用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種空間機(jī)械臂末端執(zhí)行器的大容差捕獲操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)。本機(jī)構(gòu)包括目標(biāo)接口件，環(huán)抱機(jī)構(gòu)、萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、和導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)。通過(guò)控制環(huán)抱機(jī)構(gòu)的減速機(jī)轉(zhuǎn)向來(lái)控制4個(gè)內(nèi)側(cè)是弧形面的扣板展開(kāi)與閉合，以對(duì)目標(biāo)接口件進(jìn)行粗定位夾緊與釋放；通過(guò)控制導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)的減速機(jī)的轉(zhuǎn)向來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)環(huán)抱機(jī)構(gòu)的拉緊與釋放。對(duì)環(huán)抱機(jī)構(gòu)拉緊過(guò)程中會(huì)帶動(dòng)目標(biāo)接口件與導(dǎo)向滑軌件用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)接口件的精定位，同時(shí)也會(huì)拉緊目標(biāo)接口件。本發(fā)明用于空間目標(biāo)飛行器的捕獲，該機(jī)構(gòu)的容差大，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，精度高，大大提高了空間應(yīng)用的可靠性。
【專利說(shuō)明】用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，用于空間目標(biāo)飛行器的捕捉，屬于空間交會(huì)對(duì)接領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有空間機(jī)械臂末端執(zhí)行器是比較復(fù)雜。為了完成對(duì)空間目標(biāo)的捕獲，空間機(jī)械臂末端執(zhí)行器的捕獲接口應(yīng)具有高容差性。高容差，捕獲容差越大，操作成功的概率就越大，對(duì)導(dǎo)航定位精度的要求就越低，節(jié)約控制時(shí)間。因此，空間大型機(jī)械臂的一個(gè)重要性能要求就是大容差。大容差的性能要求使得機(jī)械臂末端捕獲機(jī)構(gòu)對(duì)目標(biāo)捕獲完成之后，能實(shí)現(xiàn)對(duì)接口的完全定位和約束?，F(xiàn)有空間機(jī)械臂末端執(zhí)行器由多個(gè)環(huán)節(jié)組成，多個(gè)環(huán)節(jié)分別需要單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，從而增加了末端執(zhí)行器的機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低了空間應(yīng)用的可靠性。該用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)通過(guò)控制四個(gè)均布弧形扣板閉合運(yùn)動(dòng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行粗定位和夾緊，通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行拉緊。通過(guò)導(dǎo)向弧形面對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的空間機(jī)械臂末端執(zhí)行器機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)復(fù)雜、降低了空間應(yīng)用的可靠性的問(wèn)題，而提供一種全新的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠的用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的構(gòu)思是:
一種用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，它主要由減速機(jī)控制四個(gè)均布扣板展開(kāi)與閉合，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行捕獲夾緊，從而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行粗定位。有減速機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)帶動(dòng)萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和環(huán)抱機(jī)構(gòu)在導(dǎo)向滑軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確定位和拉緊。
