一种空间机械臂地面试验重力平衡装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的一种空间机械臂地面试验重力平衡装置，包括随动组件和起吊调节组件，随动组件包括安装支架、连杆、摆臂和力平衡器，安装支架与连杆组成1#随动关节、连杆与摆臂组成2#随动关节，摆臂与力平衡器组成3#随动关节，起吊调节组件包括起吊板、索具螺旋扣和钢丝绳，起吊板的两侧分别设有两个索具螺旋扣，其中一侧索具螺旋扣的一端均设有吊环螺钉，另一侧的索具螺旋扣还均连有钢丝绳，钢丝绳的一端均设有吊环螺钉，力平衡器的上下两端分别与3#随动关节和起吊板连接。本实用新型专利技术具有结构简单、重量轻、随动可靠、吊点可调、平衡力稳定的优点。

A gravity balance device for ground test of space manipulator

The utility model relates to a gravity balancing device for ground test of a space manipulator, which comprises a following assembly and a lifting adjustment assembly. The following assembly comprises a mounting bracket, a connecting rod, a swinging arm and a force balancer. The mounting bracket and a connecting rod constitute a 1 # following joint, a connecting rod and a swinging arm constitute a 2 # following joint, and a swinging arm and a force balancer constitute a 3 # following joint. Joints, lifting adjustment components include lifting plate, cable with screw buckle and wire rope, lifting plate on both sides are respectively equipped with two cable with screw buckles, one end of the cable with screw buckle are equipped with rings screw, the other side of the cable with screw buckle are also connected with wire rope, one end of the wire rope are equipped with rings screw, force balancer The upper and lower ends are respectively connected with the 3# servo joint and the lifting plate. The utility model has the advantages of simple structure, light weight, reliable follow-up, adjustable lifting point and stable balance force.

【技术实现步骤摘要】
一种空间机械臂地面试验重力平衡装置
本技术涉及一种空间机械臂地面试验重力平衡装置，特别涉及一种平面内运动空间机械臂地面试验重力平衡装置。
技术介绍
我国载人航天工程三期空间站工程需使用一种双关节平面内运动的空间机械臂装置，用于完成空间站各舱段的在轨组建。该空间机械臂包括机械臂固定端与机械臂主体两部分，这两部分之间由空间机械臂旋转关节连接。空间机械臂旋转关节动作时机械臂主体相对于机械臂固定端为悬臂结构，在轨动作时处于失重状态，机械臂主体悬臂结构不会影响机械臂旋转关节运动。但在地面试验时，机械臂主体部分受重力作用，给机械臂旋转关节处带来较大弯矩与扭矩，影响机械臂旋转关节的正常运动，甚至对旋转关节造成一定的破坏作用。为解决上述问题，且根据空间机械臂地面试验要求，本技术设计一种结构简单、重量轻、随动可靠、吊点可调、平衡力稳定的一种空间机械臂地面试验重力平衡装置。
