本发明专利技术公开一种双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，通过末端两个卷筒分别输出宽弹性薄片与窄弹性薄片，两弹性薄片贴合经中部的两个辊筒上设计的凸起与凹进部分配合，将窄弹性薄片上设计的插销与宽弹性薄片上设计的插孔配合插接，形成双层弹性薄片。进一步双层弹性薄片进入到前部三层展出支撑架中，经三层展出支撑架中设计的渐变圆弧引导，最终形成双薄片圆通结构，驱动的负载。本发明专利技术采用双薄壁合并的方式可以让单层薄壁具有更大的厚度，同时也能提供双层的支撑，获得更大的刚度。获得更大的刚度。获得更大的刚度。
【技术实现步骤摘要】
一种双薄片组合式弹性直线展收驱动机构
[0001]本专利技术涉及机器人学、机械
，尤其涉及可收拢的管状空间伸展杆的驱动机构，具体是一种双薄片组合式弹性直线展收驱动机构。
技术介绍
[0002]空间伸展杆的轻质、高刚度、高精度、高稳定性、高收纳率一直是航天领域重点研究的方向。卷绕式的薄壁管状伸展杆具有结构简单、质量轻、高收纳率的特点，它主要利用薄壁壳的弹性变形、弹性恢复以及电机卷绕实现展开和收拢。收拢阶段，管状杆在电机或其他力的作用下发生弹性形变，成板状卷绕收拢；展开阶段，在弹性恢复力的作用下，成板状卷绕状态的弹性带展开成直线管状，从而作为直线驱动的支撑结构。
[0003]目前的弹性卷绕式伸展杆可以分为两种。一种收拢时为单层，它由一层弹性材料组成，通过卷曲为圆筒状从而实现直线驱动。另一种收拢时为双层，它一般由两层弹性材料粘接为豆荚形，收拢时压平，展开时形成管状结构实现直线驱动。由于卷收时两层的卷绕半径差使得这种结构的薄壁难以增厚，因此难以提升强度，而单层材料不会有这样的问题。
[0004]除此之外，现有的薄壁管状伸展杆通常利用管自身的弹性力进行展开，或者依靠存储收拢状态薄壁管的卷绕筒转动来驱动，一般难以相对精确的控制直线管的展开速度和展开长度。
[0005]因此，如何提供一种能结合不同种类伸展杆的优势，提高伸展杆的强度，并主动控制展开过程的速度和位置的机构是这一领域需要解决的问题之一。
技术实现思路
[0006]针对上述问题，本专利技术提出一种双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，两个弹性薄壁杆在输送的过程中互锁结合为一体获得较高的刚度，在伸展过程中又能够比较准确的控制展收速度和位置。
[0007]本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，包括机架，短压紧辊子，长压紧辊子，窄弹性薄片，宽弹性薄片，凸主动辊，凹主动辊，展出支撑架，卷筒齿轮组，主动辊齿轮组，短卷筒以及长卷筒。
[0008]所述机架后部左右两侧分别安装有短卷筒与长卷筒；短卷筒与长卷筒上分别卷绕有窄弹性薄片与长弹性薄片。短卷筒通过第一驱动电机驱动转动；短卷筒的转动通过卷筒齿轮组传统带动长卷筒同步转动。窄弹性薄片与宽弹性薄片卷绕部分的膨胀分别通过在短卷筒与长卷筒一侧安装的短压紧辊子与长压紧辊子限制。
[0009]所述机架中部左右位置安装有侧壁相互贴合的凸主动辊与凹主动辊；凸主动辊通过电机驱动转动；凸主动辊的转动通过传动齿轮组带动凹主动辊同步转动。凸主动辊上部与下部外壁周向上对称设计有等角度间隔的球形凸起；凹主动辊上部与下部周向侧壁上对称设计有等角度间隔的球形凹进，分别与前述各个球形凸起配合，使得在凸主动辊与凹主动辊转动过程中，各个球形凸起可分别与各个球形凹进配合进出球形凹进。同时在窄弹性
薄片两侧边处沿窄弹性薄壁长方向等间隔设计有插销，且在宽弹性薄片表面靠近两侧沿宽弹性薄片长方向等间隔设计有插孔。在窄弹性薄片与宽弹性薄片输送过程中，两者相互贴合通过凸主动辊与凹主动辊之间，在通过过程中，窄弹性薄片上的插销和宽弹性薄片上的插孔对齐，同时凸主动辊上的球形凸起对窄弹性薄片上的插销施加压力，通过插销的弹性变形，使插销经对应插孔内进入凹主动辊上的球形凹进中，实现窄弹性薄片与宽弹性薄片间的合并，形成双层薄壁结构。
[0010]所述机架前部安装有展出支撑架，通过展出支撑架辅助双层薄壁结构由平面卷曲至圆筒状，形成双薄壁圆筒结构。展出支撑架包括由后至前设置的三个支撑框架，三个支撑框架中，后部支撑框架与中部支撑框架内均设计有两个内弧面相对的弧形件，两弧形件端部之间具有缝隙，使宽弹性薄壁在卷曲的过程中从缝隙中通过。前部支撑框架内设计有圆环结构圆环件；后部及中部支撑框架内的弧形件及前部支撑框架内圆环件的半径逐渐减小；通过渐变的半径符合双层薄壁结构受自身弹性力自然卷曲的变化过程。
[0011]本专利技术与现有技术相比具有以下效果：
[0012]1、本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，采用双卷筒设计，分别存储薄壁杆的一部分，并经由主动驱动机构合并和向外输送。双卷筒合并的方式可以让单层薄壁具有更大的厚度，同时也能提供双层的支撑，获得更大的刚度。
[0013]2、本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，通过主动驱动机构上的凸起与薄壁杆的孔洞配合，实现了展开过程速度和位置的控制，提高了展开过程的可控性。
[0014]3、本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，通过插接而非粘接实现双层薄壁的合并，利用薄壁杆本身的弹性，令一边的插销插入另一侧的孔中，实现双杆合一。
[0015]4、本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，采用双电机驱动，分别驱动主动驱动机构和存储机构，可以保证输送过程的同步。不仅能够主动的伸出薄壁杆，还能主动的回收薄壁杆。
[0016]5、本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，使用齿轮组同步两个主动辊和同步两个存储卷筒，保证两侧薄壁杆的运动完全一致，从而能够较为精确的合并为一个圆筒。
