一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及机械臂领域，尤其涉及一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统。本发明专利技术提供了这样一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统，包括有主支撑臂和副支撑臂等；主支撑臂连接副支撑臂。本文描述的一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统，当出现重物的断裂或脱落现象时，内支撑机构配合相邻的弹性卡件及时对副支撑臂提供正向支撑，在搬运或卸下重物过程中，当油缸内的液压油体出现泄露现象时，弹性卡件能够单独的及时对副支撑臂提供反向支撑，最终实现为折叠式空间机械臂提供超冗余度的安全保护。解决了重物出现断裂或脱落现象以及油缸内的液压油体出现泄露现象，均会造成严重的损害的技术问题。害的技术问题。害的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统


[0001]本专利技术涉及机械臂领域，尤其涉及一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统。

技术介绍

[0002]折叠式空间机械臂常由主支撑臂和副支撑臂组成，通过旋转驱动器控制主支撑臂的角度调节，同时通过油缸控制副支撑臂绕主支撑臂旋转的角度调节，实现多角度自由的进行折叠、伸展工作，副支撑臂上安装有机械手，机械手在拾起重物时，通过向油缸内注入高压的液压油体，推动油缸内的活塞拉动副支撑臂，达到控制机械手将重物拉起的目的。
[0003]现有技术中在油缸的导油管处安装有防爆阀，在机械手拾起重物过程中，特别是搬运高载荷的重物，当重物出现断裂或脱落现象时，防爆阀能够主动继续断开输入油缸内的液压油体，但油缸内剩余的液压油体仍然处于高压状态，高压的液压油体为释放积累的压力将推动活塞导致副支撑臂突然向上弹起，若没有有效的保护措施，不仅易造成油缸的损坏，突然弹起的副支撑臂也易对周围人员或器械造成损害，另外机械手在卸下重物过程中，当油缸内的液压油体出现泄露现象时，油缸内的液压油体压力骤减，导致机械手不能支撑重物，使重物突然下坠，对重物和周围器械造成严重的损坏。

