平面要镀MoS2膜。
防辐射盖板2及固定基座10的壁厚5mm，具有较强的抗辐射能力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种空间柔性臂末端工具盒压紧及抗辐射防护机构，其特征在于，包括：防辐射盖板(2)、轴承座(3)、传动轴(4)、位置检测微动开关(5)、联轴器(6)、L型电机座(7)、隔热垫(8)、驱动电机及减速器组件(9)、固定基座(10)、左轴承端盖(15)、限位微动开关(16)、右轴承端盖(17)、轴承和熔线解锁装置；
其中，防辐射盖板(2)通过螺钉与传动轴(4)在两个轴承座(3)之间的部分相连接；位置检测微动开关(5)和轴承座(3)通过螺钉连接在固定基座(10)上；传动轴(4)的左端通过联轴器(6)与驱动电机及减速器组件(9)连接，驱动电机及减速器组件(9)通过隔热垫(8)与L型电机座(7)通过螺栓连接，L型电机座(7)通过螺钉与固定基座(10)连接；限位微动开关(16)通过螺钉连接在轴承座(3)上，轴承座(3)上面安装深沟球轴承，传动轴(4)通过左轴承端盖(15)、右轴承端盖(17)以及轴套安装在轴承上；
所述熔线解锁装置包括锁紧器(1)、切割器(14)和拉绳(18)；锁紧器(1)通过螺钉与防辐射盖板(2)连接，切割器(14)通过螺钉连接在固定基座(10)上，拉绳(18)一端穿过切割器(14)的电阻丝连接在固定基座(10)上，另一端连接在锁紧器(1)上；所述锁紧器(1)上安装有调节拉力的调节装置；
还包括安装在柔性臂(12)末端且设置在固定基座(10)上的工具盒(11)，以及在固定基座(10)上开有的导引斜面(13)；
所述机构作空间防冷焊处理，防辐射盖板(2)和固定基座(10)与工具盒(11)外壳的接触平面镀有MoS2膜。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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