[发明专利]一种用于失重环境的啮合式直线运动装置

说明书

本发明公开了一种用于失重环境的啮合式直线运动装置，包括：主体，转动连接有驱动轮，所述驱动轮设有沿其圆周外侧设置的啮合部，且所述驱动轮通过一驱动组件以转动；导向组件，设有沿直线设置的啮合配合部，所述啮合部与所述啮合配合部相啮合；限位组件，两端分别连接于所述主体和所述导向组件，且所述限位组件滑动连接于所述主体和/或所述导向组件；所述驱动轮转动时，所述啮合部和所述啮合配合部不断啮合以使所述驱动轮带动所述主体在所述导向组件上移动。该装置不依赖重力，且装配精度要求低、空间变形适应能力强。

技术领域

本发明属于直线运动机构技术领域，尤其涉及一种用于失重环境的啮合式直线运动装置。

背景技术

直线往复运动装置常常通过将旋转运动转换成直线运动，而在航天等空间无重力领域，直线往复运动装置需要在失重环境下保持正常工作。

应用在失重环境下的直线往复运动装置有：连杆机构、齿轮齿条机构、螺旋传动机构、带链传动机构以及绳索传动等。

连杆机构，如曲柄滑块机构、波塞利耶-利普金机构、萨鲁斯机构、霍肯机构等，具有润滑简单、可设计性强、成本低、承载能力强、工作可靠等优点，但其存在行程小、包络大、质量大、活动关节多、效率低等问题，严重限制了其在航天等对质量、包络要求比较高的领域的应用。

齿轮齿条机构寿命长、工作平稳、可靠性高，但在长行程条件下存在安装、制造要求较高、重量大、包络大、润滑难等难题。

螺旋传动为精密配合，对安装加工要求精度高，难以实现长距离传动。

链、带或绳传动，结构简单、可弯曲、安装要求低，适用于开放空间的直线传动，但存在张紧设计，长距离传动链路设计等影响寿命和可靠性的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于失重环境的啮合式直线运动装置，该装置不依赖重力，且装配精度要求低、空间变形适应能力强。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种用于失重环境的啮合式直线运动装置，包括：

主体，转动连接有驱动轮，所述驱动轮设有沿其圆周外侧设置的啮合部，且所述驱动轮通过一驱动组件以转动；

导向组件，设有沿直线设置的啮合配合部，所述啮合部与所述啮合配合部相啮合；

限位组件，两端分别连接于所述主体和所述导向组件，且所述限位组件滑动连接于所述主体和/或所述导向组件；

所述驱动轮转动时，所述啮合部和所述啮合配合部不断啮合以使所述驱动轮带动所述主体在所述导向组件上移动。

根据本发明一实施例，所述驱动轮为链轮，所述啮合部为设于所述链轮的链齿。

根据本发明一实施例，所述导向组件包括两条平行设置的导轨，所述啮合配合部为设于两条导轨之间的若干连接轴，且相邻所述连接轴之间设有间隙，所述啮合部啮合于相邻所述连接轴之间。

根据本发明一实施例，包括若干第一滚轮，所述第一滚轮套设且转动连接于所述连接轴。

根据本发明一实施例，所述限位组件包括：

限位支架，固连于所述主体；

第二滚轮，转动连接于所述限位支架，且与所述导向组件远离所述主体的一端面接触，所述主体移动时，带动所述第二滚轮在所述导向组件上滚动。

根据本发明一实施例，所述驱动组件包括：

传动轴，转动连接于所述主体，所述驱动轮固连于所述传动轴，所述传动轴设有第一齿轮；

驱动装置，设于所述第一主体，所述驱动装置的输出轴设有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮啮合。