本发明专利技术涉及一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，属于空间驱动机构集成装配与测试领域；支撑座、第一移动模块、第二移动模块、第三移动模块、关节外壳、连接母组件和连接公组件；第二移动模块设置在支撑座的上表面的中部位置；第一移动模块设置在支撑座的上表面，且位于第二移动模块的一侧；第三移动模块设置在支撑座的上表面，且位于第二移动模块的另一侧；所述关节外壳为中空长方体壳体结构；关节外壳轴向竖直悬吊固定在外部壁挂机构上；连接母组件安装在关节外壳的外壁侧面上；连接公组件安装在关节外壳的底部；本发明专利技术实现了大型空间机械臂关节零位位置的快速测量及标定，提高了关节零位位置的标定效率及标定精度。
A zero position calibration device of large space manipulator
【技术实现步骤摘要】
一种大型空间机械臂关节的零位标定装置
本专利技术属于空间驱动机构集成装配与测试领域，涉及一种大型空间机械臂关节的零位标定装置。
技术介绍
机械臂关节是空间机械臂的核心部件，是机械臂灵活运动，实现各项运动功能的基础，是保证机械臂运动精度、连接刚度、输出力矩等各项功能和性能指标的关键。关节为机械臂提供机械和电气同步快速连接、电缆传输等辅助功能。关节具有输出力矩大、输出精度高和机电热一体化等特点，为典型的多级行星减速机构。关节结构上主要由电机组件、关节驱动传动系统、旋转变压器、控制器、电源模块、快速连接装置、热控组件、电缆组件等组成。空间机械臂整臂装配过程中，关节对外连接采用标准的快速连接装置，快速连接装置包括快速连接公组件和快速连接母组件，其中快速连接母上包含六个可膨胀螺栓，用于连接固定快速连接装置。为保证机械臂整臂装配过程中各部组件快速、精确连接，关节输出端及固定端均具有唯一的零位位置且零位位置精度要求较高。为保证关节零位位置满足要求，需要在关节装配过程中对零位位置进行标定。目前，关节驱动机构零位标定主要采用人工测量—调整—测量反复迭代的方式进行，标定效率低下且无法保证标定精度。为适应关节驱动机构零位位置的快速、精确标定需求，需要开发一种新的零位标定装置并给出零位位置解算的精确算法。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，实现了大型空间机械臂关节零位位置的快速测量及标定，提高了关节零位位置的标定效率及标定精度。本专利技术解决技术的方案是：一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，包括支撑座、第一移动模块、第二移动模块、第三移动模块、关节外壳、连接母组件和连接公组件；其中，支撑座为水平放置的板状结构；第二移动模块设置在支撑座的上表面的中部位置；第一移动模块设置在支撑座的上表面，且位于第二移动模块的一侧；第三移动模块设置在支撑座的上表面，且位于第二移动模块的另一侧；第一移动模块、第二移动模块和第三移动模块均实现相对支撑座沿x方向和y方向平移运动；所述关节外壳为中空长方体壳体结构；关节外壳轴向竖直悬吊固定在外部壁挂机构上；连接母组件安装在关节外壳的外壁侧面上；连接公组件安装在关节外壳的底部。在上述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，所述连接母组件和连接公组件均为环状结构；连接母组件轴向水平放置；连接公组件轴向竖直放置；连接母组件的环边侧壁设置有第一定位孔；连接公组件的环边侧壁设置有第二定位孔。在上述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，所述第一移动模块包括第一立板、第一固定轴和第一定位轴；第一立板轴向竖直放置在支撑座上表面；第一固定轴设置在第一立板的内侧壁，且第一固定轴轴向垂直第一立板板面；第一定位轴设置在第一立板的外侧壁，且第一定位轴轴向垂直第一立板板面。在上述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，所述第二移动模块包括第二立板和第二定位轴；其中，第二立板竖直放置支撑座上表面；第二固定轴设置在第二立板的顶端；且第二定位轴轴向垂直第二立板板面。在上述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，所述第三移动模块包括第三立板和第二固定轴；第三立板竖直放置支撑座上表面；第二固定轴设置在第三立板的轴向顶端；且第二固定轴的轴向垂直第三立板板面。在上述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，所述关节外壳的外壁设置有第一固定孔和第二固定孔；第一固定孔与第二固定孔位于关节外壳同一外壁侧面上；且该侧面与安装连接母组件的侧面相邻；第一固定孔设置在该侧面的左下角处；第二固定孔设置在该侧面的右上角处。在上述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，所述零位标定装置的标定过程为：在关节外壳的侧面初始安装连接母组件；在关节外壳的底面初始安装连接公组件；将支撑座移动至关节外壳侧壁处；调整第一立板位置，实现第一固定轴伸入关节外壳侧壁的第一固定孔；调整第三立板位置，实现第二固定轴伸入关节外壳侧壁的第二固定孔；实现相对位置的限定；此时第一定位轴沿径向指向连接母组件的中心，沿周向微转连接母组件，直至第一定位轴伸入连接母组件环边侧壁的第一定位孔；实现连接母组件的零位标定；同时第二定位轴沿径向指向连接公组件环边侧壁的第二定位孔；沿周向微转连接公组件，直至第二定位轴伸入第二定位孔，实现连接公组件的零位标定。在上述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，所述第一固定轴与第一定位轴的相对位置关系预先设定完成，当第一固定轴对准第一固定孔时，第一定位轴实现对准连接母组件零位标定中心。在上述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，所述第二定位轴与第一定位轴的相对位置关系预先设定完成，当第一固定轴对准第一固定孔时，第二定位轴实现对准连接公组件零位标定中心。