專(zhuān)利名稱(chēng)：空間鎖定電氣連接一體化機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空間電氣連接機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
空間大型機(jī)械手與載荷艙之間的連接剛度和電氣連接是空間操作技術(shù)發(fā)展的重 要組成部分。目前，國(guó)內(nèi)機(jī)械手如北京航天航空大學(xué)、中科院合肥智能研究所設(shè)計(jì)的空間機(jī) 械手只能夠滿足小載荷(數(shù)十千克)連接所需要的剛度，而且機(jī)械手本身不帶有電氣連接 機(jī)構(gòu)，需要宇航員艙外操作才能實(shí)現(xiàn)電氣連接，這極大的限制了空間機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有機(jī)械手只能夠滿足小載荷(數(shù)十千克)連接所需要的 剛度，且機(jī)械手自身不帶有電氣連接機(jī)構(gòu)，完成電氣連接需要宇航員艙外操作的問(wèn)題，提供 一種空間鎖定電氣連接一體化機(jī)構(gòu)。 本發(fā)明包括捕獲接口裝置、捕獲裝置、拖動(dòng)裝置、支撐圓筒、機(jī)械手法蘭、凸輪定位
裝置、四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)、大齒輪、驅(qū)動(dòng)齒輪、第三諧波減速器、第三直流無(wú)刷電機(jī)、第三電磁制
動(dòng)器和電氣插頭，所述拖動(dòng)裝置、捕獲裝置和凸輪定位裝置上的凸輪定位環(huán)由下至上依次
設(shè)置在支撐圓筒的內(nèi)腔中，機(jī)械手法蘭與支撐圓筒的下端面連接，捕獲接口裝置位于凸輪
定位裝置上的凸輪定位環(huán)的上方，且捕獲裝置上的三根鋼絲繩與捕獲接口裝置上的捕獲錐
接觸，安裝在捕獲接口裝置上的定位凸輪設(shè)置在凸輪定位環(huán)上的定位槽中，四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)
均布在支撐圓筒外，且每個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)上的支撐體上的圓弧面與支撐圓筒的上端外側(cè)壁固
接，大齒輪固裝在支撐圓筒的下端，且大齒輪同時(shí)與四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)上的外齒和驅(qū)動(dòng)齒輪嚙
合，驅(qū)動(dòng)齒輪設(shè)置在第三諧波減速器的輸出端上，第三諧波減速器的輸入端與第三直流無(wú)
刷電機(jī)的輸出端連接，第三電磁制動(dòng)器設(shè)置在第三直流無(wú)刷電機(jī)的輸入端上，第三直流無(wú)
刷電機(jī)固裝在支撐圓筒的外側(cè)壁上，捕獲接口裝置上的每個(gè)鎖定槽中裝有一個(gè)電氣插頭。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)一、本發(fā)明利用捕獲裝置2上三根柔性鋼絲繩，通過(guò)旋轉(zhuǎn)環(huán)
相對(duì)于固定環(huán)的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的張開(kāi)或閉合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)空間載荷艙的捕獲；本發(fā)明利用
拖動(dòng)裝置上的滾珠絲杠與滾珠螺母的傳動(dòng)將空間載荷艙進(jìn)一步向支撐圓筒方向拖動(dòng)，在凸
輪定位裝置上的三個(gè)定位凸輪與三個(gè)定位槽嚴(yán)密配合的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了空間載荷艙上的捕獲
接口裝置與捕獲裝置、拖動(dòng)裝置、支撐圓筒和機(jī)械手法蘭的組件精確定位和可靠連接；本發(fā)
明利用四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)上的鎖定爪鎖定捕獲接口裝置，增加了捕獲接口裝置與捕獲裝置、拖
動(dòng)裝置、支撐圓筒和機(jī)械手法蘭的組件的連接剛度，從而保證空間載荷艙的安全有效操作，
提高空間操作的成功率和準(zhǔn)確率；在完成鎖定操作以后，利用電氣插座與電氣插頭完成電
氣連接，實(shí)現(xiàn)空間載荷艙與捕獲裝置、拖動(dòng)裝置、支撐圓筒、機(jī)械手法蘭和四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)的
能源和控制信號(hào)連通，真正地由單純的捕獲轉(zhuǎn)變成聯(lián)合工作，不需要宇航員艙外操作即可
實(shí)現(xiàn)電氣連接，實(shí)現(xiàn)了整體操作。二、本發(fā)明具有捕獲質(zhì)量大0 40t)，本體質(zhì)量小，連接精
度高等優(yōu)點(diǎn)，在空間機(jī)械臂領(lǐng)域?qū)l(fā)揮巨大的作用。


圖l是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)立體圖；圖2是本發(fā)明的整體外部結(jié)構(gòu)主視圖；圖3是圖 2的A-A剖視圖；圖4是圖3的B-B剖視圖；圖5是直線支撐體7_1的結(jié)構(gòu)立體圖；圖6是 立板7-14的結(jié)構(gòu)立體圖；圖7是電氣插座架7-7的結(jié)構(gòu)立體圖；圖8是鎖定爪7-16的結(jié)構(gòu) 立體圖；圖9是絲杠7-3、插座架支撐體7-5、電氣插座架7_7、電氣插座7_8、第二直線電位 計(jì)7-21和直線電位計(jì)電刷7-22的連接結(jié)構(gòu)立體圖；圖10是捕獲接口裝置1、捕獲裝置2、 拖動(dòng)裝置3、支撐圓筒4、機(jī)械手法蘭5和凸輪定位裝置6的連接結(jié)構(gòu)主剖視圖；圖11是捕 獲接口裝置1和捕獲裝置2的連接結(jié)構(gòu)主剖視圖；圖12是拖動(dòng)力矩傳感器3-9的結(jié)構(gòu)立體 圖；圖13是捕獲接口裝置1的結(jié)構(gòu)立體圖；圖14是六個(gè)冗余平面檢測(cè)開(kāi)關(guān)組件7、凸輪定 位裝置6與支撐圓筒4連接位置立體圖；圖15是冗余平面檢測(cè)開(kāi)關(guān)組件7的結(jié)構(gòu)立體圖； 圖16是冗余平面檢測(cè)開(kāi)關(guān)組件7的結(jié)構(gòu)立體圖(去掉接觸開(kāi)關(guān)罩7-6);圖17是捕獲裝置 2上的旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9在未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三根鋼絲繩2-10相對(duì)于捕獲錐1-2位置的狀態(tài)圖，圖18是 在旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9的帶動(dòng)下，三根鋼絲繩2-10收攏并接觸捕獲錐1-2位置的狀態(tài)圖，圖19是三 根鋼絲繩2-10纏繞住捕獲錐1-2的狀態(tài)圖，圖20是本發(fā)明的工作原理圖，即捕獲接口裝置 1剛被捕獲裝置2捕獲后，捕獲接口裝置1與支撐圓筒4的上端面存在較大的位移和角度誤 差的狀態(tài)圖；圖21是本發(fā)明的工作原理圖，即三根鋼絲繩2-10鎖定捕獲接口裝置l，縮小 了捕獲接口裝置1與支撐圓筒4的上端面之間的誤差的狀態(tài)圖；圖22是本發(fā)明的工作原理 圖，捕獲接口裝置1在拖動(dòng)裝置3和凸輪定位裝置6的作用下，捕獲接口裝置1與支撐圓筒 4的上端面之間的誤差完全消除的狀態(tài)圖；圖23是鎖定機(jī)構(gòu)7的工作原理圖(鎖定機(jī)構(gòu)7 處于未工作狀態(tài))，圖24是鎖定機(jī)構(gòu)7的工作原理圖(鎖定機(jī)構(gòu)7進(jìn)入捕獲接口裝置1上 的鎖定槽1-1-1中的狀態(tài))、圖25是鎖定機(jī)構(gòu)7的工作原理圖(鎖定機(jī)構(gòu)7卡在捕獲接口 