[0005]根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，包括目標(biāo)接口件、環(huán)抱機(jī)構(gòu)、萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)；其特征在于:所述導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)連接控制萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、環(huán)抱機(jī)構(gòu)和目標(biāo)機(jī)構(gòu)件，通過(guò)控制環(huán)抱機(jī)構(gòu)的通電方向，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)接口件的粗定位夾緊與釋放通過(guò)控制其通電方向，可實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、環(huán)抱機(jī)構(gòu)及目標(biāo)機(jī)構(gòu)件的拉緊與釋放，在拉緊過(guò)程中可對(duì)目標(biāo)借口件進(jìn)行精確定位。
[0006]所述目標(biāo)接口件由一根細(xì)光桿的一端固定在一個(gè)小圓柱體而另一端固定在一個(gè)帶倒圓角的大圓柱體構(gòu)成，細(xì)光桿在環(huán)抱機(jī)構(gòu)捕獲過(guò)程中與環(huán)抱機(jī)構(gòu)的四個(gè)扣板接觸，在四個(gè)扣板閉合后，可以將細(xì)光桿粗定位與夾緊；小圓柱體限制四個(gè)扣板的位置，在將環(huán)抱機(jī)構(gòu)向下拉緊過(guò)程中，防止目標(biāo)接口件滑出；大圓柱體下側(cè)邊到圓角形成的弧面與導(dǎo)向滑軌件上方的弧形環(huán)面可以配合，在目標(biāo)接口件向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)向滑軌件上方的兩個(gè)弧形面可以對(duì)目標(biāo)接口件進(jìn)行精確定位。
所述環(huán)抱機(jī)構(gòu)由上減速機(jī)、滾珠絲杠、上基座、滾珠絲杠螺母、圓柱滾子、橫向滑軌件、主動(dòng)桿1、主動(dòng)桿2、主動(dòng)桿3、主動(dòng)桿4、從動(dòng)桿1、從動(dòng)桿2、從動(dòng)桿3、從動(dòng)桿4、左扣板、下扣板1、右扣板、下扣板2、4個(gè)銷軸1、4個(gè)銷軸2、4個(gè)銷軸3、4個(gè)銷軸4，4個(gè)圓柱滾子組成，所述上減速機(jī)與滾珠絲杠相連，滾珠絲杠與滾珠絲杠螺母配合；滾珠絲杠螺母與橫向滑軌件固定；4個(gè)圓柱滾子分放在橫向滑軌件的4個(gè)滑軌內(nèi)，可以在其內(nèi)部滑動(dòng)；上基座、主動(dòng)桿
1、從動(dòng)桿1、左扣板與銷軸1、銷軸2、銷軸3、銷軸4配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座、主動(dòng)桿2、從動(dòng)桿2、下扣板I與銷軸1、銷軸2、銷軸3、銷軸4配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座、主動(dòng)桿3、從動(dòng)桿3、右扣板與銷軸1、銷軸2、銷軸3、銷軸4配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座、主動(dòng)桿4、從動(dòng)桿4、下扣板2與銷軸1、銷軸2、銷軸3、銷軸4配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；主動(dòng)桿1、主動(dòng)桿
2、主動(dòng)桿3、主動(dòng)桿4分別一個(gè)圓柱滾子間隙配合；所述上減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為橫向滑軌件的上下移動(dòng)；橫向滑軌件的上下移動(dòng)會(huì)帶動(dòng)滑軌內(nèi)圓柱滾子的離心與向心運(yùn)動(dòng)，4個(gè)圓柱滾子將分別帶動(dòng)主動(dòng)桿1、主動(dòng)桿2、主動(dòng)桿3、主動(dòng)桿4擺動(dòng)；主動(dòng)桿1、主動(dòng)桿2、主動(dòng)桿3、主動(dòng)桿4的擺動(dòng)帶動(dòng)左扣板、下扣板1、右扣板、下扣板2進(jìn)行展開(kāi)與閉合。左扣板與右扣板對(duì)稱布置在上邊、下扣板I與下扣板2對(duì)稱布置在下邊，4個(gè)扣板投影在上基座上是均布的。4個(gè)扣板的內(nèi)側(cè)面優(yōu)化做成大弧面，在弧面中間位置設(shè)置一個(gè)小的弧面與目標(biāo)接口件的細(xì)光桿配合。從在上基座投影看，4個(gè)扣板展開(kāi)，他們的內(nèi)側(cè)面是一個(gè)封閉的包絡(luò)面。閉合后會(huì)留有一個(gè)與目標(biāo)接口件的細(xì)光桿等徑的圓孔。
[0007]所述萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括壓縮彈簧1、壓縮彈簧2、壓縮彈簧3、壓縮彈簧4、十字件和下基座，所述壓縮彈簧1、壓縮彈簧2、壓縮彈簧3、壓縮彈簧4分別固定在上基座和下基座之間。十字件分別于上基座和下基座鉸接配合，十字件中間做成空隙，用于放置所述的環(huán)抱機(jī)構(gòu)的上減速機(jī)，上基座的下方和下基座的上方有固定四個(gè)壓縮彈簧的導(dǎo)桿，環(huán)抱機(jī)構(gòu)與萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)共用一個(gè)上基座，壓縮彈簧1、壓縮彈簧2、壓縮彈簧3、壓縮彈簧4使上基座在未受到非軸向外力時(shí)保持與下基座面平行。上基座受到含有徑向力成分的力作用時(shí)，上基座會(huì)發(fā)生傾斜，以便于目標(biāo)接口件精確定位。