技术实现思路

[0004]为了克服使用折叠式空间机械臂搬运高载荷重物过程中，重物出现断裂或脱落现象，以及油缸内的液压油体出现泄露现象，均会造成严重的损害的缺点，本专利技术提供一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统。
[0005]本文描述的一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统，包括有电动旋转底台、主支撑臂、副支撑臂、油缸筒、活塞杆、拉力触发机构、弹性卡件、内支撑机构和外支撑机构；电动旋转底台的上侧安装有旋转驱动器；旋转驱动器的旋转件安装有主支撑臂；电动旋转底台上连接有对主支撑臂提供临时支撑的外支撑机构；主支撑臂的上侧通过转轴转动连接有副支撑臂；主支撑臂的左侧通过转轴转动连接有油缸筒；油缸筒的左侧接通有注入和输出液压油体的导液管；油缸筒的上侧滑动连接有活塞杆；活塞杆的上端通过转轴转动连接副支撑臂；活塞杆的下侧固接有活塞板；油缸筒的内底部设有内筒；活塞杆的下端固接有连接杆；连接杆的下端固接有压板；压板滑动连接内筒；压板与内筒之间固接有第一弹簧；连接杆的左侧和右侧各连接有若干个上下分布的弹性卡件；当副支撑臂右端连接的拉力触发机构挂载有高载荷重物时，拉力触发机构通过活塞杆和连接杆触发各个弹性卡件，弹性卡件触发弹开后配合内筒左侧和右侧连接的两个内支撑机构，实时为副支撑臂提供临时内支撑。
[0006]作为本专利技术的一种优选技术方案，拉力触发机构包括有安装架、外滑块、第二弹簧、连接块和拉伸组件；副支撑臂的右端固接有安装架；安装架的右侧滑动连接有外滑块；外滑块与安装架之间固接有第二弹簧；外滑块的右端固接有连接块；活塞杆和连接杆之间连接有拉伸组
件；拉伸组件连接外滑块。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案，拉伸组件包括有拉绳、固定块、第三弹簧、拉杆和压块；活塞杆的内部上下贯穿有拉绳；拉绳的上端绕过副支撑臂的上侧并固接外滑块；拉绳的下端固接有固定块；固定块与连接杆之间固接有第三弹簧；固定块的下侧固接有拉杆，拉杆位于连接杆内部；拉杆的左侧和右侧各固接有若干个压块；每个压块分别紧贴相邻的弹性卡件。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，弹性卡件由卡块和扭力弹簧组成；连接杆的左侧和右侧各开设有若干个贯穿槽结构，每个贯穿槽分别通过转轴各转动连接有一个卡块；每个卡块均设置为L形结构；卡块与连接杆之间固接有两个扭力弹簧，扭力弹簧套设在相邻卡块的转轴外表面；每个压块分别紧贴相邻卡块。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，每个卡块的外表面各开设有一个开口朝下的内卡槽结构。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，内支撑机构包括有丝杆、驱动马达、内滑块和内支撑块；内筒的内部转动连接有丝杆；内筒的外表面固接有驱动马达；驱动马达的输出轴固接丝杆；内筒的内部滑动连接有内滑块；内滑块旋接丝杆；内滑块的上侧固接有内支撑块。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，外支撑机构包括有滑动载板、伸缩气缸、升降滑块、第四弹簧和外支撑块；电动旋转底台的上侧滑动连接有滑动载板；电动旋转底台上固接有伸缩气缸；伸缩气缸的伸缩端固接滑动载板；滑动载板的上侧滑动连接有升降滑块；升降滑块与滑动载板之间固接有第四弹簧；升降滑块的上侧固接有外支撑块。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，环绕主支撑臂的下侧开设有若干个与外支撑块结构相适应的外卡槽结构。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，电动旋转底台的上侧固接有两个为外支撑块提供支撑的支撑板。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，外支撑块的底部前侧和底部后侧各固接有一个缓冲垫，缓冲垫各与一个支撑板上下相对齐。
[0015]本文描述的一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统，旋转驱动器的旋转件安装有主支撑臂，电动旋转底台上设有对主支撑臂提供临时支撑的外支撑机构，主支撑臂上设有副支撑臂，主支撑臂与副支撑臂之间的折叠、伸展通过油缸控制，油缸的活塞杆下端设有连接杆，连接杆上设有若干个上下分布的弹性卡件，当副支撑臂右端连接的拉力触发机构挂载有高载荷重物时，拉力触发机构通过活塞杆和连接杆触发各个弹性卡件，弹性卡件被触发后向外弹开，同时油缸内底部连接的两个内支撑机构向相邻的弹性卡件伸出，当出现重物的断裂或脱落现象时，内支撑机构配合相邻的弹性卡件及时对副支撑臂提供正向支撑，避免副支撑臂突然弹起对周围人员和器械造成损害；重物被拾起后，内支撑机构远离弹性卡件，在通过副支撑臂搬运或卸下重物过程中，当油缸内的液压油体出现泄露现象时，弹性卡件能够单独的及时对副支撑臂提供反向
支撑，避免副支撑臂无法承托重物，而导致重物坠落受损现象发生，最终实现为折叠式空间机械臂提供超冗余度的安全保护。
附图说明
[0016]图1为根据实施例描述本申请的立体结构示意图；图2为根据实施例描述本申请的拉力触发机构局部立体结构示意图；图3为根据实施例描述本申请的拉力触发机构局部爆炸图；图4为根据实施例描述本申请的油缸筒与活塞杆立体结构示意图；图5为根据实施例描述本申请的油缸筒与活塞杆剖面图；图6为根据实施例描述本申请的内筒与连接杆立体结构示意图；图7为根据实施例描述本申请的连接杆剖面图；图8为根据实施例描述本申请的连接杆与拉力触发机构立体结构示意图；图9为根据实施例描述本申请的内筒与拉力触发机构立体结构示意图；图10为根据实施例描述本申请的卡块立体结构示意图；图11为根据实施例描述本申请的内支撑机构立体结构示意图；图12为根据实施例描述本申请的外支撑机构与主支撑臂立体结构示意图；图13为根据实施例描述本申请的外支撑机构立体结构示意图。
[0017]附图标号：1
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电动旋转底台，11
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支撑板，21
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旋转驱动器，22
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主支撑臂，221
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外卡槽，23
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副支撑臂，31
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统，包括有：电动旋转底台（1）、主支撑臂（22）和副支撑臂（23）、油缸筒（31）和活塞杆（32）；电动旋转底台（1）的上侧安装有旋转驱动器（21）；旋转驱动器（21）的旋转件安装有主支撑臂（22）；电动旋转底台（1）上连接有对主支撑臂（22）提供临时支撑的外支撑机构；主支撑臂（22）的上侧通过转轴转动连接有副支撑臂（23）；主支撑臂（22）的左侧通过转轴转动连接有油缸筒（31）；油缸筒（31）的左侧接通有注入和输出液压油体的导液管（311）；油缸筒（31）的上侧滑动连接有活塞杆（32）；活塞杆（32）的上端通过转轴转动连接副支撑臂（23）；活塞杆（32）的下侧固接有活塞板（33）；其特征是：还包括有拉力触发机构、弹性卡件、内支撑机构和外支撑机构；油缸筒（31）的内底部设有内筒（312）；活塞杆（32）的下端固接有连接杆（34）；连接杆（34）的下端固接有压板（35）；压板（35）滑动连接内筒（312）；压板（35）与内筒（312）之间固接有第一弹簧（36）；连接杆（34）的左侧和右侧各连接有若干个上下分布的弹性卡件；当副支撑臂（23）右端连接的拉力触发机构挂载有高载荷重物时，拉力触发机构通过活塞杆（32）和连接杆（34）触发各个弹性卡件，弹性卡件触发弹开后配合内筒（312）左侧和右侧连接的两个内支撑机构，实时为副支撑臂（23）提供临时内支撑。2.按照权利要求1所述的一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统，其特征是：拉力触发机构包括有安装架（41）、外滑块（42）、第二弹簧（43）、连接块（44）和拉伸组件；副支撑臂（23）的右端固接有安装架（41）；安装架（41）的右侧滑动连接有外滑块（42）；外滑块（42）与安装架（41）之间固接有第二弹簧（43）；外滑块（42）的右端固接有连接块（44）；活塞杆（32）和连接杆（34）之间连接有拉伸组件；拉伸组件连接外滑块（42）。3.按照权利要求2所述的一种超冗余度折叠式空间机械臂驱动系统，其特征是：拉伸组件包括有拉绳（51）、固定块（52）、第三弹簧（53）、拉杆（54）和压块（55）；活塞杆（32）的内部上下贯穿有拉绳（51）；拉绳（51）的上端绕过副支撑臂（23）的上侧并固接外滑块（42）；拉绳（51）的下端固接有固定块（52）；固定块（52）与连接杆（34）之间固接有第三弹簧（53）；固定块（52）的下侧固接有拉杆（54），拉杆（54）位于连接杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：张自强，宁萌，张强，周元子，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：