适应月面环境的机器人化全景相机转台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种转台，特别涉及一种适应月面环境的机器人化全景相机转台。包括俯仰关节、方位关节、基连杆、火工锁紧单元及相机安装板，其中方位关节的一端与基连杆连接，另一端与俯仰关节的一端连接，俯仰关节的另一端与相机安装板连接，火工锁紧单元与方位关节和相机安装板连接。本实用新型专利技术的全景相机转台应用于月面及深空探测，和高、低温、真空、月尘、辐射等恶劣工况环境，为相机等功能载荷提供二维协同自由转动功能。

【技术实现步骤摘要】
适应月面环境的机器人化全景相机转台
本技术涉及一种转台，特别涉及一种适应月面环境的机器人化全景相机转台。
技术介绍
现有相机作为功能件的二维转动机构多采用地平式二维转动机构，包括在月面上使用的相机转台、对地监测设备转台等，受机构构造限制，大多搭载一台相机，不能实现全景立体成像，机构转动不够灵活，相机可视范围局限。并且转台要在月面工作，需克服火箭发射时振动、冲击，以及月面严酷的高低温环境条件。现有深空探测类二维转动机构为了降低振动带来的危害，选择将机构固定在星体上，工作时再将二维转动机构展开释放出去，如此将增加一个转动单元，势必使得机构整体复杂程度增加、重量等资源增加，不符合航天重量轻、功耗小的要求。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的在于提供一种适应月面环境的机器人化全景相机转台，以解决传统二维转动机构搭载一台相机，可视范围局限等问题。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种适应月面环境的机器人化全景相机转台，包括俯仰关节、方位关节、基连杆、火工锁紧单元及相机安装板，其中方位关节的一端与基连杆连接，另一端与俯仰关节的一端连接，所述俯仰关节的另一端与相机安装板连接，所述火工锁紧单元与方位关节和相机安装板连接。所述俯仰关节轴线和相机安装板平行，所述俯仰关节和方位关节的轴线垂直。所述俯仰关节和方位关节的结构相同，均包括关节外壳、输出连杆、电机、减速器及输出法兰，其中输出连杆套设于所述关节外壳的外侧、且与所述关节外壳转动连接，所述电机和减速器设置于关节外壳内、且减速器的输出轴由所述关节外壳内伸出与输出法兰连接，所述输出法兰与所述输出连杆连接。所述关节外壳的两端分别设有方位关节端盖和俯仰关节端盖，所述方位关节端盖与所述电机相对应、且与所述关节外壳连接，所述俯仰关节端盖与所述减速器相对应、且与所述输出连杆连接。所述电机的相对两侧分别设有一行程开关，所述行程开关的触头伸出在所述输出连杆与所述关节外壳之间的转动界面上，所述输出连杆的内壁上设有一行程开关触头，所述输出连杆正反向转动至极限位置时，通过行程开关触头触发所述行程开关。所述关节外壳和所述输出连杆均为中空的L型结构。所述火工锁紧单元包括火工品、火工锁紧杆、锁紧螺母及螺杆，其中火工品设置于所述方位关节上，所述火工锁紧杆的一端通过螺杆与火工品连接、且通过锁紧螺母锁紧，所述火工锁紧杆的另一端与所述俯仰关节上的相机安装板连接，从而实现有效载荷的锁紧。所述火工锁紧杆的一端设有空腔，所述空腔内设有火工防冲击件，所述螺杆穿过所述火工防冲击件与所述火工品的方形接口连接。所述火工防冲击件为采用铝质材料制成的塔型结构。所述螺杆上连接有防止所述锁紧螺母转动的螺母防松件。本技术的优点及有益效果是：1.本技术的全景相机转台应用于月面及深空探测，和高低温恶劣环境，为相机等功能载荷提供二维协同自由转动功能。2.技术适用于空间任务环境的通用性、模块化活动关节，根据任务的不同，可快速设计不同的接口，然后组装成需要的自由度机械臂。3.本技术中选用的是火工品通电后，其内部的火药被引爆，产生高压气体，剪断安全销，火工品下方的螺杆会飞出，实现有效载荷的释放；本技术通过火工防冲击件飞出的螺杆得到减速，最终会挂在火工锁紧杆上，不会飞出影响其他的设备。附图说明图1为本技术的结构示意图之一；图2为本技术的结构示意图之二；图3为本技术中俯仰关节和方位关节的结构示意图；图4为本技术中俯仰关节和方位关节的纵向剖视图之一；图5为本技术中俯仰关节和方位关节的纵向剖视图之二；图6为本技术中俯仰关节和方位关节的横向剖视图；图7为本技术中俯仰关节和方位关节的关节外壳的结构示意图；图8为本技术中俯仰关节和方位关节的输出连杆的结构示意图；图9为本技术中火工锁紧单元的结构示意图；图10为本技术中火工锁紧单元的内部结构示意图；图11为本技术中火工锁紧单元处于释放状态的结构示意图之一；图12为本技术中火工锁紧单元处于释放状态的结构示意图之二。图中：1为火工品，2为火工锁紧杆，3为火工防冲击件，4为锁紧螺母，5为螺母防松件，6为关节外壳，7为输出连杆，8为电机，9为减速器，10为轴承，11为输出法兰，12为轴承端盖，13为方位关节端盖，14为输出螺钉，15为行程开关，16为行程开关触头，17为公头，18为母头，19为俯仰关节端盖，20为俯仰关节，21为方位关节，22为基连杆，23为火工锁紧单元，24为相机安装板，25为螺杆，26为螺钉。