技术实现思路
为了解决现有技术的上述问题，本技术提供了一种空间机械臂地面试验重力平衡装置，主要用于某空间机械臂装舱后地面展开试验过程中的重力平衡，一方面消除空间机械臂在展开过程中重力对运动特性的影响，另一方面保护空间机械臂及其安装基体不受异常载荷而被破坏。本技术的技术方案如下：一种空间机械臂地面试验重力平衡装置，包括随动组件和起吊调节组件；所述的随动组件包括安装支架、连杆、摆臂、力平衡器和三个随动关节，所述的安装支架的一端通过所述的随动关节与所述的连杆的一端相连，所述的连杆的另一端通过所述的随动关节与所述的摆臂的一端相连，所述的摆臂的另一端通过所述的随动关节与所述的力平衡器的上端相连；所述的起吊调节组件包括起吊板、索具螺旋扣和钢丝绳，所述的力平衡器的下端与所述的起吊板连接，所述的起吊板的两侧分别设有两个所述的索具螺旋扣，其中一侧所述的索具螺旋扣的一端均设有吊环螺钉，另一侧的所述的索具螺旋扣还均连有所述的钢丝绳，所述的钢丝绳的一端均设有吊环螺钉。优选为，与所述的随动关节和所述的起吊板相连的所述的力平衡器的两上下端均为钩环。优选为，所述的起吊板通过吊环螺钉与所述的索具螺旋扣相连。优选为，所述的起吊板两侧的所述的索具螺旋扣对称的设置。优选为，所述的钢丝绳的两端均折回一部分钢丝绳且在此处上均设有夹紧固定的钢丝绳夹。优选为，所述的钢丝绳的一端通过吊环螺钉与所述的索具螺旋扣相连，所述的钢丝绳的另一端通过卸扣与吊环螺钉相连。优选为，所述的随动关节包括起吊轴、轴承盖、壳体、外套筒、内套筒、第一成对安装角接触球轴承、第二成对安装角接触球轴承、锁止螺钉和预紧垫圈，所述的第一成对安装角接触球轴承、所述的第二成对安装角接触球轴承通过所述的内套筒、所述的锁止螺钉与所述的预紧垫圈安装在所述的起吊轴上，所述的第一成对安装角接触球轴承、所述的第二成对安装角接触球轴承的外圈通过所述的轴承盖与所述的外套筒安装在所述的壳体上，所述起吊轴相对于所述的壳体可作360°旋转运动。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：本技术的一种空间机械臂地面试验重力平衡装置安装完毕后，可在空间机械臂静止状态与展开运动状态下进行重力平衡。空间机械臂旋转关节不动时，本技术的空间机械臂地面试验重力平衡装置处于受力平衡状态，即力平衡器所受拉力等于空间机械臂主体部分重力与起吊调节组件重力和，机械臂旋转关节不承受弯矩与扭矩。空间机械臂旋转关节作展开运动时，机械臂旋转关节驱动力驱动机械臂主体相对机械臂固定端转动，机械臂主体带动起吊调节组件、与力平衡器运动，运动过程中力平衡器的钢索存在一定的偏载，在此偏载的作用下带动随动组件的3个随动关节、摆臂与连杆运动。随动组件运动过程中，力平衡器拉力等于空间机械臂主体部分重力与起吊调节组件重力和，机械臂旋转关节不承受弯矩与扭矩，按照自身的输出特性运动。因此，本技术的一种空间机械臂地面试验重力平衡装置，具有结构简单、重量轻、随动可靠、吊点可调、平衡力稳定等特点。附图说明图1为本技术的一种空间机械臂地面试验重力平衡装置的结构示意图；图2为本技术的一种空间机械臂地面试验重力平衡装置的随动关节剖视图；图3为本技术的一种空间机械臂地面试验重力平衡装置与被平衡空间机械臂安装布局及重力平衡关系示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。应该理解，这些实施例仅用于说明本技术，而不用于限定本技术的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本技术做出的改进和调整，仍属于本技术的保护范围。为了更好的说明本技术，下方结合附图对本技术进行详细的描述。