[发明专利]一种含谐波传动的空间机械臂模拟装置

摘要

本发明提供一种含谐波传动空间机械臂模拟装置，属于航天工程技术领域。该装置采用谐波减速器传动及空间机械臂微重力测试机构，包含以下5个部分：基座，具有90°安装可调功能；关节驱动机构，采用伺服电机驱动与谐波减速器传动的形式；臂杆刚化调节机构，采用可更换臂杆套筒的拉力预紧机构，以模拟应力刚化作用下臂杆的不同柔性；悬吊机构，采用铝合金型材支架和无附加约束的二维悬吊机构；运动精度测试机构，采用PSD位置传感器和激光发生器，可测量机械臂末端的柔性变形量。该装置能够实现谐波传动空间机械臂在微重力环境下的动力学性能测试，在航天工程领域有广阔的应用前景。

主权项

一种含谐波传动空间机械臂模拟装置，主要由四部分组成，分别是机械臂回转运动机构、微重力模拟与测试机构、臂杆刚化调节机构、运动精度测试机构，其特征在于，所述臂杆刚化调节机构设置于机械臂回转运动机构的臂杆中，微重力模拟与测试机构设置于机械臂回转运动机构上方，并与机械臂回转运动机构的臂杆连接，运动精度测试机构设置于机械臂回转运动机构的二级臂杆的前端；所述机械臂回转运动机构由基座、连接件、关节、臂杆组成；其中，所述基座由T型槽、T型滑块、支架、底座杆四部分组成，T型滑块嵌在T型槽中，通过螺栓螺母把支架和T型滑块连接，底座杆固定安装在支架上；连接件有四件，关节和臂杆各有两件：第一连接件连接底座杆与一级关节，具有90度安装可调功能；第二连接件连接一级关节与一级臂杆；第三连接件连接一级臂杆与二级关节；第四连接件连接二级关节与二级臂杆；关节由关节壳体和关节驱动机构组成；所述臂杆刚化调节机构由拉力传感器、吊环螺母、钢丝、预紧调节装置组成；第一拉力传感器一端与第二连接件连接，另一端与第一吊环螺母连接；在第二吊环螺母上连接螺栓，再将两个吊环螺母连接在第一钢丝的两端；将第二吊环螺母的螺栓穿过预紧螺母挡环，预紧螺母挡环卡在第三连接件中，用螺母将第二吊环螺母固定以拉紧钢丝，以调节一级臂杆的刚度；预紧调节装置安装在二级臂杆的末端，第二拉力传感器一端与第四连接件连接，另一端与第三吊环螺母连接；在第四吊环螺母上连接螺栓，再将两个吊环螺母连接在第二钢丝的两端；将第四吊环螺母的螺栓穿过预紧调节装置并用蝶形螺母固定，以调节二级臂杆的刚度；所述微重力模拟与测试机构由铝型材支架、悬吊绳索、滑块、滑轨、拉力传感器组成；所述运动精度测试机构由PSD位置传感器和激光发射器组成，PSD位置传感器固定于二级臂杆的前端，激光发射器固定在二级臂杆的另一端。