摩擦轮驱动的空间移动平台制造技术

本实用新型专利技术涉及载人航天空间站设备，特别涉及一种摩擦轮驱动的空间移动平台。包括圆弧轨道及设置于圆弧轨道上的移动平台；移动平台包括基座及平行设置于基座上的上驱动组件和下驱动组件，上驱动组件和下驱动组件分别压紧在圆弧轨道的上、下侧，上驱动组件和下驱动组件通过反向运动产生的反作用摩擦力推动移动平台向前或向后运动。本实用新型专利技术作为舱外机械臂的移动基座，采用摩擦轮驱动方式，可实现零间隙传动，使机械臂具备高精度位置控制能力，并且加工制造简单，也便于实现轻量化设计。也便于实现轻量化设计。也便于实现轻量化设计。

【技术实现步骤摘要】
摩擦轮驱动的空间移动平台


[0001]本技术涉及载人航天空间站设备，特别涉及一种摩擦轮驱动的空间移动平台。

技术介绍

[0002]随着人类空间探索活动逐步向深空拓展，空间机器人技术也得到了长足发展，空间机器人现在已应用于载人空间站在轨组装与维护、卫星操控、月球表面与火星表面采样以及小行星探测等领域。在载人空间站的应用中，为了覆盖整个舱外空间，通常要求机器人具备移动能力。国际空间站上的舱外机器人移动服务系统(Mobile Servicing System,MSS)主要作用是在舱外执行空间站组装、设备维护、辅助航天员出舱等任务，由三个部分组成，即移动基座系统(Mobile Remote Servicer Base System,MBS)、空间站遥控机械臂系统(Space Station Remote Manipulator System,SSRMS)以及专用灵巧机械手(Special Purpose Dexterous Manipulator,SPDM)，其中SSRMS 为七自由度机械臂，安装于MBS上，而MBS为直线运动平台。SSRMS有两种移动方法，第一种即依靠MBS的直线运动，第二种是SSRMS的两端接口相同，可在空间站舱外进行爬行。我国在建的载人空间站配置的舱外机械臂包括核心舱机械臂与实验舱机械臂，均能依靠机械臂两端接口在空间站舱外进行爬行。
[0003]依靠爬行技术进行的舱外机械臂移动操作，可能面临的问题是：首先是电气连接需要不断地进行切换，容易造成接触不良或损坏，其次是爬行移动不能实现连续位置可达。空间站舱段近似为圆柱形，为实现舱外机械臂的连续可达移动，急需一种可沿布置在舱段端部的圆弧轨道进行移动的移动平台，作为机械臂的基座。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本技术的目的在于提供一种摩擦轮驱动的空间移动平台，该空间移动平台作为空间站舱外机械臂的移动基座，以实现机械臂作圆弧轨道式运动的需求。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]一种摩擦轮驱动的空间移动平台，包括圆弧轨道及设置于所述圆弧轨道上的移动平台；
[0007]所述移动平台包括基座及平行设置于基座上的上驱动组件和下驱动组件，所述上驱动组件和所述下驱动组件分别压紧在所述圆弧轨道的上、下侧，所述上驱动组件和所述下驱动组件通过反向运动产生的反作用摩擦力推动所述移动平台向前或向后运动。
[0008]所述圆弧轨道包括平行设置的右圆弧轨道和左圆弧轨道，所述上驱动组件的两端分别与所述右圆弧轨道和所述左圆弧轨道的上侧抵接；
[0009]所述下驱动组件的两端分别与所述右圆弧轨道和所述左圆弧轨道的下侧抵接；
[0010]所述上驱动组件和所述下驱动组件通过连接组件连接。