[0008]所述導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向滑軌件、下減速機(jī)、齒輪和齒條，所述下減速機(jī)通過(guò)螺釘安裝在導(dǎo)向滑軌件下面的橫梁上，齒輪安裝在下減速機(jī)上，齒條安裝在導(dǎo)向滑軌中間的導(dǎo)軌內(nèi)，齒條的上端固定在下基座上，下基座安裝在導(dǎo)向滑軌件內(nèi)；通過(guò)下基座兩側(cè)的滑塊與導(dǎo)向滑軌件兩側(cè)的滑軌配合，下基座可在導(dǎo)向滑軌件內(nèi)上下滑動(dòng)。導(dǎo)向滑軌件上端有弧形環(huán)面，該弧形環(huán)面可以與目標(biāo)接口件的弧形面配合，進(jìn)而對(duì)目標(biāo)接口件進(jìn)行精確定位。導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)與萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)共用一個(gè)下基座，當(dāng)導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)使下基座向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)所述的萬(wàn)向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與環(huán)抱機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)目標(biāo)接口件進(jìn)行精確定位和拉緊。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下突出實(shí)質(zhì)特征點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)容差大，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，精度高。首先，用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)扣板通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)在展開(kāi)是可以形成很大的包絡(luò)區(qū)域，能提高其容差效果；其次，扣板閉合后能將其拉進(jìn)導(dǎo)向拉進(jìn)機(jī)構(gòu)內(nèi)占有空間小，結(jié)構(gòu)緊湊。剛?cè)崆袚Q機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)主電機(jī)和輸出軸之間的剛?cè)崆袚Q功能；另外，導(dǎo)向滑軌件上方的兩個(gè)小弧形面可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確定位，從而提高了定位精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0010]圖1是用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)總圖。
[0011]圖2是環(huán)抱機(jī)構(gòu)示意圖
圖3是萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4是導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】如下:
實(shí)施例一:參見(jiàn)圖1，本用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，包括目標(biāo)接口件(21)、環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)、萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)和導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C);其特征在于:所述導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C)連接控制萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)、環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)和目標(biāo)機(jī)構(gòu)件(21 )，通過(guò)控制環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)的通電方向，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)接口件(21)的粗定位夾緊與釋放，通過(guò)控制導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C)的通電方向，可實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)、環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)及目標(biāo)機(jī)構(gòu)件(21)的拉緊與釋放，在拉緊過(guò)程中可對(duì)目標(biāo)借口件(21)進(jìn)行精確定位。
