[发明专利]一种具有动量缓冲控制功能的空间机械臂结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人结构，准确的说，提供一种在接触目标星后的工况中，能够依靠自身结构内部的磁流变液阻尼器缓冲负能量的空间机械臂结构，提高空间目标星接触的稳定性。

背景技术

空间机械臂是一个机、电、热、控一体化的高集成度的空间机电系统。随着我国国民经济与国防工业技术的迅速发展，对航天器的需求量日益增加，对其空间机械臂能力的要求日臻提高。尤其是多工况、条件苛刻的宇宙环境对于空间机械臂技术的需求越来越迫切，而且对其工作能力、性能要求其可靠性、安全性、寿命等方面也提出了越来越高的要求。此外，受国外在高技术领域的技术限制与封锁，使得我们必须坚持自力更生、坚持自主创新的思想，加速并加强空间机械臂技术的研发工作。

在上述大环境下，空间机械臂需要完成更高的既定任务，如：对目标星的接触，缓冲来自空间中多种碰撞下的动能量。然而，目前我国空间机械臂在这种任务要求下依然没有太好的结构解决方案。因此，空间机械臂新结构、新技术研制迫在眉睫。

发明内容

本发明解决上述已有的空间机械臂存在的不足之处，本发明作为一种应用于空间环境下接触目标星的机械臂，提供了接触式空间机械臂结构。本发明采用以下方案。

一种具有动量缓冲控制功能的空间机械臂结构，包括两个结构相同、分别装配在所述空间机械臂结构首末两端位置上的驱动装置，和一个被动装置；所述驱动装置包括轴端盖、轴承端盖、壳体A、换向锥齿轮A、驱动电机、端部连接件、回转端、旋转式磁流变液阻尼器A、轴承A、换向锥齿轮B、轴承B、传动轴、壳体B、离合器、减速器；所述驱动电机通过螺栓与所述减速器连接，所述减速器与所述离合器通过卡槽连接，所述离合器的输出轴与所述换向锥齿轮A通过平键连接，所述换向锥齿轮A的齿面与所述换向锥齿轮B的齿面贴合，所述换向锥齿轮B通过平键与所述传动轴连接，所述轴承B与所述传动轴过盈配合，所述轴承B与所述回转端过盈配合，所述轴承A与所述传动轴过盈配合，所述旋转式磁流变液阻尼器A与所述传动轴过盈配合，所述旋转式磁流变液阻尼器A与所述壳体A间隙配合，所述传动轴与所述回转端通过平键连接，所述壳体A与所述壳体B通过螺钉连接，所述回转端与所述壳体A贴合，所述回转端与壳体B贴合，所述轴承端盖通过螺丝固定在所述轴承B上，所述轴承端盖与所述回转端通过螺丝连接，所述轴承端盖与所述轴端盖通过螺丝连接，所述端部连接件与所述壳体A、所述壳体B通过螺丝连接；

所述被动装置包括连接管、端部旋转件A、伸缩内套筒、防尘罩、阻尼器伸缩杆、伸缩制动器、阻尼器复位弹簧、阻尼器基座、伸缩外套筒、法兰、回转制动器、轴承C、回转固定法兰、旋转式磁流变液阻尼器B、回转外套筒、端部旋转件B，所述连接管与所述驱动装置中的回转端通过螺栓连接，所述连接管与所述端部旋转件A通过螺栓连接，所述端部旋转件A与所述回转端贴合，所述端部旋转件A与所述伸缩内套筒通过螺丝连接，所述防尘罩通过粘合剂附着在所述伸缩内套筒表面，所述防尘罩右端与所述伸缩外套筒通过粘合剂连接，所述伸缩内套筒通过螺栓与所述伸缩外套筒内的卡槽卡合连接，所述阻尼器伸缩杆与所述阻尼器复位弹簧轴向配合，所述伸缩制动器与所述阻尼器伸缩杆过盈配合，所述阻尼器伸缩杆的右端与所述阻尼器基座间隙配合，所述阻尼器伸缩杆左端与所述伸缩内套筒内部间隙配合，所述阻尼器基座的右端与所述伸缩外套筒通过螺栓紧固配合，所述伸缩外套筒右端与所述法兰通过螺丝紧固配合，所述回转制动器与所述法兰过盈配合，所述轴承C与所述法兰过盈配合，所述轴承C端面与所述回转外套筒贴合，所述回转固定法兰通过螺丝紧固在所述回转外套筒内部，所述旋转式磁流变液阻尼器B与所述回转固定法兰在所述回转外套筒内部贴合，所述旋转式磁流变液阻尼器B外部与所述回转外套筒通过螺丝紧固配合，所述端部旋转件B左端通过螺丝与所述回转外套筒连接，所述端部旋转件B右端与所述端部连接件左端通过螺栓连接。

本发明具有以下优点：

1.结构紧凑。整个空间机械臂结构内部排布规整，功能明确，在机械臂接触目标星阶段，由驱动电机传动，从而实现关节处的换向。

2.功能可靠。空间机械臂结构在接触目标前由电机驱动，在接触目标后，电机在离合器的保护下不受损害，空间机械臂结构内部含有可实时变化的可控阻尼——磁流变液阻尼器，能够有效的缓冲来自目标星带来的的碰撞动量。

3.符合标准。空间机械臂结构的整体尺寸及功能满足当今机械臂结构技术领域中的基本要求，符合工程设计的标准。

附图说明