裝置1上的鎖定槽1-1-1中的狀態(tài))；圖26是將捕獲裝置2、拖動(dòng)裝置3、支撐圓筒4和機(jī) 械手法蘭5的組件安裝于機(jī)械臂11上，捕獲接口裝置1安裝于空間載荷艙10上的安裝位 置圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一 結(jié)合圖1、圖2和圖13說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括捕獲接 口裝置1、捕獲裝置2、拖動(dòng)裝置3、支撐圓筒4、機(jī)械手法蘭5、凸輪定位裝置6、四個(gè)鎖定機(jī) 構(gòu)7、大齒輪8、驅(qū)動(dòng)齒輪9、第三諧波減速器13、第三直流無(wú)刷電機(jī)14、第三電磁制動(dòng)器15 和電氣插頭16，所述拖動(dòng)裝置3、捕獲裝置2和凸輪定位裝置6上的凸輪定位環(huán)6-1由下至 上依次設(shè)置在支撐圓筒4的內(nèi)腔中，機(jī)械手法蘭5通過(guò)連接件與支撐圓筒4的下端面連接， 捕獲接口裝置1位于凸輪定位裝置6上的凸輪定位環(huán)6-1的上方，且捕獲裝置2上的三根 鋼絲繩2-10與捕獲接口裝置1上的捕獲錐l-2接觸，安裝在捕獲接口裝置1上的定位凸輪 6-2設(shè)置在凸輪定位環(huán)6-1上的定位槽6-1-1中，四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)7均布在支撐圓筒4外，且 每個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)7上的支撐體7-1上的圓弧面7-1-1與支撐圓筒4的上端外側(cè)壁固接，大齒輪 8通過(guò)軸承固裝在支撐圓筒4的下端，且大齒輪8同時(shí)與四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)7上的外齒7-4-2-1 和驅(qū)動(dòng)齒輪9嚙合，驅(qū)動(dòng)齒輪9設(shè)置在第三諧波減速器13的輸出端上，第三諧波減速器13 的輸入端與第三直流無(wú)刷電機(jī)14的輸出端連接，第三電磁制動(dòng)器15設(shè)置在第三直流無(wú)刷
7電機(jī)14的輸入端上，第三直流無(wú)刷電機(jī)14通過(guò)連接件固裝在支撐圓筒4的外側(cè)壁上，捕獲 接口裝置1上的每個(gè)鎖定槽1-1-1中裝有一個(gè)電氣插頭16。第三電磁制動(dòng)器15的型號(hào)為 KEB COMBIPERM，第三電磁制動(dòng)器15起斷電鎖定的作用。第三直流無(wú)刷電機(jī)14的型號(hào)為 Kit Frameless ;第三諧波減速器13的型號(hào)為HFUS-20-80-2S0，減速比為80。驅(qū)動(dòng)齒輪9 的齒數(shù)為17、模數(shù)為2，大齒輪8的齒數(shù)為272、模數(shù)為2。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖2 圖9說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的每個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)7 由直線支撐體7-l、直線軸承7-2、絲杠7-3、絲杠驅(qū)動(dòng)總成7-4、插座架支撐體7-5、壓緊螺母 7-6、電氣插座架7-7、電氣插座7-8、兩個(gè)第一銷(xiāo)軸7-9、兩個(gè)第一滑輪7-10、導(dǎo)桿7-11、鎖緊 力矩傳感器7-12、緩沖彈簧7-13、兩個(gè)立板7-14、兩個(gè)第二銷(xiāo)軸7-15、兩個(gè)鎖定爪7_16、兩 個(gè)第三銷(xiāo)軸7-17、兩個(gè)第三滑輪7-18、兩個(gè)復(fù)位彈簧7-19、兩個(gè)第六銷(xiāo)軸7-20、第二直線電 位計(jì)7-21和直線電位計(jì)電刷7-22組成，直線支撐體7-1與支撐圓筒4相對(duì)的端面上設(shè)有 與支撐圓筒4的外徑相一致的圓弧面7-1-1，直線支撐體7-1上的圓弧面7-1-1外側(cè)設(shè)有凸 緣7-1-2，凸緣7-1-2的上端面上設(shè)有凹槽7-1-3，凹槽7-1-3兩側(cè)的凸緣側(cè)壁的上端面設(shè) 有斜面7-1-5，凸緣7-1-2的兩側(cè)端面上設(shè)有導(dǎo)軌槽7-1-4，凹槽7-1-3的底端面上設(shè)有直 線軸承孔7-1-5，直線軸承7-2設(shè)置在直線軸承孔7-1-5中，絲杠7-3設(shè)置在直線軸承7_2 上的中心孔內(nèi)，絲杠7-3的上端穿過(guò)插座架支撐體7-5的中心孔與壓緊螺母7-6螺紋連接， 插座架支撐體7-5的上端與電氣插座架7-7的下端通過(guò)連接件固接，電氣插座架7-7的上 端面上設(shè)有電氣插座槽7-7-1，電氣插座7-8安裝在電氣插座槽7-7-1中，電氣插座架7-7 的兩端分別設(shè)有第一銷(xiāo)軸孔7-7-2，每個(gè)第一銷(xiāo)軸孔7-7-2中裝有一個(gè)第一銷(xiāo)軸7-9，每個(gè) 第一銷(xiāo)軸7-9上裝有一個(gè)第一滑輪7-10，導(dǎo)桿7-11套裝在絲杠7-3的中部，導(dǎo)桿7-11的下 端設(shè)置在鎖緊力矩傳感器7-12上的中心孔中，緩沖彈簧7-13套裝在導(dǎo)桿7-11上，每個(gè)立 板7-14的上端設(shè)有第二銷(xiāo)軸孔7-14-1 ，第二銷(xiāo)軸孔7-14-1下方的立板7-14上設(shè)有第六銷(xiāo) 軸孔7-14-2，位于第六銷(xiāo)軸孔7-14-2下方的立板7-14上設(shè)有導(dǎo)軌7_14_3，兩個(gè)立板7_14 對(duì)稱(chēng)設(shè)置在支撐體7-1的兩側(cè)，且立板7-14上的導(dǎo)軌7-14-3設(shè)置在與其對(duì)應(yīng)的直線支撐 體7-1上的導(dǎo)軌槽7-1-4中，導(dǎo)軌7-14-3沿導(dǎo)軌槽7-1-4上下滑動(dòng)，每個(gè)立板7_14的下端 面與鎖緊力矩傳感器7-12的上端面通過(guò)連接件連接，兩個(gè)鎖定爪7-16對(duì)稱(chēng)設(shè)置，且每個(gè)鎖 定爪7-16上的第二銷(xiāo)軸孔7-16-2-3與立板7-14上的第二銷(xiāo)軸孔7_14_1通過(guò)一個(gè)第二銷(xiāo) 軸7-15連接，每個(gè)鎖定爪7-16上的第四銷(xiāo)軸7-16-5下方配有一個(gè)復(fù)位彈簧7_19，且每個(gè) 復(fù)位彈簧7-19的上端與其對(duì)應(yīng)的第四銷(xiāo)軸7-16-5連接，每個(gè)復(fù)位彈簧7-19的下端與其對(duì) 應(yīng)的第六銷(xiāo)軸7-20連接，絲杠7-3的下端設(shè)置在絲杠驅(qū)動(dòng)總成7-4中，且絲杠7-3與絲杠 驅(qū)動(dòng)總成7-4上的絲杠螺母7-4-1螺紋連接，第二直線電位計(jì)7-21設(shè)置在凹槽7-1-3內(nèi)， 且第二直線電位計(jì)7-21通過(guò)連接件固裝在直線支撐體7-1上，直線電位計(jì)電刷7-22設(shè)置 在第二直線電位計(jì)7-21與插座架支撐體7-5之間，且直線電位計(jì)電刷7-22通過(guò)連接件固 裝在插座架支撐體7-5上，直線電位計(jì)電刷7-22的刷頭第二直線電位計(jì)7-21接觸。第二 直線電位計(jì)7-21用以檢測(cè)出鎖定機(jī)構(gòu)7的位置，其型號(hào)為MBW100，其直線分辨率可以得到 O.Olmm，具有較高的測(cè)量精度和重復(fù)精度。絲杠7-3的型號(hào)為SFU1605-4，導(dǎo)程為5mm。直 線軸承7-2的型號(hào)為L(zhǎng)M16LUU。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖8說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的每個(gè)鎖定爪7-16由 上爪7-16-l、兩個(gè)下爪7-16-2、第三滑輪7-16-3、第三銷(xiāo)軸7_16_4、第四銷(xiāo)軸7_16_5、兩
