一种可在轨更换的机械臂关节快换接口系统技术方案

一种可在轨更换的机械臂关节快换接口系统，它涉及一种机械臂关节快换接口系统。本发明专利技术目的是为解决空间在轨维护工作中，现有使用的机械臂关节快换接口的电连接器因不具备超行程量缓冲功能而使其承受过载力发生损坏的问题。本发明专利技术中所述容差导向对接装置包括凹本体、与凹本体结构相配合的凸本体，所述凹本体和凸本体之间通过多组锁定定位装置和多组机械连接快拆装置可拆卸连接，所述多组锁定定位装置均匀设置在凹本体和凸本体之间，所述多组机械连接快拆装置均布在凹本体和凸本体之间，所述电气连接装置设置在凹本体和凸本体组成的腔体内；本发明专利技术用于空间在轨维护工作中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及一种可在轨更换的机械臂关节快换接口系统。
技术介绍
大型空间机械臂是空间在轨维护的核心设备，其具有结构复杂、造价昂贵、发射成本高、以及在轨运行时间长的特点。目前国际上在轨的大型空间机械臂有加拿大空间站遥操作机械臂SSRMS与日本实验舱机械臂JEMRMS，这两个机械臂均采用可在轨维护更换设计。为了降低机械臂的维护成本，机械臂在轨维护的关键是替换失效的关节模块，因此设计关节快换接口以便于宇航员快速更换维修。关节快换接口需要保证机械臂的刚度连接，同时需要保证机械的电气的及数据系统的连接。国内生产的有些电连接器不具备超行程量缓冲功能使其在使用时会因承受过载力发生损坏。目前还没有一种实用且能够应用于空间机械臂关节的关节快换接口，存在的缺陷至今没有有效解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可在轨更换的机械臂关节快换接口系统，以解决现有使用的机械臂关节快换接口的电连接器因不具备超行程量缓冲功能而使其承受过载力发生损坏的问题。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是:一种可在轨更换的机械臂关节快换接口系统，它包括容差导向对接装置、电气连接装置、多组锁定定位装置和多组机械连接快拆装置，所述容差导向对接装置包括凹本体、与凹本体结构相配合的凸本体，所述凹本体和凸本体之间通过多组锁定定位装置和多组机械连接快拆装置可拆卸连接，所述多组锁定定位装置均匀设置在凹本体和凸本体之间，所述多组机械连接快拆装置均布在凹本体和凸本体之间，所述电气连接装置设置在凹本体和凸本体组成的腔体内；所述电气连接装置包括电连接器浮动机构和电连接器推送机构，所述电连接器浮动机构安装在凸本体或凹本体内，所述电连接器浮动装置包括电连接器插头、电连接器插头安装板、电连接器限位板、多个浮动安装螺钉I和多组浮动弹簧，所述电连接器插头上安装有电连接器插头安装板，所述电连接器插头安装板的上端面设置有多个浮动安装螺钉I和多组浮动弹簧，所述电连接器插头上还设置有电连接器限位板；所述电连接器推送机构安装在凹本体或凸本体内，所述电连接器推送机构包括电连接器插座、电连接器插座滑块安装板、曲轴、施力轴、底板、稳定弹簧、两个连杆、两个曲柄、两个连杆基座、平键和多组滑柱，所述电连接器插座固定安装在电连接器插座滑块安装板的上端面，电连接器插座滑块安装板的下端面并列设置有连杆基座，所述多组滑柱均竖直设置在底板上，所述电连接器插座滑块安装板滑动连接在多组滑柱上，所述曲轴位于电连接器插座滑块安装板的下方，每个连杆的一端插设在其对应的连杆基座内，每个连杆的另一端连接在曲柄上，每个曲柄通过平键与曲轴相连接，所述曲轴安装在底板上，所述曲轴的一端连接有施力轴，所述曲轴的另一端连接有稳定弹簧；所述电连接器限位板穿过电连接器插头对称安装在电连接器插头安装板上。