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。如图1-2所示，本技术提供的一种适应月面环境的机器人化全景相机转台，包括俯仰关节20、方位关节21、基连杆22、火工锁紧单元23及相机安装板24，其中方位关节21的一端与基连杆22连接，另一端与俯仰关节20的一端连接，俯仰关节20的另一端与相机安装板24连接，火工锁紧单元23与方位关节21和相机安装板24连接。俯仰关节20轴线和相机安装板24平行，俯仰关节20和方位关节21的轴线垂直，方位关节21负责方位水平方向转动，俯仰关节20负责俯仰竖直方向转动，两关节是转台设备的核心部件。如图3-6所示，俯仰关节20和方位关节21的结构相同，均包括关节外壳6、输出连杆7、旋转驱动装置及输出法兰11，其中输出连杆7套设于关节外壳6的外侧、且与关节外壳6转动连接，旋转驱动装置设置于关节外壳6内、且通过输出法兰11与输出连杆7连接。旋转驱动装置包括电机8和减速器9，其中电机8的输出轴与减速器9的输入轴连接，减速机9的输出轴由关节外壳1内伸出、且与输出法兰11连接。关节外壳6的内部为阶梯结构，减速器9和电机8通过螺栓固定在关节外壳6内、且通过内止口轴向限位。关节外壳1的两端分别设有方位关节端盖13和俯仰关节端盖19，方位关节端盖13与电机8相对应、且与关节外壳1连接，俯仰关节端盖19与减速器9相对应、且与输出连杆7连接。电机8的相对两侧分别设有一行程开关15，行程开关15的触头伸出在输出连杆7与关节外壳6之间的转动界面上，输出连杆7的内壁上设有一行程开关触头16，输出连杆7正反向转动至极限位置时，通过行程开关触头16触发行程开关15，起到保护的作用。考虑到月面的高温环境，以及电机8自身产生的热量，在关节表面镀有KS-Z热控涂层，已达到控温的目的。进一步地，关节外壳6和输出连杆7均为中空的L型结构，输出连杆7的外径与关节外壳6的外径相等。输出连杆7的一端通过轴承10与关节外壳6的一端连接、且通过关节外壳6上的轴肩轴向限位。关节外壳6和输出连杆7的另一端内壁上分别设有公头17和母头18，如图7-8所示。轴承10为角接触球轴承，两个角接触球轴承与输出连杆7一起套入关节外壳6外侧，两轴承10“面对面”安装。小轴承内圈用轴承端盖12进行固定，轴承端盖12用螺钉固定在关节外壳6上。输出法兰11中间的D型孔与减速器的输出轴进行配合，中间并用输出螺钉14进行连接，起到消除D型孔运动间隙的目的；输出法兰11通过螺钉与输出连杆7相连接，传递转动力矩。轴承10选用一对角接触球轴承，采用“面对面”安装，以保证关节在发射过程中可以承受本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适应月面环境的机器人化全景相机转台，其特征在于，包括俯仰关节(20)、方位关节(21)、基连杆(22)、火工锁紧单元(23)及相机安装板(24)，其中方位关节(21)的一端与基连杆(22)连接，另一端与俯仰关节(20)的一端连接，所述俯仰关节(20)的另一端与相机安装板(24)连接，所述火工锁紧单元(23)与方位关节(21)和相机安装板(24)连接。

【技术特征摘要】
1.一种适应月面环境的机器人化全景相机转台，其特征在于，包括俯仰关节(20)、方位关节(21)、基连杆(22)、火工锁紧单元(23)及相机安装板(24)，其中方位关节(21)的一端与基连杆(22)连接，另一端与俯仰关节(20)的一端连接，所述俯仰关节(20)的另一端与相机安装板(24)连接，所述火工锁紧单元(23)与方位关节(21)和相机安装板(24)连接。2.根据权利要求1所述的适应月面环境的机器人化全景相机转台，其特征在于，所述俯仰关节(20)轴线和相机安装板(24)平行，所述俯仰关节(20)和方位关节(21)的轴线垂直。3.根据权利要求1所述的适应月面环境的机器人化全景相机转台，其特征在于，所述俯仰关节(20)和方位关节(21)的结构相同，均包括关节外壳(6)、输出连杆(7)、电机(8)、减速器(9)及输出法兰(11)，其中输出连杆(7)套设于所述关节外壳(6)的外侧、且与所述关节外壳(6)转动连接，所述电机(8)和减速器(9)设置于关节外壳(6)内、且减速器(9)的输出轴由所述关节外壳(6)内伸出与输出法兰(11)连接，所述输出法兰(11)与所述输出连杆(7)连接。4.根据权利要求3所述的适应月面环境的机器人化全景相机转台，其特征在于，所述关节外壳(6)的两端分别设有方位关节端盖(13)和俯仰关节端盖(19)，所述方位关节端盖(13)与所述电机(8)相对应、且与所述关节外壳(6)连接，所述俯仰关节端盖(19)与所述减速器(9)相对应、且与所述输出连杆(7)连接。5.根据权利要求3所述的适应月面环境的机...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚海里，王洪君，刘玉旺，骆海涛，肖磊，江勇，金博丕，李正，杨晟萱，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21