在上述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，所述零位标定装置的标定精度优于0.005°本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)本专利技术解决了大型空间机械臂关节零位标定精度及效率低下的难题，通过零位标定装置实现关节输出端及固定端零位的快速标定，通过测量基准识别并结合基准转换及算法自定义将关节零位偏差等效转换为可以直接实施测量的特征量实现关节零位位置的高精度测量、解算；(2)本专利技术预先设定了第一固定轴与第一定位轴的相对位置关系以及第二定位轴与第一定位轴的相对位置关；实现当第一固定轴对准第一固定孔时，第一定位轴实现对准连接母组件零位标定中心；第二定位轴实现对准连接公组件零位标定中心；实现关节输出端及固定端零位位置的高精度、快速标定。附图说明图1为本专利技术支撑座和3个移动模块示意图；图2为本专利技术关节外壳与2个连接组件示意图；图3为本专利技术零位标定过程示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。本专利技术提供一种大型空间机械臂关节的零位标定方法及装置，实现大型空间机械臂关节零位位置的快速测量及标定。旨在提高关节零位位置的标定效率及标定精度。如图1所示，零位标定装置，主要包括支撑座1、第一移动模块2、第二移动模块3、第三移动模块4、关节外壳5、连接母组件6和连接公组件7；其中，支撑座1为水平放置的板状结构；第二移动模块3设置在支撑座1的上表面的中部位置；第一移动模块2设置在支撑座1的上表面，且位于第二移动模块3的一侧；第三移动模块4设置在支撑座1的上表面，且位于第二移动模块3的另一侧；第一移动模块2、第二移动模块3和第三移动模块4均实现相对支撑座1沿x方向和y方向平移运动；所述关节外壳5为中空长方体壳体结构；关节外壳5轴向竖直悬吊固定在外部壁挂机构上；连接母组件6安装在关节外壳5的外壁侧面上；连接公组件7安装在关节外壳5的底部，如图2所示。第一移动模块2包括第一立板21、第一固定轴22和第一定位轴23；第一立板21轴向竖直放置在支撑座1上表面；第一固定轴22设置在第一立板21的内侧壁，且第一固定轴22轴向垂直第一立板21板面；第一定位轴23设置在第一立板21的外侧壁，且第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，其特征在于：包括支撑座(1)、第一移动模块(2)、第二移动模块(3)、第三移动模块(4)、关节外壳(5)、连接母组件(6)和连接公组件(7)；其中，支撑座(1)为水平放置的板状结构；第二移动模块(3)设置在支撑座(1)的上表面的中部位置；第一移动模块(2)设置在支撑座(1)的上表面，且位于第二移动模块(3)的一侧；第三移动模块(4)设置在支撑座(1)的上表面，且位于第二移动模块(3)的另一侧；第一移动模块(2)、第二移动模块(3)和第三移动模块(4)均实现相对支撑座(1)沿x方向和y方向平移运动；所述关节外壳(5)为中空长方体壳体结构；关节外壳(5)轴向竖直悬吊固定在外部壁挂机构上；连接母组件(6)安装在关节外壳(5)的外壁侧面上；连接公组件(7)安装在关节外壳(5)的底部。/n
【技术特征摘要】
1.一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，其特征在于：包括支撑座(1)、第一移动模块(2)、第二移动模块(3)、第三移动模块(4)、关节外壳(5)、连接母组件(6)和连接公组件(7)；其中，支撑座(1)为水平放置的板状结构；第二移动模块(3)设置在支撑座(1)的上表面的中部位置；第一移动模块(2)设置在支撑座(1)的上表面，且位于第二移动模块(3)的一侧；第三移动模块(4)设置在支撑座(1)的上表面，且位于第二移动模块(3)的另一侧；第一移动模块(2)、第二移动模块(3)和第三移动模块(4)均实现相对支撑座(1)沿x方向和y方向平移运动；所述关节外壳(5)为中空长方体壳体结构；关节外壳(5)轴向竖直悬吊固定在外部壁挂机构上；连接母组件(6)安装在关节外壳(5)的外壁侧面上；连接公组件(7)安装在关节外壳(5)的底部。
2.根据权利要求1所述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，其特征在于：所述连接母组件(6)和连接公组件(7)均为环状结构；连接母组件(6)轴向水平放置；连接公组件(7)轴向竖直放置；连接母组件(6)的环边侧壁设置有第一定位孔；连接公组件(7)的环边侧壁设置有第二定位孔。
3.根据权利要求2所述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，其特征在于：所述第一移动模块(2)包括第一立板(21)、第一固定轴(22)和第一定位轴(23)；第一立板(21)轴向竖直放置在支撑座(1)上表面；第一固定轴(22)设置在第一立板(21)的内侧壁，且第一固定轴(22)轴向垂直第一立板(21)板面；第一定位轴(23)设置在第一立板(21)的外侧壁，且第一定位轴(23)轴向垂直第一立板(21)板面。
4.根据权利要求3所述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，其特征在于：所述第二移动模块(3)包括第二立板(31)和第二定位轴(32)；其中，第二立板(31)竖直放置支撑座(1)上表面；第二固定轴(32)设置在第二立板(31)的顶端；且第二定位轴(32)轴向垂直第二立板(31)板面。
5.根据权利要求4所述的一种大型空间机械臂关节的零位标定装置，其特征在于：所述第三移动模块(4)包括第三立板(41)和第二固定轴(42)；第三立板...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩建超，张加波，刘博，王凯，李云，高鹏，汪龙，赵帆，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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