[发明专利]离心场中通用型二维加卸载机械手

摘要

本发明涉及一种离心场中通用型二维加卸载机械手，总共有两个自由度，包括水平加载装置、竖直加载装置、铲刀、驱动装置和运动控制器组成，在水平及竖直方向，驱动器最大可以提供10kN的力，两个方向的最大移动速度为16mm/s，离心实验中最大离心加速度可以达到100g。此装置可以提供的最大水平行程为650mm，竖直行程为450mm，行程数值可以通过主控室的运动控制器读出。

主权项

离心场中通用型二维加卸载机械手，由包括水平加载装置、竖直加载装置、铲刀、驱动装置和运动控制器组成，其特征在于：水平加载装置由X向的步进电机（1）、水平滚珠丝杠（2）、水平直线导轨（3）、X向水平移动承台（4）、四个第一滑块（5）、固定装置一（6）、固定装置二（7）、固定装置三（8）及水平板（9）组成，两条水平直线导轨（3）的左右两端均刻有通槽，四个第一滑块（5）分别嵌于相应的通槽内，Ｘ向水平移动承台（4）通过螺栓固定于四个第一滑块（5）上，且Ｘ向水平移动承台（4）通过第一滑块（5）能在水平直线导轨（3）上来回移动；固定装置一（6）与Ｘ向的步进电机（1）通过螺栓连接，水平滚珠丝杠（2）一端嵌入固定装置一（6）内部并通过螺栓固定，相当于固定端约束；固定装置二（7）套于水平滚珠丝杠（2）外，且通过螺栓连接水平滚珠丝杠（2）；固定装置三（8）一端固定于水平板（9）上，另一端通过螺栓固定水平滚珠丝杠（2）另一端，防止其在较大的竖直离心力下发生变形；水平直线导轨（3）通过螺栓固定于水平板（9）上；竖直加载装置由Y向的步进电机（10）、竖直滚珠丝杠（11）、竖直直线导轨（13）、机械手外壳（16）、载板（12），四个第二滑块（14）及固定装置四（15）组成，两条竖直直线导轨（13）的左右两端均刻有通槽，四个第二滑块（14）分别嵌于相应的通槽内，载板（12）通过螺栓固定于四个第二滑块（14）上，且载板（12）通过四个第二滑块（14）能在竖直直线导轨（13）上来回移动；竖直滚珠丝杠（11）一端嵌入固定装置四（15）内部并通过螺栓固定，相当于固定端约束；固定装置四（15）与Ｙ向的步进电机（10）通过螺栓连接，固定装置四（15）与竖直滚珠丝杠（11）一端连接；机械手外壳（16）固定于Ｘ向水平移动承台（4）上方，竖直直线导轨（13）通过螺栓固定于机械手外壳（16）内；驱动装置由两个电机驱动器（18）、两个驱动器电源（19）、一个运动控制器（20）及运动控制器电源（21）组成，两个电机驱动器（18）分别连接X向的步进电机（1）和Y向的步进电机（10），两个电机驱动器（18）分别连接相应的两个驱动器电源（19），两个电机驱动器（18），运动控制器（20）连接运动控制器电源（21），同时运动控制器电源（21）通过电源线与两个驱动器（18）连接在一起，使得驱动器驱动电机使机械臂产生的位移示数显示在运动控制器（20）上，两个驱动器电源（19）和运动控制器电源（21）通过航空插头插在离心机通道上，电源线另一侧接在主控室的电源上，使用时，铲刀（17）安装于载板（12）上；正式试验时，首先把铲刀（17）安装在机械手载板（12）上，然后把整个机械手固定在模型箱上，启动离心机，等达到需要的g值后，便可通过运动控制器操纵机械手移动， X向的步进电机（1）和Y向的步进电机（10）产生的回转运动，通过水平滚珠丝杠（2）和竖直滚珠丝杠（11）转化为直线运动；控制器面板上的上、下、左、右键分别控制机械臂向上、下、左、右四个方向运动，速度的调节可以通过按钮上页、下页实现，上页、下页对应的是速度比率，点击下页速度比率增加，点击上页速度比率减小；事先在控制器中输入一些固定参数速度、行程，机械臂实际的速度是事先输入的速度乘以控制器上面显示的速度比率值。