8個(gè)第五銷(xiāo)軸7-16-6和兩個(gè)第五滑輪7-16-7組成，每個(gè)下爪7-16-2的下端設(shè)有第五銷(xiāo)軸 孔7-16-2-1，每個(gè)下爪7-16-2下方設(shè)有第五滑輪通槽7-16-2-2，每個(gè)下爪7-16-2的上端 設(shè)有第二銷(xiāo)軸孔7-16-2-3，兩個(gè)下爪7-16-2平行設(shè)置在上爪7_16_1的下方，且兩個(gè)下爪 7-16-2上的第二銷(xiāo)軸孔7-16-2-3正對(duì)，兩個(gè)下爪7_16_2上的第五銷(xiāo)軸孔7-16-2-1正對(duì)， 上爪7-16-1與兩個(gè)下爪7-16-2制成一體，每個(gè)下爪7-16-2的第五滑輪通槽7-16-2-2處 設(shè)有一個(gè)第五滑輪7-16-7，每個(gè)第五滑輪7-16-7裝在與其對(duì)應(yīng)的第五銷(xiāo)軸7-16-6上，第 五銷(xiāo)軸7-16-6的兩端設(shè)置在與其對(duì)應(yīng)的第五銷(xiāo)軸孔7-16-2-1中，上爪7-16-1上與第一滑 輪7-10相對(duì)的一側(cè)端面上設(shè)有與第一滑輪7-10的輪弧面相一致的第一滑輪槽7-16-1-1， 上爪7-16-1的上端設(shè)有第三滑輪槽7-16-1-2，第三滑輪槽7-16-1-2兩側(cè)的上爪7_16_1 上分別設(shè)有第三銷(xiāo)軸孔7-16-1-3，第三滑輪7-16-3裝在第三銷(xiāo)軸7-16-4上，第三銷(xiāo)軸 7-16-4的兩端分別設(shè)置在第三滑輪槽7-16-1-2兩側(cè)的第三銷(xiāo)軸孔7-16-1-3中，上爪 7-16-1的下端設(shè)有開(kāi)口槽7-16-1-4，開(kāi)口槽7-16-1-4兩側(cè)的上爪7-16-1上分別設(shè)有第四 銷(xiāo)軸孔7-16-l-5，第四銷(xiāo)軸7-16-5的兩端分別設(shè)置在開(kāi)口槽7-16-1-4兩側(cè)的第四銷(xiāo)軸孔 7-16-1-5中。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖3和圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的絲杠驅(qū)動(dòng)總成 7-4由絲杠螺母7-4-l、齒輪軸7-4-2和外殼7-4-3組成，齒輪軸7-4-2位于絲杠螺母7-4-1 的下方，且齒輪軸7-4-2與絲杠螺母7-4-1固接，齒輪軸7-4-2上設(shè)有外齒7-4_2_1，齒輪軸 7-4-2和絲杠螺母7-4-1的組件通過(guò)軸承設(shè)置在外殼7-4-3中。其它組成及連接關(guān)系與具 體實(shí)施方式二或三相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖10、圖11和圖13說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的捕獲接 口裝置1由捕獲接口板l-l、捕獲錐l-2、捕獲法蘭l-3、捕獲引導(dǎo)燈l-4和三個(gè)連接銷(xiāo)1-5 組成，捕獲錐1-2的上端與捕獲法蘭1-3連接，捕獲法蘭1-3與捕獲錐1-2的組件垂直設(shè)置 在捕獲接口板1-1的下端，且捕獲法蘭l-3通過(guò)連接件與捕獲接口板1-1的下端面固接，捕 獲引導(dǎo)燈l-4安裝于捕獲錐1-2的下端，至少三個(gè)連接銷(xiāo)l-5均布設(shè)置在捕獲接口板1-1 的上端面上，捕獲接口板1-1的下端面上均布設(shè)有四個(gè)鎖定槽l-l-l，且四個(gè)鎖定槽1-1-1 與四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)7—一正對(duì)。捕獲引導(dǎo)燈l-4起捕獲引導(dǎo)作用。捕獲接口裝置l通過(guò)至少 三個(gè)連接銷(xiāo)1-5與載荷艙10連接。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖11說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的捕獲裝置2由第二直 流無(wú)刷電機(jī)2-l、第二諧波減速器2-2、小齒輪2-3、內(nèi)齒輪2-4、捕獲力矩傳感器2-5、薄壁軸 承2-6、連接環(huán)2-7、固定環(huán)2-8、旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9、三根鋼絲繩2_10、轉(zhuǎn)軸2-ll、捕獲支撐筒2_12、 第二電磁制動(dòng)器2-13和連接筒2-20組成，第二電磁制動(dòng)器2-13設(shè)置在第二直流無(wú)刷電機(jī) 2-1的輸入端上，第二諧波減速器2-2的輸入端與第二直流無(wú)刷電機(jī)2-1的輸出端連接，第 二直流無(wú)刷電機(jī)2-1和第二諧波減速器2-2設(shè)置在捕獲支撐筒2-12內(nèi)腔的下部，且第二直 流無(wú)刷電機(jī)2-1通過(guò)連接件固裝在捕獲支撐筒2-12的內(nèi)壁上，第二諧波減速器2-2上的剛 輪通過(guò)連接件與捕獲支撐筒2-12的側(cè)壁固接，小齒輪2-3安裝在第二諧波減速器2-2的輸 出端上，小齒輪2-3與內(nèi)齒輪2-4嚙合，內(nèi)齒輪2-4的上端面與捕獲力矩傳感器2-5的下端 面固接，捕獲力矩傳感器2-5的上端設(shè)置在薄壁軸承2-6上的內(nèi)環(huán)中心孔中，薄壁軸承2-6 上的外環(huán)設(shè)置在連接環(huán)2-7的中心孔內(nèi)，連接環(huán)2-7的上端面通過(guò)連接件與固定環(huán)2-8固 接，連接環(huán)2-7和固定環(huán)2-8的組件設(shè)置在捕獲支撐筒2-12內(nèi)腔的上部，且連接環(huán)2-7通
9過(guò)連接件與捕獲支撐筒2-12側(cè)壁固接，固定環(huán)2-8的下端面設(shè)有旋轉(zhuǎn)環(huán)安裝槽2-8-1 ，旋轉(zhuǎn) 環(huán)安裝槽2-8-1中裝有旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9，且旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9的下端與捕獲力矩傳感器2-5的上端面 固接，三根鋼絲繩2-10均布在固定環(huán)2-8和旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9的內(nèi)腔中，且每根鋼絲繩2-10的一 端與固定環(huán)2-8的內(nèi)壁固接，每根鋼絲繩2-10的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸2-11與旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9連接， 捕獲接口裝置1上的捕獲錐1-2與三根鋼絲繩2-10連接，連接筒2-20通過(guò)連接件與捕獲 力矩傳感器2-5的下端面連接。第二電磁制動(dòng)器2-13的型號(hào)為KEB COMBIPERM，第二電磁 制動(dòng)器2-13可以在捕獲運(yùn)動(dòng)完成時(shí)，鎖定整個(gè)捕獲裝置2，防止捕獲接口裝置1逃逸。