空间锁定电气连接一体化机构制造技术

空间锁定电气连接一体化机构，它涉及一种空间连接机构。本发明专利技术为解决现有机械手只能满足小载荷连接所需的刚度，且机械手自身不带电气连接机构的问题。本发明专利技术拖动装置、捕获装置和凸轮定位装置上的凸轮定位环由下至上依次设置在支撑圆筒的内腔中，三根钢丝绳与捕获锥接触，安装在捕获接口装置上的定位凸轮装在定位槽中，四个锁定机构均布在支撑圆筒外，且每个锁定机构上的支撑体与支撑圆筒外侧壁固接，大齿轮装在支撑圆筒的下端，大齿轮与四个锁定机构上的外齿和驱动齿轮啮合，驱动齿轮与第三谐波减速器连接，第三谐波减速器与第三直流无刷电机连接，每个锁定槽中装有一个电气插头。本发明专利技术用于空间大容差、微重力的环境下捕获空间载荷舱。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空间电气连接机构。
技术介绍
空间大型机械手与载荷舱之间的连接刚度和电气连接是空间操作技术发展的重 要组成部分。目前，国内机械手如北京航天航空大学、中科院合肥智能研究所设计的空间机 械手只能够满足小载荷(数十千克)连接所需要的刚度，而且机械手本身不带有电气连接 机构，需要宇航员舱外操作才能实现电气连接，这极大的限制了空间机械手技术的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有机械手只能够满足小载荷(数十千克)连接所需要的 刚度，且机械手自身不带有电气连接机构，完成电气连接需要宇航员舱外操作的问题，提供 一种空间锁定电气连接一体化机构。 本专利技术包括捕获接口装置、捕获装置、拖动装置、支撑圆筒、机械手法兰、凸轮定位装置、四个锁定机构、大齿轮、驱动齿轮、第三谐波减速器、第三直流无刷电机、第三电磁制动器和电气插头，所述拖动装置、捕获装置和凸轮定位装置上的凸轮定位环由下至上依次设置在支撑圆筒的内腔中，机械手法兰与支撑圆筒的下端面连接，捕获接口装置位于凸轮定位装置上的凸轮定位环的上方，且捕获装置上的三根钢丝绳与捕获接口装置上的捕获锥接触，安装在捕获接口装置上的定位凸轮设置在凸轮定位环上的定位槽中，四个锁定机构均布在支撑圆筒外，且每个锁定机构上的支撑体上的圆弧面与支撑圆筒的上端外侧壁固接，大齿轮固装在支撑圆筒的下端，且大齿轮同时与四个锁定机构上的外齿和驱动齿轮啮合，驱动齿轮设置在第三谐波减速器的输出端上，第三谐波减速器的输入端与第三直流无刷电机的输出端连接，第三电磁制动器设置在第三直流无刷电机的输入端上，第三直流无刷电机固装在支撑圆筒的外侧壁上，捕获接口装置上的每个锁定槽中装有一个电气插头。 本专利技术具有以下优点一、本专利技术利用捕获装置2上三根柔性钢丝绳，通过旋转环相对于固定环的旋转实现钢丝绳的张开或闭合，进而实现空间载荷舱的捕获；本专利技术利用拖动装置上的滚珠丝杠与滚珠螺母的传动将空间载荷舱进一步向支撑圆筒方向拖动，在凸轮定位装置上的三个定位凸轮与三个定位槽严密配合的同时，实现了空间载荷舱上的捕获接口装置与捕获装置、拖动装置、支撑圆筒和机械手法兰的组件精确定位和可靠连接；本专利技术利用四个锁定机构上的锁定爪锁定捕获接口装置，增加了捕获接口装置与捕获装置、拖动装置、支撑圆筒和机械手法兰的组件的连接刚度，从而保证空间载荷舱的安全有效操作，提高空间操作的成功率和准确率；在完成锁定操作以后，利用电气插座与电气插头完成电气连接，实现空间载荷舱与捕获装置、拖动装置、支撑圆筒、机械手法兰和四个锁定机构的能源和控制信号连通，真正地由单纯的捕获转变成联合工作，不需要宇航员舱外操作即可实现电气连接，实现了整体操作。二、本专利技术具有捕获质量大0 40t)，本体质量小，连接精度高等优点，在空间机械臂领域将发挥巨大的作用。附图说明 图l是本专利技术的整体结构立体图；图2是本专利技术的整体外部结构主视图；图3是图 2的A-A剖视图；图4是图3的B-B剖视图；图5是直线支撑体7_1的结构立体图；图6是 立板7-14的结构立体图；图7是电气插座架7-7的结构立体图；图8是锁定爪7-16的结构 立体图；图9是丝杠7-3、插座架支撑体7-5、电气插座架7_7、电气插座7_8、第二直线电位 计7-21和直线电位计电刷7-22的连接结构立体图；图10是捕获接口装置1、捕获装置2、 拖动装置3、支撑圆筒4、机械手法兰5和凸轮定位装置6的连接结构主剖视图；图11是捕 获接口装置1和捕获装置2的连接结构主剖视图；图12是拖动力矩传感器3-9的结构立体 图；图13是捕获接口装置1的结构立体图；图14是六个冗余平面检测开关组件7、凸轮定 位装置6与支撑圆筒4连接位置立体图；图15是冗余平面检测开关组件7的结构立体图； 图16是冗余平面检测开关组件7的结构立体图(去掉接触开关罩7-6);图17是捕获装置 2上的旋转环2-9在未转动时，三根钢丝绳2-10相对于捕获锥1-2位置的状态图，图18是 在旋转环2-9的带动下，三根钢丝绳2-10收拢并接触捕获锥1-2位置的状态图，图19是三 根钢丝绳2-10缠绕住捕获锥1-2的状态图，图20是本专利技术的工作原理图，即捕获接口装置 