本专利技术与现有技术相比的有益效果:1、本专利技术是针对电连接器的性能进行拓展，通过添加电连接器浮动机构使电连接器具有具备超行程量缓冲功能，能够实现在空间环境下机械臂关节的高效快速拆卸与安装，并且保证机械与电气的可靠连接，同时保证在加工安装误差下电连接器不会因为过载力而损坏，有效保证了电连接器的正常使用的基本性能及完整性，同时能够延长电连接器的使用寿命。2、针对不具超行程量的电连接器设计了电连接器浮动机构，降低了对电连接器的性能要求。3、针对空间环境设计了便于宇航员作业的功能:本专利技术中的容差导向对接装置为大容差对接结构，机械连接快拆装置为快换拆装结构，锁定定位装置具有位置定位提示作用4、本专利技术设计基于曲柄滑块的电连接器推送机构，将插拔力转换为力矩，有效降低了宇航员操作难度，节省了宇航员操作时间，提高了宇航员的工作效率。5、电连接器推送机构具有限位设计，即电连接器限位板，与现有技术相比，此限位功能由电连接器推送机构本身结构实现，不需要添加额外的限位装置。6、本专利技术中的稳定弹簧有效实现电连接器推送机构的锁紧功能，保证电连接器在振动环境中不脱离。【附图说明】图1为本专利技术中容差导向对接装置、电气连接装置、多组锁定定位装置和多组机械连接快拆装置处于连接状态下三维旋转剖视图；图2为处于对接前状态的凹本体及连接在其上的锁定定位装置、机械连接快拆装置与电气连接装置的部分结构连接关系的三维结构示意图；图3为处于对接前状态的凸本体及连接在其上的锁定定位装置、机械连接快拆装置与电气连接装置的部分结构连接关系的三维结构示意图；图4为锁定定位装置的局部剖视图；图5为机械连接快拆装置的三维旋转剖视图；图6为电气连接装置处于连接前的三维图；图7为电气连接装置处于连接后的三维图；图8为电气连接装置中的电连接器推送机构的剖视图。【具体实施方式】【具体实施方式】一:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8说明本实施方式，本实施方式包括容差导向对接装置、电气连接装置、多组锁定定位装置和多组机械连接快拆装置，所述容差导向对接装置包括凹本体1-1和凸本体1-2，凹本体1-1的结构与凸本体1-2的结构配合设置，所述凹本体1-1和凸本体1-2之间通过多组锁定定位装置和多组机械连接快拆装置可拆卸连接，所述多组锁定定位装置均匀设置在凹本体1-1和凸本体1-2之间，所述多组机械连接快拆装置均布在凹本体1-1和凸本体1-2之间，所述电气连接装置设置在凹本体1-1和凸本体1-2组成的腔体内；所述电气连接装置包括电连接器浮动机构和电连接器推送机构，所述电连接器浮动机构安装在凸本体1-2或凹本体1-1内，所述电连接器浮动装置包括电连接器插头4-1、电连接器插头安装板4-3、电连接器限位板4-11、多个浮动安装螺钉I 4-8和多组浮动弹簧4-4，所述电连接器插头4-1上安装有电连接器插头安装板4-3，所述电连接器插头安装板4-3的上端面设置有多个浮动安装螺钉I 4-8和多组浮动弹簧4-4，所述电连接器插头4-1上还设置有电连接器限位板4-11 ;所述电连接器推送机构安装在凹本体1-1或凸本体1-2内，所述电连接器推送机构包括电连接器插座4-12、电连接器插座滑块安装板4-16、曲轴4-26、施力轴4-19、底板4-32、稳定弹簧4_30、两个连杆4_23、两个曲柄4_22、两个连杆基座4-28、平键4-36和多组滑柱4-17，所述电连接器插座4_12固定安装在电连接器插座滑块安装板4-16的上端面，电连接器插座滑块安装板4-16的下端面并列设置有连杆基座4-28，所述多组滑柱4-17均竖直设置在底板4-32上，所述电连接器插座滑块安装板4_16滑动连接在多组滑柱4-17上，所述曲轴4-26位于电连接器插座滑块安装板4-16的下方，每个连杆4-23的一端插设在其对应的连杆基座4-28内，每个连杆4-23的另一端连接在曲柄4-22上，每个曲柄4-22通过平键4-36与曲轴4_26相连接，所述曲轴4_26安装在底板4-32上，所述曲轴4-26的一端连接有施力轴4-19，所述曲轴4_26的另一端连接有稳定弹簧4-30 ;所述电连接器限位板4-11穿过电连接器插头4-1对称安装在电连接器插头安装板4-3上。