小 齒輪2-3與內(nèi)齒輪2-4嚙合傳動(dòng)作為捕獲三根鋼絲繩2-10的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；三根鋼絲繩2-10 作為捕獲的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；第二直流無(wú)刷電機(jī)2-l和第二諧波減速器2-2作為捕獲的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9相對(duì)于固定環(huán)2-8沒(méi)有角度偏移量時(shí)，三根鋼絲繩2-10處于最大展開(kāi)狀態(tài)，見(jiàn) 圖17 ;當(dāng)旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9隨驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)三根鋼絲繩2-10收攏接觸捕獲錐1-2，在捕獲 錐1-2上產(chǎn)生接觸力F，在接觸力F的作用下，捕獲接口裝置1逐步趨近捕獲裝置2中央，見(jiàn) 圖18 ;旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9相對(duì)于固定環(huán)2-8處于最大角度偏移時(shí)，三根鋼絲繩2-10處于最小收攏 狀態(tài)，見(jiàn)圖19。第二直流無(wú)刷電機(jī)2-l的型號(hào)為Kit Frameless ;第二諧波減速器2-2的型 號(hào)為HFUS-20-80-2S0 ;小齒輪2-3的齒數(shù)為17、模數(shù)為2 ;內(nèi)齒輪2-4的齒數(shù)為182、模數(shù)為 2 ;捕獲力矩傳感器2-5采用由應(yīng)變梁和應(yīng)變片構(gòu)成的力矩傳感器測(cè)量捕獲力的大小，實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)的閉環(huán)控制；薄壁軸承2-6的型號(hào)為CNG120BCA1，薄壁軸承2_6增加了系統(tǒng)的捕獲范 圍。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖10和圖12說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的拖動(dòng)裝置3由 第一直流無(wú)刷電機(jī)3-l、第一諧波減速器3-2、主動(dòng)齒輪3-3、被動(dòng)齒輪3-4、滾珠絲杠3_5、 絲杠法蘭3-6、滾珠螺母3-7、壓縮彈簧3-8、拖動(dòng)力矩傳感器3-9、第一電磁制動(dòng)器3_10、三 個(gè)導(dǎo)軌組件3-11和直線電位計(jì)3-12組成，第一電磁制動(dòng)器3-10設(shè)置在第一直流無(wú)刷電 機(jī)3-l的輸入端上，第一諧波減速器3-2的輸入端與第一直流無(wú)刷電機(jī)3-l的輸出端連接， 第一直流無(wú)刷電機(jī)3-1通過(guò)連接件固裝在支撐圓筒4的內(nèi)壁上，第一諧波減速器3-2上的 剛輪通過(guò)連接件與第一直流無(wú)刷電機(jī)3-1下端連接，主動(dòng)齒輪3-3安裝在第一諧波減速器 3-2的輸出端上，主動(dòng)齒輪3-3與被動(dòng)齒輪3-4嚙合，被動(dòng)齒輪3-4安裝在滾珠絲杠3_5的 輸入端上，滾珠絲杠3-5的下端通過(guò)軸承設(shè)置在絲杠法蘭3-6中，絲杠法蘭3-6通過(guò)連接件 與支撐圓筒4的內(nèi)壁連接，滾珠螺母3-7與滾珠絲杠3-5螺紋連接，壓縮彈簧3-8套裝在 滾珠螺母3-7上，拖動(dòng)力矩傳感器3-9上的應(yīng)變梁支撐筒3-9-1套裝在壓縮彈簧3-8上，且 拖動(dòng)力矩傳感器3-9上的應(yīng)變梁支撐筒3-9-1通過(guò)連接件與滾珠螺母3-7連接，滾珠絲杠 3-5的上端通過(guò)軸承與捕獲裝置2上的連接筒2-20連接，拖動(dòng)力矩傳感器3-9上的三根應(yīng) 變梁3-9-2的外側(cè)端面與捕獲裝置2上的捕獲支撐筒2-12的內(nèi)壁連接，三個(gè)導(dǎo)軌組件3-11 與支撐圓筒4的軸線平行設(shè)置，且三個(gè)導(dǎo)軌組件3-11均布設(shè)置在捕獲裝置2上的捕獲支 撐筒2-12的外壁處，每個(gè)導(dǎo)軌組件3-11由上直線軸承3-ll-l、下直線軸承3-ll-2、上基 座3-ll-3、下基座3-11-4和導(dǎo)軌3-11-5組成，導(dǎo)軌3-11-5的上端穿過(guò)上直線軸承3_11_1 上的中心孔且設(shè)置在上基座3-11-3上的中心孔內(nèi)，導(dǎo)軌3-11-5的下端穿過(guò)下直線軸承 3-11-2上的中心孔且設(shè)置在下基座3-11-4上的中心孔內(nèi)，每個(gè)導(dǎo)軌組件3-11上的上直線 軸承3-11-1和下直線軸承3-11-2分別與捕獲裝置2上的捕獲支撐筒2-12的外壁連接，每 個(gè)導(dǎo)軌組件3-11上的上基座3-11-3和下基座3-11-4分別與支撐圓筒4的內(nèi)壁連接；上直
10線軸承3-11-1和下直線軸承3-11-2的型號(hào)均為L(zhǎng)M10LUU。沿圓周均布的三個(gè)上直線軸承 3-11-1和三個(gè)下直線軸承3-11-2作為拖動(dòng)裝置3的支撐機(jī)構(gòu)，具有啟動(dòng)力矩小、摩擦小、傳 動(dòng)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)；拖動(dòng)力矩傳感器3-9由應(yīng)變梁支撐筒3-9-l、三根應(yīng)變梁3-9-2和三個(gè)全橋 應(yīng)變片3-9-3組成，三根應(yīng)變梁3-9-2均布設(shè)置在應(yīng)變梁支撐筒3-9-1的外徑上，三根應(yīng)變 梁3-9-2的上端面上粘貼有一個(gè)全橋應(yīng)變片3-9-3，每組全橋應(yīng)變片3-9-3用來(lái)檢測(cè)與其對(duì) 應(yīng)的應(yīng)變梁3-9-2的應(yīng)變，拖動(dòng)力矩傳感器3-9可以有效的檢測(cè)拖動(dòng)力的大小，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手 的閉環(huán)控制，并且可以檢測(cè)出外加載荷的偏載情況；直線電位計(jì)3-12通過(guò)連接件固裝在捕 獲裝置2上的捕獲支撐筒2-12的外壁上。直線電位計(jì)3-12的型號(hào)為MBW150，該型號(hào)的電 位計(jì)其直線分辨率可以達(dá)到O. Olmm，具有較高的測(cè)量精度和重復(fù)精度。直線電位計(jì)3-12作 為拖動(dòng)裝置3拖動(dòng)狀態(tài)的測(cè)量?jī)x器，可以實(shí)時(shí)反應(yīng)出拖動(dòng)裝置3的拖動(dòng)位置。滾珠絲杠3-5 與滾珠螺母3-7傳動(dòng)作為拖動(dòng)裝置3的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有啟動(dòng)力矩小、摩擦小、傳動(dòng)平穩(wěn)、不易 爬行的優(yōu)點(diǎn)。第一電磁制動(dòng)器3-10作為驅(qū)動(dòng)拖動(dòng)裝置3的鎖定機(jī)構(gòu)，保證在系統(tǒng)斷電以后 仍然可以保持拖動(dòng)狀態(tài)。第一電磁制動(dòng)器3-10的型號(hào)為KEB COMBIPERM，第一電磁制動(dòng)器 3-10作為拖動(dòng)裝置3的鎖定機(jī)構(gòu)，保證在拖動(dòng)裝置3斷電以后仍然可以保持鎖定狀態(tài)，第 一電磁制動(dòng)器3-10可以在拖動(dòng)移動(dòng)完成時(shí)，鎖定拖動(dòng)裝置3。第一直流無(wú)刷電機(jī)3-l的型 號(hào)為KitFrameless，第一諧波減速器3-2的型號(hào)為HFUS-20-80-2S0，利用第一直流無(wú)刷電 機(jī)3-1和第一諧波減速器3-2作為拖動(dòng)裝置3的拖動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。主動(dòng)齒輪3-3和被動(dòng)齒輪 3-4的齒數(shù)均為48、模數(shù)為2。滾珠絲杠3-5的型號(hào)為SFU3210-4，螺距為10mm。壓縮彈簧 3-8有效的減小了拖動(dòng)裝置3在拖動(dòng)過(guò)程中的沖擊。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