如图1所示，本技术一种空间机械臂地面试验重力平衡装置，包括随动组件和起吊调节组件；所述的随动组件包括安装支架1、连杆2、摆臂3、力平衡器4和三个随动关节10，所述的安装支架1的一端通过所述的随动关节10与所述的连杆2的一端相连，组成1#随动关节，即连杆2相对于安装支架1可作360°旋转运动；所述的连杆2的另一端通过所述的随动关节10与所述的摆臂3的一端相连，组成2#随动关节，即摆臂3相对于连杆2可作360°旋转运动；所述的摆臂3的另一端通过所述的随动关节10与所述的力平衡器4的上端相连，组成3#随动关节，即力平衡器4相对于摆臂3可作360°旋转运动，从而组成了本技术的一种空间机械臂地面试验重力平衡装置的随动组件；所述的起吊调节组件包括起吊板7、索具螺旋扣5和钢丝绳9，所述的力平衡器4的下端与所述的起吊板7连接，所述的起吊板7的两侧分别设有两个所述的索具螺旋扣5，其中一侧所述的索具螺旋扣5的一端均设有吊环螺钉6，另一侧的所述的索具螺旋扣5还均连有所述的钢丝绳9，所述的钢丝绳9的一端均设有吊环螺钉6。因此，本技术一种空间机械臂地面试验重力平衡装置可通过所述的钢丝绳9一端的吊环螺钉6和其中一侧所述的索具螺旋扣5的吊环螺钉6悬挂被平衡的空间机械臂，且因钢丝绳9存在一定的偏载，使得随动组件在运动过程中，力平衡器4拉力等于空间机械臂主体部分重力与起吊调节组件重力和，机械臂旋转关节不承受弯矩与扭矩，按照自身的输出特性运动。具体地，与所述的随动关节10和所述的起吊板7相连的所述的力平衡器4的两上下端均为钩环。四个吊环螺钉6与被平衡的空间机械臂连接，钢丝绳夹8与钢丝绳9组成钢索组件，起吊板7与四个吊环螺钉6之间由四个索具螺旋扣5、钢索组件与卸扣11连接，从而组成本技术的一种空间机械臂地面试验重力平衡装置的起吊调节组件，力平衡器4安装在起吊板7与3#随动关节之间。所述的起吊板7两侧的所述的索具螺旋扣5对称的设置。所述的钢丝绳9的两端均折回一部分钢丝绳且在此处上均设有夹紧固定的钢丝绳夹8。所述的钢丝绳9的一端通过吊环螺钉6与所述的索具螺旋扣5相连，所述的钢丝绳9的另一端通过卸扣11与吊环螺钉6相连。如图2所示的随动关节包括起吊轴101、轴承盖102、壳体103、外套筒104、内套筒105、成对安装角接触球轴承106、成对安装角接触球轴承107、锁止螺钉108、预紧垫圈109，其中安装角接触球轴承106与成对安装角接触球轴承B107内圈通过内套筒105、锁止螺钉108与预紧垫圈109安装在起吊轴101上，成对安装角接触球轴承06与成对安装角接触球轴承107的外圈通过轴承盖102与外套本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间机械臂地面试验重力平衡装置，其特征在于，包括随动组件和起吊调节组件；所述的随动组件包括安装支架、连杆、摆臂、力平衡器和三个随动关节，所述的安装支架的一端通过所述的随动关节与所述的连杆的一端相连，所述的连杆的另一端通过所述的随动关节与所述的摆臂的一端相连，所述的摆臂的另一端通过所述的随动关节与所述的力平衡器的上端相连；所述的起吊调节组件包括起吊板、索具螺旋扣和钢丝绳，所述的力平衡器的下端与所述的起吊板连接，所述的起吊板的两侧分别设有两个所述的索具螺旋扣，其中一侧所述的索具螺旋扣的一端均设有吊环螺钉，另一侧的所述的索具螺旋扣还均连有所述的钢丝绳，所述的钢丝绳的一端均设有吊环螺钉。

【技术特征摘要】
1.一种空间机械臂地面试验重力平衡装置，其特征在于，包括随动组件和起吊调节组件；所述的随动组件包括安装支架、连杆、摆臂、力平衡器和三个随动关节，所述的安装支架的一端通过所述的随动关节与所述的连杆的一端相连，所述的连杆的另一端通过所述的随动关节与所述的摆臂的一端相连，所述的摆臂的另一端通过所述的随动关节与所述的力平衡器的上端相连；所述的起吊调节组件包括起吊板、索具螺旋扣和钢丝绳，所述的力平衡器的下端与所述的起吊板连接，所述的起吊板的两侧分别设有两个所述的索具螺旋扣，其中一侧所述的索具螺旋扣的一端均设有吊环螺钉，另一侧的所述的索具螺旋扣还均连有所述的钢丝绳，所述的钢丝绳的一端均设有吊环螺钉。2.根据权利要求1所述的空间机械臂地面试验重力平衡装置，其特征在于，与所述的随动关节和所述的起吊板相连的所述的力平衡器的两上下端均为钩环。3.根据权利要求1所述的空间机械臂地面试验重力平衡装置，其特征在于，所述的起吊板通过吊环螺钉与所述的索具螺旋扣相连。4.根据权利要求3所述的空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永强，赵蔚，蒋艳超，孙西龙，杨永常，吕雯龙，沈辉，唐杰，陆爱忠，管晨虹，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31