[0014]實(shí)施例二:參見(jiàn)圖1，所述目標(biāo)接口件(21)由一根細(xì)光桿(35)的一端固定在一個(gè)小圓柱體(34)而另一端固定在一個(gè)帶倒圓角的大圓柱體(36)構(gòu)成,細(xì)光桿(35)在環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)捕獲過(guò)程中與環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)的四個(gè)扣板接觸，在四個(gè)扣板閉合后，可以將細(xì)光桿粗定位與夾緊；小圓柱體(34)限制四個(gè)扣板的位置，在將環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)向下拉緊過(guò)程中，防止目標(biāo)接口件(21)滑出；大圓柱體(36)下側(cè)邊到圓角形成的弧面與導(dǎo)向滑軌件(I)上方的弧形環(huán)面可以配合，在目標(biāo)接口件(21)向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)向滑軌件(I)上方的兩個(gè)弧形面可以對(duì)目標(biāo)接口件(21)進(jìn)行精確定位。
[0015]實(shí)施例三:參見(jiàn)圖2，所述環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)由上減速機(jī)(7)、滾珠絲杠(9)、上基座(11)、滾珠絲杠螺母(12)、圓柱滾子(13)、橫向滑軌件(14)、主動(dòng)桿I (16)、主動(dòng)桿2 (23)、主動(dòng)桿3 (25)、主動(dòng)桿4 (28)、從動(dòng)桿I (15)、從動(dòng)桿2 (22)、從動(dòng)桿3 (26)、從動(dòng)桿4
(29)、左扣板(19)、下扣板I(20)、右扣板(24)、下扣板2 (27)、4個(gè)銷軸I (17)、4個(gè)銷軸2
(18)、4個(gè)銷軸3 (30)、4個(gè)銷軸4 (31 )，4個(gè)圓柱滾子(13)組成，所述上減速機(jī)(7)與滾珠絲杠(9)相連，滾珠絲杠(7)與滾珠絲杠螺母(12)配合；滾珠絲杠螺母(12)與橫向滑軌件
(14)固定；4個(gè)圓柱滾子(13)分放在橫向滑軌件(14)的4個(gè)滑軌內(nèi)，可以在其內(nèi)部滑動(dòng)；上基座(11)、主動(dòng)桿I (16)、從動(dòng)桿I (15)、左扣板(19)與銷軸I (17)、銷軸2 (18)、銷軸3 (30)、銷軸4 (31)配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座(11)、主動(dòng)桿2 (23)、從動(dòng)桿2 (22)、下扣板1(20)與銷軸I (17)、銷軸2 (18)、銷軸3 (30)、銷軸4 (31)配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座(11)、主動(dòng)桿3 (25)、從動(dòng)桿3 (26)、右扣板(24)與銷軸I (17)、銷軸2 (18)、銷軸3
(30)、銷軸4(31)配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座(11)、主動(dòng)桿4 (28)、從動(dòng)桿4 (29)、下扣板2(27)與銷軸I (17)、銷軸2 (18)、銷軸3 (30)、銷軸4 (31)配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；主動(dòng)桿I (16)、主動(dòng)桿2 (23)、主動(dòng)桿3 (25)、主動(dòng)桿4 (28)分別一個(gè)圓柱滾子(13)間隙配合；所述上減速機(jī)(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)滾珠絲杠(9)，滾珠絲杠螺母(12)將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為橫向滑軌件(14)的上下移動(dòng)；橫向滑軌件(14)的上下移動(dòng)會(huì)帶動(dòng)滑軌內(nèi)圓柱滾子(13)的離心與向心運(yùn)動(dòng)，4個(gè)圓柱滾子(13)將分別帶動(dòng)主動(dòng)桿I (16)、主動(dòng)桿2 (23)、主動(dòng)桿3 (25)、主動(dòng)桿4 (28)擺動(dòng)；主動(dòng)桿I (16)、主動(dòng)桿2 (23)、主動(dòng)桿3 (25)、主動(dòng)桿4 (28)的擺動(dòng)帶動(dòng)左扣板(19)、下扣板I (20)、右扣板(24)、下扣板2 (27)進(jìn)行展開(kāi)與閉合。左扣板(19)與右扣板(24)對(duì)稱布置在上邊、下扣板I (20)與下扣板2 (27)對(duì)稱布置在下邊，4個(gè)扣板投影在上基座(11)上是均布的。4個(gè)扣板的內(nèi)側(cè)面優(yōu)化做成大弧面，在弧面中間位置設(shè)置一個(gè)小的弧面與目標(biāo)接口件的細(xì)光桿配合。從在上基座投影看，4個(gè)扣板展開(kāi)，他們的內(nèi)側(cè)面是一個(gè)封閉的包絡(luò)面。閉合后會(huì)留有一個(gè)與目標(biāo)接口件(21)的細(xì)光桿等徑的圓孔。
[0016]實(shí)施例四:參見(jiàn)圖3，所述萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)包括壓縮彈簧I (6)、壓縮彈簧2