六相同。
具體實(shí)施方式
八結(jié)合圖10、圖13和圖14說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的凸輪定 位裝置6由凸輪定位環(huán)6-1和三個(gè)定位凸輪6-2組成，凸輪定位環(huán)6-1的端面上均布設(shè)有 三個(gè)定位槽6-l-l，每個(gè)定位槽6-1-1中配有一個(gè)定位凸輪6-2，每個(gè)定位凸輪6-2的根部 固裝在捕獲接口裝置1上的捕獲法蘭1-3上。三個(gè)定位凸輪6-2在拖動(dòng)裝置3作用下向凸 輪定位環(huán)6-1靠近，三個(gè)定位凸輪6-2與凸輪定位環(huán)6-1上的定位槽6-1-1配合，實(shí)現(xiàn)了捕 獲接口裝置1與支撐圓筒4的精確定位。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
七相同。
具體實(shí)施方式
九結(jié)合圖10、圖15和圖16說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí) 施方式八不同的是它還增加有六個(gè)冗余平面檢測(cè)開(kāi)關(guān)組件17，冗余平面檢測(cè)開(kāi)關(guān)組件17 由開(kāi)關(guān)支撐座17-1、兩個(gè)開(kāi)關(guān)彈簧17-2、導(dǎo)電長(zhǎng)半環(huán)17-3、兩個(gè)導(dǎo)電二分之一長(zhǎng)半環(huán)17-4、 兩個(gè)接觸開(kāi)關(guān)帽17-5和接觸開(kāi)關(guān)罩17-6組成，兩個(gè)導(dǎo)電二分之一長(zhǎng)半環(huán)17-4對(duì)稱(chēng)設(shè)置且 與導(dǎo)電長(zhǎng)半環(huán)17-3形成長(zhǎng)環(huán)，兩個(gè)開(kāi)關(guān)彈簧17-2分別垂直設(shè)置在開(kāi)關(guān)支撐座17-1的上端 面上，且兩個(gè)開(kāi)關(guān)彈簧17-2分別位于長(zhǎng)環(huán)內(nèi)孔的兩端，每個(gè)開(kāi)關(guān)彈簧17-2上套裝有一個(gè)接 觸開(kāi)關(guān)帽17-5，接觸開(kāi)關(guān)罩17-6套在兩個(gè)接觸開(kāi)關(guān)帽17-5、導(dǎo)電長(zhǎng)半環(huán)17-3和兩個(gè)導(dǎo)電 二分之一長(zhǎng)半環(huán)17-4的外面，且接觸開(kāi)關(guān)罩17-6的底端面與開(kāi)關(guān)支撐座17-1的上端面接 觸，凸輪定位裝置6上的凸輪定位環(huán)6-1的上端面上均布設(shè)有六個(gè)開(kāi)關(guān)組件安裝槽6-1-2， 每個(gè)開(kāi)關(guān)組件安裝槽6-1-2中裝有一個(gè)冗余平面檢測(cè)開(kāi)關(guān)組件17。當(dāng)拖動(dòng)完成時(shí)，捕獲接 口裝置1上的捕獲接口板1-1的下端面開(kāi)始觸碰接觸開(kāi)關(guān)帽17-5頂端，使得接觸開(kāi)關(guān)帽 17-5上有外加載荷Fa作用，在載荷Fa的作用下，接觸開(kāi)關(guān)帽17_5向下移動(dòng)，兩個(gè)導(dǎo)電四 分之一半環(huán)17-4與導(dǎo)電長(zhǎng)半環(huán)17-3構(gòu)成的閉合電路導(dǎo)通，當(dāng)捕獲完成，而拖動(dòng)未開(kāi)始時(shí)，捕獲接口裝置1上的捕獲接口板1-1的下端面只接觸單個(gè)接觸開(kāi)關(guān)帽17-5，兩個(gè)導(dǎo)電四分 之一半環(huán)17-4與導(dǎo)電長(zhǎng)半環(huán)17-3不構(gòu)成的閉合電路，不會(huì)有信號(hào)輸出，因此，有效地剔除 了由于干擾造成的誤信號(hào)。開(kāi)關(guān)彈簧17-2起到復(fù)位接觸開(kāi)關(guān)帽17-5的作用。接觸開(kāi)關(guān)罩 17-6起保護(hù)作用。開(kāi)關(guān)支撐座17-1起支撐作用。利用六個(gè)冗余平面檢測(cè)開(kāi)關(guān)組件17作為 平面接觸的檢測(cè)設(shè)備，有效的剔除了錯(cuò)誤的位置和偏載信號(hào)。其它組成及連接關(guān)系與具體 實(shí)施方式八相同。
具體實(shí)施方式
十結(jié)合圖10和圖14說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方 式九不同的是它還增加有攝像頭18，攝像頭18通過(guò)連接件安裝在支撐圓筒4的外側(cè)壁上。 捕獲裝置2、拖動(dòng)裝置3、支撐圓筒4和機(jī)械手法蘭5的組件在機(jī)械臂11的帶動(dòng)下趨近空間 載荷艙10時(shí)，攝像頭18可以正確引導(dǎo)機(jī)械臂11趨近空間載荷艙10上的捕獲接口裝置1。 其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
九相同。 本發(fā)明的工作原理見(jiàn)圖26，首先將本發(fā)明的空間鎖定電氣連接一體化機(jī)構(gòu)上的 捕獲裝置2、拖動(dòng)裝置3、支撐圓筒4、機(jī)械手法蘭5和四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)7的組件安裝于機(jī)械臂 11的輸出端上，機(jī)械臂11的固定端安裝于空間工作艙12上，捕獲接口裝置1安裝于空間載 荷艙10上。捕獲原理上述組件在機(jī)械臂11的帶動(dòng)下趨近捕獲接口裝置l，直至捕獲接口 裝置1上的捕獲錐1-2進(jìn)入捕獲裝置2上的捕獲支撐筒2-12內(nèi)腔時(shí)，首先實(shí)施捕獲。捕獲 時(shí)，啟動(dòng)第二直流無(wú)刷電機(jī)2-1，通過(guò)第二諧波減速器2-2帶動(dòng)小齒輪2-3轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)內(nèi)齒輪 2-4帶動(dòng)捕獲力矩傳感器2-5轉(zhuǎn)動(dòng)，捕獲力矩傳感器2-5帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9轉(zhuǎn)動(dòng)，三根鋼絲繩 2-10在旋轉(zhuǎn)環(huán)2-9的帶動(dòng)下將捕獲接口裝置1上的捕獲錐1-2夾緊，即完成空間捕獲，見(jiàn)圖 20。拖動(dòng)原理啟動(dòng)第一直流無(wú)刷電機(jī)3-l，通過(guò)第一諧波減速器3-2帶動(dòng)主動(dòng)齒輪3-3轉(zhuǎn) 動(dòng)，通過(guò)被動(dòng)齒輪3-4帶動(dòng)滾珠絲杠3-5轉(zhuǎn)動(dòng)，滾珠螺母3-7沿滾珠絲杠3-5向下移動(dòng)，通 過(guò)拖動(dòng)力矩傳感器3-9帶動(dòng)捕獲裝置2上的捕獲支撐筒2-12向下移動(dòng)，捕獲支撐筒2-12 帶動(dòng)上直線軸承3-11-1和下直線軸承3-11-2沿導(dǎo)軌3-11-5向下移動(dòng)，即完成空間拖動(dòng)， 見(jiàn)圖21和圖22。