[0017]6、本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，使用一对主动辊实现双层薄壁的合并。其中一个具有球状突起，另一个具有相对应的凹槽，在输送薄壁杆的过程中实现插销插入孔中的动作。
[0018]7、本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，通过上述一系列措施，能够实现可控的双卷筒薄壁杆合并和展开，实现更高刚度的可控的薄壁管的直线展开驱动。
附图说明
[0019]图1为本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构的整体结构上侧示意图；
[0020]图2为本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构的整体结构下侧示意图；
[0021]图3为本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构的整体结构爆炸图；
[0022]图4为本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构的各辊间配合示意图；
[0023]图5为本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构的压紧辊子结构示意图；
[0024]图6为本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构的齿轮组结构示意图；
[0025]图7为本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构的宽窄弹性薄片配合方式示意
图；
[0026]图8为本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构的宽窄弹性薄片配合过程示意图；
[0027]图9为本专利技术双薄片组合式弹性直线展收驱动机构的双薄片展开过程示意图。
[0028]图中：
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机架
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电机组件
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短压紧辊子
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长压紧辊子
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窄薄壁杆
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宽薄壁杆
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凸主动辊
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凹主动辊
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展出支撑架
[0032]10
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，其特征在于：机架，短压紧辊子，长压紧辊子，窄弹性薄片，宽弹性薄片，凸主动辊，凹主动辊，展出支撑架，卷筒齿轮组，主动辊齿轮组，短卷筒以及长卷筒；所述机架后部左右两侧分别安装有短卷筒与长卷筒；短卷筒与长卷筒上分别卷绕有窄弹性薄片与长弹性薄片；短卷筒通过第一驱动电机驱动转动；短卷筒的转动通过卷筒齿轮组传统带动长卷筒同步转动；窄弹性薄片与宽弹性薄片卷绕部分的膨胀分别通过在短卷筒与长卷筒一侧安装的短压紧辊子与长压紧辊子限制；所述机架中部左右位置安装有侧壁相互贴合的凸主动辊与凹主动辊；凸主动辊通过电机驱动转动；凸主动辊的转动通过传动齿轮组带动凹主动辊同步转动；凸主动辊上部与下部外壁周向上对称设计有等角度间隔的球形凸起；凹主动辊上部与下部周向侧壁上对称设计有等角度间隔的球形凹进，分别与前述各个球形凸起配合，使得在凸主动辊与凹主动辊转动过程中，各个球形凸起可分别与各个球形凹进配合进出球形凹进；同时在窄弹性薄片两侧边处沿窄弹性薄壁长方向等间隔设计有插销；同时宽弹性薄片表面靠近两侧沿宽弹性薄片长方向等间隔设计有插孔；在窄弹性薄片与宽弹性薄片输送过程中，两者相互贴合通过凸主动辊与凹主动辊之间，在通过过程中，窄弹性薄片上的插销和宽弹性薄片上的插孔对齐，同时凸主动辊上的球形凸起对窄弹性薄片上的插销施加压力，通过插销的弹性变形，使插销经对应插孔内进入凹主动辊上的球形凹进中，实现窄弹性薄片与宽弹性薄片间的合并，形成双层薄壁结构；所述机架前部安装有展出支撑架，通过展出支撑架辅助双层薄壁结构由平面卷曲至圆筒状，形成双薄壁圆筒结构；展出支撑架包括由后至前设置的三个支撑框架，三个支撑框架中，后部支撑框架与中部支撑框架内均设计有两个内弧面相对的弧形件，两弧形件端部之间具有缝隙，使宽弹性薄壁在卷曲的过程中从缝隙中通过；前部支撑框架内设计有圆环结构圆环件；后部及中部支撑框架内的弧形件及前部支撑框架内圆环件的半径逐渐减小；通过渐变的半径符合双层薄壁结构受自身弹性力自然卷曲的变化过程。2.如权利要求1所述一种双薄片组合式弹性直线展收驱动机构，其特征在于：机架具有底板与顶板，之间通过周向多根支撑柱相连定位；...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐坤，董桂宇，陈成，丁希仑，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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