(10)、壓縮彈簧3(32)、壓縮彈簧4 (33)、十字件(8)和下基座(5)，所述壓縮彈簧I (6)、壓縮彈簧2 (10)、壓縮彈簧3 (32)、壓縮彈簧4 (33)分別固定在上基座(11)和下基座(5)之間。十字件(8)分別于上基座(11)和下基座(5)鉸接配合，十字件(8)中間做成空隙，用于放置所述的環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)的上減速機(jī)(7)，上基座(11)的下方和下基座(5)的上方有固定四個(gè)壓縮彈簧的導(dǎo)桿，環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)與萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)共用一個(gè)上基座(11)，壓縮彈簧I (6)、壓縮彈簧2 (10)、壓縮彈簧3 (32)、壓縮彈簧4 (33)使上基座(11)在未受到非軸向外力時(shí)保持與下基座面平行。上基座(11)受到含有徑向力成分的力作用時(shí)，上基座
(11)會(huì)發(fā)生傾斜，以便于目標(biāo)接口件(21)精確定位。
[0017]實(shí)施例五，參見(jiàn)圖4，所述導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C)包括導(dǎo)向滑軌件(I)、下減速機(jī)(3)、齒輪(2)和齒條(4)，所述下減速機(jī)(3)通過(guò)螺釘安裝在導(dǎo)向滑軌件(I)下面的橫梁上，齒輪
(2)安裝在下減速機(jī)(3)上，齒條(4)安裝在導(dǎo)向滑軌中間的導(dǎo)軌內(nèi)，齒條(4)的上端固定在下基座(5)上，下基座(5)安裝在導(dǎo)向滑軌件(I)內(nèi)；通過(guò)下基座(5)兩側(cè)的滑塊與導(dǎo)向滑軌件兩側(cè)的滑軌配合，下基座(5 )可在導(dǎo)向滑軌件(I)內(nèi)上下滑動(dòng)。導(dǎo)向滑軌件(I)上端有弧形環(huán)面，該弧形環(huán)面可以與目標(biāo)接口件(21)的弧形面配合，進(jìn)而對(duì)目標(biāo)接口件(21)進(jìn)行精確定位。導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C)與萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)共用一個(gè)下基座(5)，當(dāng)導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C)使下基座(5)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)所述的萬(wàn)向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)與環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)目標(biāo)接口件(21)進(jìn)行精確定位和拉緊。
[0018]本用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)使用調(diào)整過(guò)程如下(參見(jiàn)圖1?4)
1、參見(jiàn)圖f 4，目標(biāo)接口件(21)進(jìn)入捕獲位置，下減速機(jī)(3)通反向電，令下減速機(jī)
(3)反轉(zhuǎn)，進(jìn)而使齒條(4)向上滑動(dòng)，齒條(4)推動(dòng)萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)與環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)的上基座(11)上表面與導(dǎo)向滑軌件(I)上方的圓環(huán)接觸時(shí)停止，下減速機(jī)(3)斷電。上減速機(jī)(7)通反向電，通過(guò)滾珠絲杠(9)與滾珠絲杠螺母(12)使橫向滑軌向上運(yùn)動(dòng)。4個(gè)圓柱滾子(13)分別帶動(dòng)主動(dòng)桿(16)、主動(dòng)桿(23)、主動(dòng)桿(25)、主動(dòng)桿(28)向外擺動(dòng)，4個(gè)主動(dòng)桿分別帶動(dòng)左扣板(19)、下扣板I (20)、右扣板(24)、下扣板2
(27)向外展開(kāi)。到極限位置停止，上減速機(jī)(7)斷電。
[0019]2、參見(jiàn)圖廣4，上減速機(jī)(7)通正向電，令上減速機(jī)(7)正轉(zhuǎn)，，通過(guò)滾珠絲杠(9)與滾珠絲杠螺母(12)使橫向滑軌向下運(yùn)動(dòng)。4個(gè)圓柱滾子(8)分別帶動(dòng)主動(dòng)桿(16)、主動(dòng)桿
(23)、主動(dòng)桿(25)、主動(dòng)桿(28)向內(nèi)擺動(dòng)，4個(gè)主動(dòng)桿分別帶動(dòng)左扣板(19)、下扣板I (20)、右扣板(24)、下扣板2 (27)向內(nèi)閉合。4個(gè)扣板閉合過(guò)程中會(huì)將目標(biāo)接口件(21)向中心推動(dòng)。4個(gè)扣板完全閉合后可以是目標(biāo)接口件粗定位與夾緊，上減速機(jī)(7)斷電。下減速機(jī)
(3)通正向電，通過(guò)齒輪(2)齒條(4)向下運(yùn)動(dòng)，齒條(4)帶動(dòng)萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)，環(huán)保機(jī)構(gòu)(A)，以及環(huán)抱機(jī)構(gòu)夾緊的目標(biāo)接口件(21)沿著滑軌向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)目標(biāo)接口件(21)的弧形面弧形面會(huì)與導(dǎo)向滑軌件(I)上面的弧形面配合。當(dāng)目標(biāo)接口件有偏差時(shí)，導(dǎo)向滑軌件件上的弧形面會(huì)對(duì)目標(biāo)接口作用力。該作用力會(huì)通過(guò)扣板和主動(dòng)桿從動(dòng)桿傳遞給上基座(11)，萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)會(huì)是上基座(11)傾斜，以便于目標(biāo)接口件能精確定位和拉緊。所述減速機(jī)為帶減速器的電機(jī)。