以一個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)7說(shuō)明鎖緊和電氣連接原理在完成空間捕獲和空間拖 動(dòng)后，啟動(dòng)第三直流無(wú)刷電機(jī)14正轉(zhuǎn)，通過(guò)第三諧波減速器13帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪9轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò) 大齒輪8帶動(dòng)齒輪軸7-4-2上的外齒7-4-2-1轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪軸7_4_2帶動(dòng)絲杠螺母7_4_1轉(zhuǎn) 動(dòng)，絲杠7-3沿直線軸承7-2向上移動(dòng)，絲杠7-3同時(shí)帶動(dòng)插座架支撐體7-5向上移動(dòng)，電 氣插座架7-7隨之向上移動(dòng)，兩個(gè)第一滑輪7-10帶動(dòng)兩個(gè)鎖定爪7-16向上移動(dòng)，(由于兩 個(gè)第五滑輪7-16-7是沿直線支撐體7-1的側(cè)端面7-1-6上下滾動(dòng))，兩個(gè)鎖定爪7-16分別 通過(guò)各自對(duì)應(yīng)的立板7-14帶動(dòng)鎖緊力矩傳感器7-12、導(dǎo)桿7-11和緩沖彈簧7-13向上，直 至每個(gè)鎖定爪7-16上的兩個(gè)第三滑輪7-16-3進(jìn)入與其對(duì)應(yīng)的捕獲接口板1-1上的鎖定槽 l-l-l，見(jiàn)圖24，此時(shí)，第五滑輪7-16-7與斜面7-1-5的下端接觸、導(dǎo)桿7_11的上端面與直 線支撐體7-1的下端面接觸，導(dǎo)桿7-11將緩沖彈簧7-13壓縮；當(dāng)?shù)谖寤?-16-7走至斜 面7-1-5的頂端時(shí)，鎖定爪7-16以第二銷(xiāo)軸7-15為軸心，上爪7-16-1向外張，下爪7_16_2 向內(nèi)收，上爪7-16-1卡在捕獲接口板1-1上的鎖定槽1-1-1中，同時(shí)電氣插座7-8與安裝 在鎖定槽1-1-1中的電氣插頭16連接，見(jiàn)圖25，即鎖緊和電氣連接同步完成。第三直流無(wú) 刷電機(jī)14反轉(zhuǎn)，鎖定機(jī)構(gòu)7恢復(fù)到原始位置，見(jiàn)圖23。
1權(quán)利要求
一種空間鎖定電氣連接一體化機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)包括捕獲接口裝置(1)、捕獲裝置(2)、拖動(dòng)裝置(3)、支撐圓筒(4)、機(jī)械手法蘭(5)和凸輪定位裝置(6)，所述拖動(dòng)裝置(3)、捕獲裝置(2)和凸輪定位裝置(6)上的凸輪定位環(huán)(6-1)由下至上依次設(shè)置在支撐圓筒(4)的內(nèi)腔中，機(jī)械手法蘭(5)與支撐圓筒(4)的下端面連接，捕獲接口裝置(1)位于凸輪定位裝置(6)上的凸輪定位環(huán)(6-1)的上方，且捕獲裝置(2)上的三根鋼絲繩(2-10)與捕獲接口裝置(1)上的捕獲錐(1-2)接觸，安裝在捕獲接口裝置(1)上的定位凸輪(6-2)設(shè)置在凸輪定位環(huán)(6-1)上的定位槽(6-1-1)中，其特征在于所述機(jī)構(gòu)還包括四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)(7)、大齒輪(8)、驅(qū)動(dòng)齒輪(9)、第三諧波減速器(13)、第三直流無(wú)刷電機(jī)(14)、第三電磁制動(dòng)器(15)和四個(gè)電氣插頭(16)，四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)(7)均布在支撐圓筒(4)外，且每個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)(7)上的支撐體(7-1)上的圓弧面(7-1-1)與支撐圓筒(4)的上端外側(cè)壁固接，大齒輪(8)固裝在支撐圓筒(4)的下端，且大齒輪(8)同時(shí)與四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)(7)上的外齒(7-4-2-1)和驅(qū)動(dòng)齒輪(9)嚙合，驅(qū)動(dòng)齒輪(9)設(shè)置在第三諧波減速器(13)的輸出端上，第三諧波減速器(13)的輸入端與第三直流無(wú)刷電機(jī)(14)的輸出端連接，第三電磁制動(dòng)器(15)設(shè)置在第三直流無(wú)刷電機(jī)(14)的輸入端上，第三直流無(wú)刷電機(jī)(14)固裝在支撐圓筒(4)的外側(cè)壁上，捕獲接口裝置(1)上的每個(gè)鎖定槽(1-1-1)中裝有一個(gè)電氣插頭(16)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述空間鎖定電氣連接一體化機(jī)構(gòu)，其特征在于所述每個(gè)鎖定機(jī) 構(gòu)(7)由直線支撐體(7-l)、直線軸承(7-2)、絲杠(7-3)、絲杠驅(qū)動(dòng)總成(7-4)、插座架支撐 體(7-5)、壓緊螺母(7-6)、電氣插座架(7-7)、電氣插座(7-8)、兩個(gè)第一銷(xiāo)軸(7-9)、兩個(gè)第 一滑輪(7-10)、導(dǎo)桿(7-ll)、鎖緊力矩傳感器(7-12)、緩沖彈簧(7-13)、兩個(gè)立板(7-14)、 兩個(gè)第二銷(xiāo)軸(7-15)、兩個(gè)鎖定爪(7-16)、兩個(gè)第三銷(xiāo)軸(7-17)、兩個(gè)第三滑輪(7-18)、 兩個(gè)復(fù)位彈簧(7-19)、兩個(gè)第六銷(xiāo)軸(7-20)、第二直線電位計(jì)(7-21)和直線電位計(jì)電刷 (7-22)組成，直線支撐體(7-1)與支撐圓筒(4)相對(duì)的端面上設(shè)有與支撐圓筒(4)的外徑 相一致的圓弧面(7-1-1)，直線支撐體(7-1)上的圓弧面(7-1-1)外側(cè)設(shè)有凸緣(7-1-2)， 凸緣(7-1-2)的上端面上設(shè)有凹槽(7-1-3)，凹槽(7-1-3)兩側(cè)的凸緣側(cè)壁的上端面設(shè)有 斜面(7-1-5)，凸緣(7-1-2)的兩側(cè)端面上設(shè)有導(dǎo)軌槽(7-1-4)，凹槽(7-1-3)的底端面上 設(shè)有直線軸承孔(7-1-5)，直線軸承(7-2)設(shè)置在直線軸承孔(7-1-5)中，絲杠(7-3)設(shè)置 在直線軸承(7-2)上的中心孔內(nèi)，絲杠(7-3)的上端穿過(guò)插座架支撐體(7-5)的中心孔與 壓緊螺母(7-6)螺紋連接，插座架支撐體(7-5)的上端與電氣插座架(7-7)的下端固接， 電氣插座架(7-7)的上端面上設(shè)有電氣插座槽(7-7-1)，電氣插座(7-8)安裝在電氣插座 槽(7-7-1)中，電氣插座架(7-7)的兩端分別設(shè)有第一銷(xiāo)軸孔(7-7-2)，每個(gè)第一銷(xiāo)軸孔 (7-7-2)中裝有一個(gè)第一銷(xiāo)軸(7-9)，每個(gè)第一銷(xiāo)軸(7-9)上裝有一個(gè)第一滑輪(7-10)，導(dǎo) 桿(7-11)套裝在絲杠(7-3)的中部，導(dǎo)桿(7-11)的下端設(shè)置在鎖緊力矩傳感器(7-12)上 的中心孔中，緩沖彈簧(7-13)套裝在導(dǎo)桿(7-11)上，每個(gè)立板(7-14)的上端設(shè)有第二銷(xiāo) 軸孔(7-14-1)，第二銷(xiāo)軸孔(7-14-1)下方的立板(7-14)上設(shè)有第六銷(xiāo)軸孔(7-14-2)，位 于第六銷(xiāo)軸孔(7-14-2)下方的立板(7-14)上設(shè)有導(dǎo)軌(7-14-3)，兩個(gè)立板(7-14)對(duì)稱(chēng) 設(shè)置在支撐體(7-1)的兩側(cè)，且立板(7-14)上的導(dǎo)軌(7-14-3)設(shè)置在與其對(duì)應(yīng)的直線支 撐體(7-1)上的導(dǎo)軌槽(7-1-4)中，導(dǎo)軌(7-14-3)沿導(dǎo)軌槽(7-1-4)上下滑動(dòng)，每個(gè)立板 (7-14)的下端面與鎖緊力矩傳感器(7-12)的上端面連接，兩個(gè)鎖定爪(7-16)對(duì)稱(chēng)設(shè)置，且 每個(gè)鎖定爪(7-16)上的第二銷(xiāo)軸孔(7-16-2-3)與立板(7-14)上的第二銷(xiāo)軸孔(7_14_1)通過(guò)一個(gè)第二銷(xiāo)軸(7-15)連接，每個(gè)鎖定爪(7-16)上的第四銷(xiāo)軸(7-16-5)下方配有一個(gè) 復(fù)位彈簧(7-19)，且每個(gè)復(fù)位彈簧(7-19)的上端與其對(duì)應(yīng)的第四銷(xiāo)軸(7-16-5)連接，每 