[0011]所述连接组件包括螺杆、上弹簧、下弹簧及螺母，其中螺杆贯穿所述上驱动组件和
所述下驱动组件，且端部通过螺母锁紧；
[0012]所述上弹簧和下弹簧均套设于所述螺杆上，所述上弹簧容置于所述上驱动组件上设有凹槽内，且通过螺杆的头部轴向限位；所述下弹簧容置于所述下驱动组件上设有的凹槽内，且通过所述螺母轴向限位。
[0013]所述上驱动组件和所述下驱动组件之间设有左横梁和右横梁，所述连接组件贯穿所述左横梁和右横梁，所述左横梁和右横梁的两端与所述基座连接；
[0014]所述基座的前端设有前向接近开关和控制器，后端设有后向接近开关。
[0015]所述上驱动组件包括电机Ⅰ、主动齿轮Ⅰ、从动齿轮Ⅰ、上转轴、左上摩擦轮、右上摩擦轮、左上支架及右上支架，其中上转轴的两端可转动地与左上支架和右上支架连接，所述电机Ⅰ设置于所述右上支架上，且输出端与主动齿轮Ⅰ连接，从动齿轮Ⅰ设置于上转轴上，且与主动齿轮Ⅰ啮合；
[0016]所述左上摩擦轮和右上摩擦轮分别设置于所述上转轴的两端；所述左上摩擦轮与所述左圆弧轨道的上侧抵接，所述右上摩擦轮与所述右圆弧轨道的上侧抵接。
[0017]所述下驱动组件包括电机Ⅱ、主动齿轮Ⅱ、从动齿轮Ⅱ、下转轴、左下摩擦轮、右下摩擦轮、左下支架及右下支架，其中下转轴的两端分别可转动地与左下支架和右下支架连接，电机Ⅱ设置于右下支架上，且输出端与主动齿轮Ⅱ连接，从动齿轮Ⅱ设置于下转轴上，且与主动齿轮Ⅱ啮合；
[0018]所述左下摩擦轮和右下摩擦轮分别设置于所述下转轴的两端，所述左下摩擦轮与所述左圆弧轨道的下侧抵接，所述右下摩擦轮与所述右圆弧轨道的下侧抵接。
[0019]所述左下支架与所述左上支架相对应，且通过两组所述连接组件连接；
[0020]所述右下支架与所述右上支架相对应，且通过另外两组所述连接组件连接。
[0021]所述移动平台还包括分别设置于所述基座后端和前端的锁紧组件Ⅰ和锁紧组件Ⅱ，所述锁紧组件Ⅰ和锁紧组件Ⅱ通过与所述圆弧轨道连接，实现所述移动平台的锁紧。
[0022]所述锁紧组件Ⅰ和所述锁紧组件Ⅱ结构相同，均包括锁紧电机、双向螺杆、左插销、右插销、左套筒及右套筒，其中左套筒和右套筒同轴设置于所述基座的左、右两侧；所述双向螺杆与所述基座转动连接，且与所述左套筒和右套筒同轴线；所述左插销和右插销与所述双向螺杆的两端的反向螺纹连接，且所述左插销与所述左套筒滑动配合，所述右插销与所述右套筒滑动配合；
[0023]所述锁紧电机设置于所述基座上，且输出端通过齿轮传动机构与所述双向螺杆连接。
[0024]所述基座为方形结构，且四角分别设有四组支撑组件；
[0025]所述支撑组件包括支撑支架及设置所述支撑支架上的滚轮Ⅰ、滚轮Ⅱ及滚轮Ⅲ，其中滚轮Ⅰ和滚轮Ⅱ夹持于所述圆弧轨道的上下侧；所述滚轮Ⅲ与所述圆弧轨道的内侧壁抵接。
[0026]本技术的优点及有益效果是：
[0027]大范围高精度运动：空间站舱段为直径约数米的圆柱形结构，为实现舱外机械臂在舱外可连续移动、全局可达，本技术提出摩擦轮驱动的移动平台，作为舱外机械臂的移动基座。摩擦轮驱动方式，可实现零间隙传动，使机械臂具备高精度位置控制能力，并且加工制造简单，也便于实现轻量化设计。如果采用传统的齿轮副机构，既难以解决传动齿隙
造成的定位误差问题，也面临大型齿轮副加工困难的问题，而且结构也难以进行轻量化设计。
[0028]功能更全面：本技术的摩擦轮驱动的空间平台上配置了接近开关，可在指定点利用开关信号进行精确定位；配置了锁紧组件，在需要进行高强度定位的场合，可进行锁紧加固；上、下摩擦轮依靠弹簧压紧在轨道表面，两个摩擦轮之间的位置可由弹簧自适应调节，因此对轨道厚度尺寸的精度要求较低，可降低轨道的制造成本；
