[发明专利]一种托架落体装置和托架落体控制装置及系统

权利要求书

1.一种托架落体装置，其特征在于，包括托架、落体、弹性元件和配重质量块；

所述落体设置在托架内；

所述托架下端通过弹性元件与配重质量块相连接；

所述配重质量块控制托架被释放后，实现按照设定的规律向下运动。

2.根据权利要求1所述的一种托架落体装置，其特征在于，所述托架内部设有具有定位槽的定位环，所述落体上安装三个定位柱；

所述三个定位柱分别放置在定位环上的定位槽内，保证落体在每次自由下落运动的初始状态完全相同；

所述弹性元件包括至少2个均匀设置的弹簧。

3.一种托架落体控制装置，其特征在于，包括位置固定的伺服电机、真空侧齿轮、齿条和如权利要求1或2所述的一种托架落体装置；

所述伺服电机控制真空侧齿轮转动；

所述真空侧齿轮与齿条相互啮合，在伺服电机的控制下，真空侧齿轮控制齿条在垂直方向上下运动；

所述齿条与托架落体装置的托架上盖相连接；所述齿条用于带动托架落体装置沿垂直方向上下运动。

4.根据权利要求3所述的一种托架落体控制装置，其特征在于，所述托架落体控制装置还包括电机控制齿轮和大气侧齿轮，所述伺服电机的两侧分别为真空侧和大气侧，所述伺服电机真空侧设有真空侧齿轮；所述电机控制齿轮和大气侧齿轮设置在伺服电机大气侧；

所述伺服电机直接控制电机控制齿轮转动；

所述电机控制齿轮与大气侧齿轮相互啮合，所述电机控制齿轮带动大气侧齿轮转动；

所述大气侧齿轮驱动真空侧齿轮转动；所述真空侧齿轮与伺服电机不直接连接。

5.根据权利要求4所述的一种托架落体控制装置，其特征在于，所述大气侧齿轮与真空侧齿轮之间设有过真空传动机构，所述大气侧齿轮通过过真空传动机构驱动真空侧齿轮转动；

所述托架落体控制装置还包括齿条运动导座，所述齿条运动导座设置在真空侧齿轮与齿条相连接的位置，用于限制齿条在垂直方向上的运动。

6.根据权利要求3-5任一项所述的一种托架落体控制装置，其特征在于，所述托架落体控制装置还包括连接托架与齿条的抓杆、机械抓取装置和万向连轴节；

所述抓杆固定在托架上端；

所述机械抓取装置与抓杆活动连接，所述抓杆可伸入机械抓取装置中以固定机械抓取装置与抓杆之间的位置；

所述万向连轴节一端与机械抓取装置活动连接，所述万向连轴节另一端与齿条固定连接，所述万向连轴节在运动过程中会根据水平方向受力产生相应的小尺度偏移。

7.一种托架落体控制系统，其特征在于，包括内部中空的真空上盖、上二通底座和真空筒，还包括下二通底座和如权利要求6所述的一种托架落体控制装置；

所述真空上盖、上二通底座、真空筒和下二通底座依次固定连接；所述真空上盖、上二通底座和真空筒的中空内部相互连通构成一个真空内腔；

所述下二通底座与真空筒固定连接，用于封闭上述真空内腔；

所述托架落体控制装置设置在真空上盖、上二通底座和真空筒构成的真空内腔中。

8.根据权利要求7所述的一种托架落体控制系统，其特征在于，所述伺服电机、真空侧齿轮和过真空传动机构固定设置在上二通底座内；所述电机控制齿轮和大气侧齿轮延伸到上二通底座外侧，用于封闭上二通底座；

所述齿条贯穿真空上盖、上二通底座和真空筒构成的真空内腔；

所述托架落体装置、抓杆、机械抓取装置和万向连轴节设于真空筒内。

9.根据权利要求7或8所述的一种托架落体控制系统，其特征在于，所述真空筒内还设有导轨支柱、导轨和导轨滑块；

所述导轨支柱竖直固定下二通底座与真空筒相连接的一侧，所述导轨支柱贴近真空筒内侧壁设置；

所述导轨安装在导轨支柱上，保证托架在竖直方向运动；

所述导轨滑块沿导轨做竖直运动，所述托架落体装置放置在导轨滑块上。

10.根据权利要求9所述的一种托架落体控制系统，其特征在于，所述真空筒内还设有停止机构、两个限位轴、两个上限位装置和两个下限位装置；

所述停止机构固定设置在下二通底座上；所述停止结构限制托架落体装置在真空筒内的最低位置；

所述两个限位轴分别设置在导轨支柱两侧，所述一个上限位装置和一个下限位装置设置在一个限位轴上，通过调整上限位装置和下限位装置在限位轴上的位置，可实现对托架落体装置的位置限制调整；

所述上限位装置用于限制托架落体装置在真空筒内的上限位置；

所述下限位装置设置在距离真空筒底部的停止机构一定距离处，用于限制托架落体装置在真空筒内的活动范围。