個(gè)復(fù)位彈簧(7-19)的下端與其對(duì)應(yīng)的第六銷(xiāo)軸(7-20)連接，絲杠(7-3)的下端設(shè)置在絲 杠驅(qū)動(dòng)總成(7-4)中，且絲杠(7-3)與絲杠驅(qū)動(dòng)總成(7-4)上的絲杠螺母(7-4-1)螺紋連 接，第二直線電位計(jì)(7-21)設(shè)置在凹槽(7-1-3)內(nèi)，且第二直線電位計(jì)(7-21)固裝在直 線支撐體(7-1)上，直線電位計(jì)電刷(7-22)設(shè)置在第二直線電位計(jì)(7-21)與插座架支撐 體(7-5)之間，且直線電位計(jì)電刷(7-22)固裝在插座架支撐體(7-5)上，直線電位計(jì)電刷 (7-22)的刷頭第二直線電位計(jì)(7-21)接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述空間鎖定電氣連接一體化機(jī)構(gòu)，其特征在于所述每個(gè)鎖定 爪(7-16)由上爪(7-16-1)、兩個(gè)下爪(7-16-2)、第三滑輪(7-16-3)、第三銷(xiāo)軸(7-16-4)、 第四銷(xiāo)軸(7-16-5)、兩個(gè)第五銷(xiāo)軸(7-16-6)和兩個(gè)第五滑輪(7-16-7)組成，每個(gè)下爪 (7-16-2)的下端設(shè)有第五銷(xiāo)軸孔(7-16-2-1)，每個(gè)下爪(7-16-2)下方設(shè)有第五滑輪通槽 (7-16-2-2)，每個(gè)下爪(7-16-2)的上端設(shè)有第二銷(xiāo)軸孔(7-16-2-3)，兩個(gè)下爪(7-16-2)平 行設(shè)置在上爪(7-16-1)的下方，且兩個(gè)下爪(7-16-2)上的第二銷(xiāo)軸孔(7-16-2-3)正對(duì)， 兩個(gè)下爪(7-16-2)上的第五銷(xiāo)軸孔(7-16-2-1)正對(duì)，上爪(7-16-1)與兩個(gè)下爪(7_16_2) 制成一體，每個(gè)下爪(7-16-2)的第五滑輪通槽(7-16-2-2)處設(shè)有一個(gè)第五滑輪(7_16_7)， 每個(gè)第五滑輪(7-16-7)裝在與其對(duì)應(yīng)的第五銷(xiāo)軸(7-16-6)上，第五銷(xiāo)軸(7-16-6)的 兩端設(shè)置在與其對(duì)應(yīng)的第五銷(xiāo)軸孔(7-16-2-1)中，上爪(7-16-1)上與第一滑輪(7-10) 相對(duì)的一側(cè)端面上設(shè)有與第一滑輪(7-10)的輪弧面相一致的第一滑輪槽(7-16-1-1)， 上爪(7-16-1)的上端設(shè)有第三滑輪槽(7-16-1-2)，第三滑輪槽(7-16-1-2)兩側(cè)的上爪 (7-16-1)上分別設(shè)有第三銷(xiāo)軸孔(7-16-1-3)，第三滑輪(7-16-3)裝在第三銷(xiāo)軸(7_16_4) 上，第三銷(xiāo)軸(7-16-4)的兩端分別設(shè)置在第三滑輪槽(7-16-1-2)兩側(cè)的第三銷(xiāo)軸孔 (7-16-1-3)中，上爪(7-16-1)的下端設(shè)有開(kāi)口槽(7-16-1-4)，開(kāi)口槽(7-16-1-4)兩側(cè)的 上爪(7-16-1)上分別設(shè)有第四銷(xiāo)軸孔(7-16-1-5)，第四銷(xiāo)軸(7-16-5)的兩端分別設(shè)置在 開(kāi)口槽(7-16-1-4)兩側(cè)的第四銷(xiāo)軸孔(7-16-1-5)中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述空間鎖定電氣連接一體化機(jī)構(gòu)，其特征在于所述絲杠驅(qū) 動(dòng)總成(7-4)由絲杠螺母(7-4-1)、齒輪軸(7-4-2)和外殼(7_4_3)組成，齒輪軸(7_4_2)位 于絲杠螺母(7-4-1)的下方，且齒輪軸(7-4-2)與絲杠螺母(7-4-1)固接，齒輪軸(7_4_2) 上設(shè)有外齒(7-4-2-1)，齒輪軸(7-4-2)和絲杠螺母(7-4-1)的組件設(shè)置在外殼(7_4_3) 中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述空間鎖定電氣連接一體化機(jī)構(gòu)，其特征在于所述捕獲接口裝 置(1)由捕獲接口板(l-l)、捕獲錐(l-2)、捕獲法蘭(l-3)、捕獲引導(dǎo)燈(1-4)和三個(gè)連 接銷(xiāo)(1-5)組成，捕獲錐(1-2)的上端與捕獲法蘭(1-3)連接，捕獲法蘭(1-3)與捕獲錐 (1-2)的組件垂直設(shè)置在捕獲接口板(1-1)的下端，且捕獲法蘭(1-3)與捕獲接口板(1-1) 的下端面固接，捕獲引導(dǎo)燈(1-4)安裝于捕獲錐(1-2)的下端，至少三個(gè)連接銷(xiāo)(1-5)均布 設(shè)置在捕獲接口板(1-1)的上端面上，捕獲接口板(1-1)的下端面上均布設(shè)有四個(gè)鎖定槽 (1-1-1)，且四個(gè)鎖定槽(1-1-1)與四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)(7) —一正對(duì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述空間鎖定電氣連接一體化機(jī)構(gòu)，其特征在于所述捕獲裝置 (2)由第二直流無(wú)刷電機(jī)(2-l)、第二諧波減速器(2-2)、小齒輪(2-3)、內(nèi)齒輪(2-4)、捕獲力矩傳感器(2-5)、薄壁軸承(2-6)、連接環(huán)(2-7)、固定環(huán)(2-8)、旋轉(zhuǎn)環(huán)(2-9)、三根鋼絲 繩(2-10)、轉(zhuǎn)軸(2-ll)、捕獲支撐筒(2-12)、第二電磁制動(dòng)器(2-13)和連接筒(2-20)組 成，第二電磁制動(dòng)器(2-13)設(shè)置在第二直流無(wú)刷電機(jī)(2-1)的輸入端上，第二諧波減速器 (2-2)的輸入端與第二直流無(wú)刷電機(jī)(2-1)的輸出端連接，第二直流無(wú)刷電機(jī)(2-1)和第 二諧波減速器(2-2)設(shè)置在捕獲支撐筒(2-12)內(nèi)腔的下部，且第二直流無(wú)刷電機(jī)(2-1)固 裝在捕獲支撐筒(2-12)的內(nèi)壁上，第二諧波減速器(2-2)上的剛輪與捕獲支撐筒(2-12) 的側(cè)壁固接，小齒輪(2-3)安裝在第二諧波減速器(2-2)的輸出端上，小齒輪(2-3)與內(nèi) 齒輪(2-4)嚙合，內(nèi)齒輪(2-4)的上端面與捕獲力矩傳感器(2-5)的下端面固接，捕獲力 矩傳感器(2-5)的上端設(shè)置在薄壁軸承(2-6)上的內(nèi)環(huán)中心孔中，薄壁軸承(2-6)上的外 環(huán)設(shè)置在連接環(huán)(2-7)的中心孔內(nèi)，連接環(huán)(2-7)的上端面與固定環(huán)(2-8)固接，連接環(huán) (2-7)和固定環(huán)(2-8)的組件設(shè)置在捕獲支撐筒(2-12)內(nèi)腔的上部，且連接環(huán)(2-7)與捕 獲支撐筒(2-12)側(cè)壁固接，固定環(huán)(2-8)的下端面設(shè)有旋轉(zhuǎn)環(huán)安裝槽(2-8-1)，旋轉(zhuǎn)環(huán)安裝 槽(2-8-1)中裝有旋轉(zhuǎn)環(huán)(2-9)，且旋轉(zhuǎn)環(huán)(2-9)的下端與捕獲力矩傳感器(2-5)的上端 面固接，三根鋼絲繩(2-10)均布在固定環(huán)(2-8)和旋轉(zhuǎn)環(huán)(2-9)的內(nèi)腔中，且每根鋼絲繩 (2-10)的一端與固定環(huán)(2-8)的內(nèi)壁固接，每根鋼絲繩(2-10)的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸(2-11) 與旋轉(zhuǎn)環(huán)(2-9)連接，捕獲接口裝置(1)上的捕獲錐(1-2)與三根鋼絲繩(2-10)連接，連 接筒(2-20)與捕獲力矩傳感器(2-5)的下端面連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述空間鎖定電氣連接一體化機(jī)構(gòu)，其特征在于所述拖動(dòng)裝置(3) 