1刚被捕获装置2捕获后，捕获接口装置1与支撑圆筒4的上端面存在较大的位移和角度误 差的状态图；图21是本专利技术的工作原理图，即三根钢丝绳2-10锁定捕获接口装置l，縮小 了捕获接口装置1与支撑圆筒4的上端面之间的误差的状态图；图22是本专利技术的工作原理 图，捕获接口装置1在拖动装置3和凸轮定位装置6的作用下，捕获接口装置1与支撑圆筒 4的上端面之间的误差完全消除的状态图；图23是锁定机构7的工作原理图(锁定机构7 处于未工作状态)，图24是锁定机构7的工作原理图(锁定机构7进入捕获接口装置1上 的锁定槽1-1-1中的状态)、图25是锁定机构7的工作原理图(锁定机构7卡在捕获接口 装置1上的锁定槽1-1-1中的状态)；图26是将捕获装置2、拖动装置3、支撑圆筒4和机 械手法兰5的组件安装于机械臂11上，捕获接口装置1安装于空间载荷舱10上的安装位 置图。具体实施例方式具体实施方式一 结合图1、图2和图13说明本实施方式，本实施方式包括捕获接 口装置1、捕获装置2、拖动装置3、支撑圆筒4、机械手法兰5、凸轮定位装置6、四个锁定机 构7、大齿轮8、驱动齿轮9、第三谐波减速器13、第三直流无刷电机14、第三电磁制动器15 和电气插头16，所述拖动装置3、捕获装置2和凸轮定位装置6上的凸轮定位环6-1由下至 上依次设置在支撑圆筒4的内腔中，机械手法兰5通过连接件与支撑圆筒4的下端面连接， 捕获接口装置1位于凸轮定位装置6上的凸轮定位环6-1的上方，且捕获装置2上的三根 钢丝绳2-10与捕获接口装置1上的捕获锥l-2接触，安装在捕获接口装置1上的定位凸轮 6-2设置在凸轮定位环6-1上的定位槽6-1-1中，四个锁定机构7均布在支撑圆筒4外，且 每个锁定机构7上的支撑体7-1上的圆弧面7-1-1与支撑圆筒4的上端外侧壁固接，大齿轮 8通过轴承固装在支撑圆筒4的下端，且大齿轮8同时与四个锁定机构7上的外齿7-4-2-1 和驱动齿轮9啮合，驱动齿轮9设置在第三谐波减速器13的输出端上，第三谐波减速器13 的输入端与第三直流无刷电机14的输出端连接，第三电磁制动器15设置在第三直流无刷7电机14的输入端上，第三直流无刷电机14通过连接件固装在支撑圆筒4的外侧壁上，捕获 接口装置1上的每个锁定槽1-1-1中装有一个电气插头16。第三电磁制动器15的型号为 KEB COMBIPERM，第三电磁制动器15起断电锁定的作用。第三直流无刷电机14的型号为 Kit Frameless ;第三谐波减速器13的型号为HFUS-20-80-2S0，减速比为80。驱动齿轮9 的齿数为17、模数为2，大齿轮8的齿数为272、模数为2。具体实施方式二 结合图2 图9说明本实施方式，本实施方式的每个锁定机构7 由直线支撑体7-l、直线轴承7-2、丝杠7-3、丝杠驱动总成7-4、插座架支撑体7-5、压紧螺母 7-6、电气插座架7-7、电气插座7-8、两个第一销轴7-9、两个第一滑轮7-10、导杆7-11、锁紧 力矩传感器7-12、缓冲弹簧7-13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间锁定电气连接一体化机构，所述机构包括捕获接口装置（１）、捕获装置（２）、拖动装置（３）、支撑圆筒（４）、机械手法兰（５）和凸轮定位装置（６），所述拖动装置（３）、捕获装置（２）和凸轮定位装置（６）上的凸轮定位环（６－１）由下至上依次设置在支撑圆筒（４）的内腔中，机械手法兰（５）与支撑圆筒（４）的下端面连接，捕获接口装置（１）位于凸轮定位装置（６）上的凸轮定位环（６－１）的上方，且捕获装置（２）上的三根钢丝绳（２－１０）与捕获接口装置（１）上的捕获锥（１－２）接触，安装在捕获接口装置（１）上的定位凸轮（６－２）设置在凸轮定位环（６－１）上的定位槽（６－１－１）中，其特征在于：所述机构还包括四个锁定机构（７）、大齿轮（８）、驱动齿轮（９）、第三谐波减速器（１３）、第三直流无刷电机（１４）、第三电磁制动器（１５）和四个电气插头（１６），四个锁定机构（７）均布在支撑圆筒（４）外，且每个锁定机构（７）上的支撑体（７－１）上的圆弧面（７－１－１）与支撑圆筒（４）的上端外侧壁固接，大齿轮（８）固装在支撑圆筒（４）的下端，且大齿轮（８）同时与四个锁定机构（７）上的外齿（７－４－２－１）和驱动齿轮（９）啮合，驱动齿轮（９）设置在第三谐波减速器（１３）的输出端上，第三谐波减速器（１３）的输入端与第三直流无刷电机（１４）的输出端连接，第三电磁制动器（１５）设置在第三直流无刷电机（１４）的输入端上，第三直流无刷电机（１４）固装在支撑圆筒（４）的外侧壁上，捕获接口装置（１）上的每个锁定槽（１－１－１）中装有一个电气插头（１６）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伊威，谭益松，刘宏，王滨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]