[0020] 3、釋放目標(biāo)接口件(21)時(shí)，反之操作即可。
【權(quán)利要求】
1.用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，包括目標(biāo)接口件(21)、環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)、萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)和導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C);其特征在于:所述導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C)連接控制萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B )、環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)和目標(biāo)機(jī)構(gòu)件(21)，通過(guò)控制環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)的通電方向，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)接口件(21)的粗定位夾緊與釋放，通過(guò)控制導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C)的通電方向，可實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)、環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)及目標(biāo)機(jī)構(gòu)件(21)的拉緊與釋放，在拉緊過(guò)程中可對(duì)目標(biāo)借口件(21)進(jìn)行精確定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于所述目標(biāo)接口件(21)由一根細(xì)光桿(35)的一端固定在一個(gè)小圓柱體(34)而另一端固定在一個(gè)帶倒圓角的大圓柱體(36 )構(gòu)成，細(xì)光桿(35 )在環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)捕獲過(guò)程中與環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)的四個(gè)扣板接觸，在四個(gè)扣板閉合后，可以將細(xì)光桿夾緊與粗定位；小圓柱體(34)限制四個(gè)扣板的位置，在將環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)向下拉緊過(guò)程中，防止目標(biāo)接口件(21)滑出；大圓柱體(36)下側(cè)邊到圓角形成的弧面與導(dǎo)向滑軌件(I)上方的弧形環(huán)面可以配合，在目標(biāo)接口件(21)向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)向滑軌件(I)上方的兩個(gè)弧形面可以對(duì)目標(biāo)接口件(21)進(jìn)行精確定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于所述環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)由上減速機(jī)(7)、滾珠絲杠(9)、上基座(11)、滾珠絲杠螺母(12)、圓柱滾子(13)、橫向滑軌件(14)、主動(dòng)桿I (16)、主動(dòng)桿2 (23)、主動(dòng)桿3 (25)、主動(dòng)桿4 (28)、從動(dòng)桿I (15)、從動(dòng)桿2 (22)、從動(dòng)桿3 (26)、從動(dòng)桿4 (29)、左扣板(19)、下扣板I (20)、右扣板(24)、下扣板2 (27)、4個(gè)銷軸I (17)、4個(gè)銷軸2 (18)、4個(gè)銷軸3 (30)、4個(gè)銷軸4 (31)，4個(gè)圓柱滾子(13)組成，所述上減速機(jī)(7)與滾珠絲杠(9)相連，滾珠絲杠(7)與滾珠絲杠螺母(12)配合；滾珠絲杠螺母(12)與橫向滑軌件(14)固定；4個(gè)圓柱滾子(13)分放在橫向滑軌件(14)的4個(gè)滑軌內(nèi)，可以在其內(nèi)部滑動(dòng)；上基座(11)、主動(dòng)桿I (16)、從動(dòng)桿I (15)、左扣板(19)與銷軸I (17)、銷軸2 (18)、銷軸3 (30)、銷軸4 (31)配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座(11)、主動(dòng)桿2 (23)、從動(dòng)桿2 (22)、下扣板1(20)與銷軸I (17)、銷軸2 (18)、銷軸3 (30)、銷軸4 (31)配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座(11)、主動(dòng)桿3 (25)、從動(dòng)桿3 (26)、右扣板(24)與銷軸I (17)、銷軸2 (18)、銷軸3 (30)、銷軸4 (31)配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；上基座(11)、主動(dòng)桿4 (28)、從動(dòng)桿4 (29)、下扣板2(27)與銷軸I (17)、銷軸2 (18)、銷軸3(30)、銷軸4 (31)配合形成雙曲柄機(jī)構(gòu)；主動(dòng)桿I (16)、主動(dòng)桿2 (23)、主動(dòng)桿3 (25)、主動(dòng)桿4 (28)分別一個(gè)圓柱滾子(13)間隙配合；所述上減速機(jī)(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)滾珠絲杠(9)，滾珠絲杠螺母(12)將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為橫向滑軌件(14)的上下移動(dòng)；橫向滑軌件(14)的上下移動(dòng)會(huì)帶動(dòng)滑軌內(nèi)圓柱滾子(13)的離心與向心運(yùn)動(dòng)，4個(gè)圓柱滾子(13)將分別帶動(dòng)主動(dòng)桿I(16)、主動(dòng)桿2 (23)、主動(dòng)桿3 (25)、主動(dòng)桿4 (28)擺動(dòng)；主動(dòng)桿I (16)、主動(dòng)桿2 (23)、主動(dòng)桿3 (25)、主動(dòng)桿4 (28)的擺動(dòng)帶動(dòng)左扣板(19)、下扣板I (20)、右扣板(24)、下扣板2 (27)進(jìn)行展開(kāi)與閉合；左扣板(19)與右扣板(24)對(duì)稱布置在上邊、下扣板I (20)與下扣板2 (27)對(duì)稱布置在下邊，4個(gè)扣板投影在上基座(11)上是均布的；4個(gè)扣板的內(nèi)側(cè)面優(yōu)化做成大弧面，在弧面中間位置設(shè)置一個(gè)小的弧面與目標(biāo)接口件的細(xì)光桿配合；從在上基座投影看，4個(gè)扣板展開(kāi)，他們的內(nèi)側(cè)面是一個(gè)封閉的包絡(luò)面；閉合后會(huì)留有一個(gè)與目標(biāo)接口件(21)的細(xì)光桿等徑的圓孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于所述萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)包括壓縮彈簧I (6)、壓縮彈簧2 (10)、壓縮彈簧3 (32)、壓縮彈簧4 (33)、十字件(8)和下基座(5)，所述壓縮彈簧I (6)、壓縮彈簧2 (10)、壓縮彈簧3 (32)、壓縮彈簧4 (33)分別固定在上基座(11)和下基座(5)之間；十字件(8)分別于上基座(11)和下基座(5)鉸接配合，十字件(8)中間做成空隙，用于放置所述的環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)的上減速機(jī)(7)，上基座(11)的下方和下基座(5)的上方有固定四個(gè)壓縮彈簧的導(dǎo)桿，環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)與萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)共用一個(gè)上基座(11)，壓縮彈簧I (6)、壓縮彈簧2 (10)、壓縮彈簧3 (32)、壓縮彈簧4(33)使上基座(11)在未受到非軸向外力時(shí)保持與下基座面平行；上基座(11)受到含有徑向力成分的力作用時(shí)，上基座(11)會(huì)發(fā)生傾斜，以便于目標(biāo)接口件(21)精確定位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于空間操作的環(huán)抱式捕獲機(jī)構(gòu)，其特征在于所述導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C)包括導(dǎo)向滑軌件(I)、下減速機(jī)(3)、齒輪(2)和齒條(4)，所述下減速機(jī)(3)通過(guò)螺釘安裝在導(dǎo)向滑軌件(I)下面的橫梁上，齒輪(2)安裝在下減速機(jī)(3)上，齒條(4)安裝在導(dǎo)向滑軌中間的導(dǎo)軌內(nèi)，齒條(4)的上端固定在下基座(5)上，下基座(5)安裝在導(dǎo)向滑軌件(I)內(nèi)；通過(guò)下基座(5)兩側(cè)的滑塊與導(dǎo)向滑軌件兩側(cè)的滑軌配合，下基座(5)可在導(dǎo)向滑軌件(I)內(nèi)上下滑動(dòng)；導(dǎo)向滑軌件(I)上端有弧形環(huán)面，該弧形環(huán)面可以與目標(biāo)接口件(21)的弧形面配合，進(jìn)而對(duì)目標(biāo)接口件(21)進(jìn)行精確定位；導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C)與萬(wàn)向浮動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B )共用一個(gè)下基座(5 )，當(dāng)導(dǎo)向拉緊機(jī)構(gòu)(C )使下基座(5 )向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)所述的萬(wàn)向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(B)與環(huán)抱機(jī)構(gòu)(A)向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)目標(biāo)接口件(21)進(jìn)行精確定位和拉緊。
【文檔編號(hào)】B25J15/00GK103753588SQ201410000421
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】崔澤, 楊海偉, 丁衛(wèi), 劉吉成, 錢東海, 趙偉 申請(qǐng)人:上海大學(xué)