由第一直流無(wú)刷電機(jī)(3-l)、第一諧波減速器(3-2)、主動(dòng)齒輪(3-3)、被動(dòng)齒輪(3-4)、滾 珠絲杠(3-5)、絲杠法蘭(3-6)、滾珠螺母(3-7)、壓縮彈簧(3-8)、拖動(dòng)力矩傳感器(3-9)、 第一電磁制動(dòng)器(3-10)、三個(gè)導(dǎo)軌組件(3-11)和直線電位計(jì)(3-12)組成，第一電磁制動(dòng) 器(3-10)設(shè)置在第一直流無(wú)刷電機(jī)(3-1)的輸入端上，第一諧波減速器(3-2)的輸入端 與第一直流無(wú)刷電機(jī)(3-1)的輸出端連接，第一直流無(wú)刷電機(jī)(3-1)固裝在支撐圓筒(4) 的內(nèi)壁上，第一諧波減速器(3-2)上的剛輪與第一直流無(wú)刷電機(jī)(3-1)下端連接，主動(dòng)齒 輪(3-3)安裝在第一諧波減速器(3-2)的輸出端上，主動(dòng)齒輪(3-3)與被動(dòng)齒輪(3-4)嚙 合，被動(dòng)齒輪(3-4)安裝在滾珠絲杠(3-5)的輸入端上，滾珠絲杠(3-5)的下端設(shè)置在絲 杠法蘭(3-6)中，絲杠法蘭(3-6)與支撐圓筒(4)的內(nèi)壁連接，滾珠螺母(3-7)與滾珠絲 杠(3-5)螺紋連接，壓縮彈簧(3-8)套裝在滾珠螺母(3-7)上，拖動(dòng)力矩傳感器(3-9)上的 應(yīng)變梁支撐筒(3-9-1)套裝在壓縮彈簧(3-8)上，且拖動(dòng)力矩傳感器(3-9)上的應(yīng)變梁支 撐筒(3-9-1)與滾珠螺母(3-7)連接，滾珠絲杠(3-5)的上端與捕獲裝置(2)上的連接筒 (2-20)連接，拖動(dòng)力矩傳感器(3-9)上的三根應(yīng)變梁(3-9-2)的外側(cè)端面與捕獲裝置(2) 上的捕獲支撐筒(2-12)的內(nèi)壁連接，三個(gè)導(dǎo)軌組件(3-11)與支撐圓筒(4)的軸線平行設(shè) 置，且三個(gè)導(dǎo)軌組件(3-11)均布設(shè)置在捕獲裝置(2)上的捕獲支撐筒(2-12)的外壁處， 每個(gè)導(dǎo)軌組件(3-11)由上直線軸承(3-11-1)、下直線軸承(3-11-2)、上基座(3-11-3)、下 基座(3-11-4)和導(dǎo)軌(3-11-5)組成，導(dǎo)軌(3-11-5)的上端穿過(guò)上直線軸承(3-11-1)上 的中心孔且設(shè)置在上基座(3-11-3)上的中心孔內(nèi)，導(dǎo)軌(3-11-5)的下端穿過(guò)下直線軸承 (3-11-2)上的中心孔且設(shè)置在下基座(3-11-4)上的中心孔內(nèi)，每個(gè)導(dǎo)軌組件(3-11)上的 上直線軸承(3-11-1)和下直線軸承(3-11-2)分別與捕獲裝置(2)上的捕獲支撐筒(2-12) 的外壁連接，每個(gè)導(dǎo)軌組件(3-11)上的上基座(3-11-3)和下基座(3-11-4)分別與支撐圓筒(4)的內(nèi)壁連接，拖動(dòng)力矩傳感器(3-9)由應(yīng)變梁支撐筒(3-9-1)、三根應(yīng)變梁(3-9-2) 和三個(gè)全橋應(yīng)變片(3-9-3)組成，三根應(yīng)變梁(3-9-2)均布設(shè)置在應(yīng)變梁支撐筒(3-9-1) 的外徑上，三根應(yīng)變梁(3-9-2)的上端面上粘貼有一個(gè)全橋應(yīng)變片(3-9-3)，直線電位計(jì) (3-12)固裝在捕獲裝置(2)上的捕獲支撐筒(2-12)的外壁上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述用于太空環(huán)境的大型機(jī)械手，其特征在于所述凸輪定位裝置 (6)由凸輪定位環(huán)(6-1)和三個(gè)定位凸輪(6-2)組成，凸輪定位環(huán)(6-1)的端面上均布設(shè)有 三個(gè)定位槽(6-1-1)，每個(gè)定位槽(6-1-1)中配有一個(gè)定位凸輪(6-2)，每個(gè)定位凸輪(6-2) 的根部固裝在捕獲接口裝置(1)上的捕獲法蘭(1-3)上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述用于太空環(huán)境的大型機(jī)械手，其特征在于所述機(jī)械手還包括 六個(gè)冗余平面檢測(cè)開(kāi)關(guān)組件(17)，所述冗余平面檢測(cè)開(kāi)關(guān)組件(17)由開(kāi)關(guān)支撐座(17-1)、 兩個(gè)開(kāi)關(guān)彈簧(17-2)、導(dǎo)電長(zhǎng)半環(huán)(17-3)、兩個(gè)導(dǎo)電二分之一長(zhǎng)半環(huán)(17-4)、兩個(gè)接觸開(kāi) 關(guān)帽(17-5)和接觸開(kāi)關(guān)罩(17-6)組成，兩個(gè)導(dǎo)電二分之一長(zhǎng)半環(huán)(17-4)對(duì)稱(chēng)設(shè)置且與導(dǎo) 電長(zhǎng)半環(huán)(17-3)形成長(zhǎng)環(huán)，兩個(gè)開(kāi)關(guān)彈簧(17-2分別垂直設(shè)置在開(kāi)關(guān)支撐座(17-1)的上 端面上，且兩個(gè)開(kāi)關(guān)彈簧(17-2)分別位于長(zhǎng)環(huán)內(nèi)孔的兩端，每個(gè)開(kāi)關(guān)彈簧(17-2)上套裝 有一個(gè)接觸開(kāi)關(guān)帽(17-5)，接觸開(kāi)關(guān)罩(17-6)套在兩個(gè)接觸開(kāi)關(guān)帽(17-5)、導(dǎo)電長(zhǎng)半環(huán) (17-3)和兩個(gè)導(dǎo)電二分之一長(zhǎng)半環(huán)(17-4)的外面，且接觸開(kāi)關(guān)罩(17-6)的底端面與開(kāi)關(guān) 支撐座(17-1)的上端面接觸，凸輪定位裝置(6)上的凸輪定位環(huán)(6-1)的上端面上均布設(shè) 有六個(gè)開(kāi)關(guān)組件安裝槽(6-1-2)，每個(gè)開(kāi)關(guān)組件安裝槽(6-1-2)中裝有一個(gè)冗余平面檢測(cè) 開(kāi)關(guān)組件(17)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述用于太空環(huán)境的大型機(jī)械手，其特征在于所述機(jī)械手還包括 攝像頭(18)，攝像頭(18)通過(guò)連接件安裝在支撐圓筒(4)的外側(cè)壁上。
全文摘要
空間鎖定電氣連接一體化機(jī)構(gòu)，它涉及一種空間連接機(jī)構(gòu)。本發(fā)明為解決現(xiàn)有機(jī)械手只能滿足小載荷連接所需的剛度，且機(jī)械手自身不帶電氣連接機(jī)構(gòu)的問(wèn)題。本發(fā)明拖動(dòng)裝置、捕獲裝置和凸輪定位裝置上的凸輪定位環(huán)由下至上依次設(shè)置在支撐圓筒的內(nèi)腔中，三根鋼絲繩與捕獲錐接觸，安裝在捕獲接口裝置上的定位凸輪裝在定位槽中，四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)均布在支撐圓筒外，且每個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)上的支撐體與支撐圓筒外側(cè)壁固接，大齒輪裝在支撐圓筒的下端，大齒輪與四個(gè)鎖定機(jī)構(gòu)上的外齒和驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，驅(qū)動(dòng)齒輪與第三諧波減速器連接，第三諧波減速器與第三直流無(wú)刷電機(jī)連接，每個(gè)鎖定槽中裝有一個(gè)電氣插頭。本發(fā)明用于空間大容差、微重力的環(huán)境下捕獲空間載荷艙。
文檔編號(hào)B25J9/08GK101722509SQ20091007329
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者劉伊威, 劉宏, 王濱, 譚益松 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)