本实施方式中电连接器限位板4-11由两个条状板体组成。所述稳定弹簧4-30通过紧固螺钉II 4-29连接在曲轴4-26上，同时通过紧固螺钉III4-31连接在安装块4-33本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可在轨更换的机械臂关节快换接口系统，其特征在于：它包括容差导向对接装置、电气连接装置、多组锁定定位装置和多组机械连接快拆装置，所述容差导向对接装置包括凹本体(1‑1)、与凹本体(1‑1)结构相配合的凸本体(1‑2)，所述凹本体(1‑1)和凸本体(1‑2)之间通过多组锁定定位装置和多组机械连接快拆装置可拆卸连接，所述多组锁定定位装置均匀设置在凹本体(1‑1)和凸本体(1‑2)之间，所述多组机械连接快拆装置均布在凹本体(1‑1)和凸本体(1‑2)之间，所述电气连接装置设置在凹本体(1‑1)和凸本体(1‑2)组成的腔体内；所述电气连接装置包括电连接器浮动机构和电连接器推送机构，所述电连接器浮动机构安装在凸本体(1‑2)或凹本体(1‑1)内，所述电连接器浮动装置包括电连接器插头(4‑1)、电连接器插头安装板(4‑3)、电连接器限位板(4‑11)、多个浮动安装螺钉Ⅰ(4‑8)和多组浮动弹簧(4‑4)，所述电连接器插头(4‑1)上安装有电连接器插头安装板(4‑3)，所述电连接器插头安装板(4‑3)的上端面设置有多个浮动安装螺钉Ⅰ(4‑8)和多组浮动弹簧(4‑4)，所述电连接器插头(4‑1)上还设置有电连接器限位板(4‑11)；所述电连接器推送机构安装在凹本体(1‑1)或凸本体(1‑2)内，所述电连接器推送机构包括电连接器插座(4‑12)、电连接器插座滑块安装板(4‑16)、曲轴(4‑26)、施力轴(4‑19)、底板(4‑32)、稳定弹簧(4‑30)、两个连杆(4‑23)、两个曲柄(4‑22)、两个连杆基座(4‑28)、平键(4‑36)和多组滑柱(4‑17)，所述电连接器插座(4‑12)固定安装在电连接器插座滑块安装板(4‑16)的上端面，电连接器插座滑块安装板(4‑16)的下端面并列设置有连杆基座(4‑28)，所述多组滑柱(4‑17)均竖直设置在底板(4‑32)上，所述电连接器插座滑块安装板(4‑16)滑动连接在多组滑柱(4‑17)上，所述曲轴(4‑26)位于电连接器插座滑块安装板(4‑16)的下方，每个连杆(4‑23)的一端插设在其对应的连杆基座(4‑28)内，每个连杆(4‑23)的另一端连接在曲柄(4‑22)上，每个曲柄(4‑22)通过平键(4‑36)与曲轴(4‑26)相连接，所述曲轴(4‑26)安装在底板(4‑32)上，所述曲轴(4‑26)的一端连接有施力轴(4‑19)，所述曲轴(4‑26)的另一端连接有稳定弹簧(4‑30)；所述电连接器限位板(4‑11)穿过电连接器插头(4‑1)对称安装在电连接器插头安装板(4‑3)上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史士财，何阳，王达，李荣，刘业超，刘宏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23