[0029]驱动力可调：本技术通过调整弹簧的预紧力，可获得不同的摩擦驱动力。
附图说明
[0030]图1为本技术一种摩擦轮驱动的空间移动平台的轴测图；
[0031]图2为本技术中移动平台的结构示意图之一；
[0032]图3为本技术中移动平台的结构示意图之二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摩擦轮驱动的空间移动平台，其特征在于，包括圆弧轨道及设置于所述圆弧轨道上的移动平台(100)；所述移动平台(100)包括基座(1)及平行设置于基座(1)上的上驱动组件(2)和下驱动组件(3)，所述上驱动组件(2)和所述下驱动组件(3)分别压紧在所述圆弧轨道的上、下侧，所述上驱动组件(2)和所述下驱动组件(3)通过反向运动产生的反作用摩擦力推动所述移动平台(100)向前或向后运动。2.根据权利要求1所述的摩擦轮驱动的空间移动平台，其特征在于，所述圆弧轨道包括平行设置的右圆弧轨道(200)和左圆弧轨道(300)，所述上驱动组件(2)的两端分别与所述右圆弧轨道(200)和所述左圆弧轨道(300)的上侧抵接；所述下驱动组件(3)的两端分别与所述右圆弧轨道(200)和所述左圆弧轨道(300)的下侧抵接；所述上驱动组件(2)和所述下驱动组件(3)通过连接组件连接。3.根据权利要求2所述的摩擦轮驱动的空间移动平台，其特征在于，所述连接组件包括螺杆(15)、上弹簧(16)、下弹簧(17)及螺母(18)，其中螺杆(15)贯穿所述上驱动组件(2)和所述下驱动组件(3)，且端部通过螺母(18)锁紧；所述上弹簧(16)和下弹簧(17)均套设于所述螺杆(15)上，所述上弹簧(16)容置于所述上驱动组件(2)上设有凹槽内，且通过螺杆(15)的头部轴向限位；所述下弹簧(17)容置于所述下驱动组件(3)上设有的凹槽内，且通过所述螺母(18)轴向限位。4.根据权利要求2所述的摩擦轮驱动的空间移动平台，其特征在于，所述上驱动组件(2)和所述下驱动组件(3)之间设有左横梁(10)和右横梁(11)，所述连接组件贯穿所述左横梁(10)和右横梁(11)，所述左横梁(10)和右横梁(11)的两端与所述基座(1)连接；所述基座(1)的前端设有前向接近开关(12)和控制器(14)，后端设有后向接近开关(13)。5.根据权利要求2所述的摩擦轮驱动的空间移动平台，其特征在于，所述上驱动组件(2)包括电机Ⅰ(201)、主动齿轮Ⅰ(202)、从动齿轮Ⅰ(203)、上转轴(204)、左上摩擦轮(205)、右上摩擦轮(206)、左上支架(207)及右上支架(208)，其中上转轴(204)的两端可转动地与左上支架(207)和右上支架(208)连接，所述电机Ⅰ(201)设置于所述右上支架(208)上，且输出端与主动齿轮Ⅰ(202)连接，从动齿轮Ⅰ(203)设置于上转轴(204)上，且与主动齿轮Ⅰ(202)啮合；所述左上摩擦轮(205)和右上摩擦轮(206)分别设置于所述上转轴(204)的两端；所述左上摩擦轮(205)与所述左圆弧轨道(300)的上侧抵接，所述右上摩擦轮(206)与所述右圆弧轨道(200)的上侧抵接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：宛敏红，周维佳，张赵威，
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：