[发明专利]一种具有动量缓冲控制功能的空间机械臂结构有效
| 申请号： | 201510137171.3 | 申请日： | 2015-03-26 |
| 公开（公告）号： | CN104708638A | 公开（公告）日： | 2015-06-17 |
| 发明（设计）人： | 董正宏;王珏;秦建军;张树才;杨帆 | 申请（专利权）人： | 中国人民解放军装备学院 |
| 主分类号： | B25J18/06 | 分类号： | B25J18/06;B25J9/12;B25J17/00;B25J19/06 |
| 代理公司： | 合肥市上嘉专利代理事务所(普通合伙) 34125 | 代理人： | 郭华俊 |
| 地址： | 101416 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明涉及一种具有动量缓冲控制功能的空间机械臂结构，目的在于缓冲与空间目标卫星接触时的碰撞动量。当空间机械臂结构执行任务时，首末两端的驱动装置实现接触目标星时的空间换向，中间的被动装置可以缓冲接触目标星后的碰撞动量，从而实现平稳精确的目标接触。驱动装置、被动装置内部都含有缓冲用的磁流变液阻尼器，确保接触目标星后，在驱动装置内部电机失电工况的状态下，能够安全、平稳的完成既定目标。本发明的主要特点为：除满足传统空间机械臂实现接触目标的功能外，还具有依靠磁流变阻尼器的可变阻尼力缓冲接触目标后带来的负能量，保证空间机械臂自身的稳定和可靠。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 具有 动量 缓冲 控制 功能 空间 机械 结构 | ||
【主权项】：
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；其特征在于：所述驱动装置包括轴端盖(101)、轴承端盖(102)、壳体A(103)、换向锥齿轮A(104)、驱动电机(105)、端部连接件(106)、回转端(107)、旋转式磁流变液阻尼器A(108)、轴承A(109)、换向锥齿轮B(110)、轴承B(111)、传动轴(112)、壳体B(113)、离合器(114)、减速器(115)；所述驱动电机(105)通过螺栓与所述减速器(115)连接，所述减速器(115)与所述离合器(114)通过卡槽连接，所述离合器(114)的输出轴与所述换向锥齿轮A(104)通过平键连接，所述换向锥齿轮A(104)的齿面与所述换向锥齿轮B(110)的齿面贴合，所述换向锥齿轮B(110)通过平键与所述传动轴(112)连接，所述轴承B(111)与所述传动轴(112)过盈配合，所述轴承B(111)与所述回转端(107)过盈配合，所述轴承A(109)与所述传动轴(112)过盈配合，所述旋转式磁流变液阻尼器A(108)与所述传动轴(112)过盈配合，所述旋转式磁流变液阻尼器A(108)与所述壳体A(103)间隙配合，所述传动轴(112)与所述回转端(107)通过平键连接，所述壳体A(103)与所述壳体B(113)通过螺钉连接，所述回转端(107)与所述壳体A(103)贴合，所述回转端(107)与所述壳体B(113)贴合，所述轴承端盖(102)与所述轴承B(111)过渡配合，所述轴承端盖(102)与所述回转端(107)通过螺丝连接，所述轴承端盖(102)与所述轴端盖(101)通过螺丝连接，所述端部连接件(106)与所述壳体A(103)、所述壳体B(113)通过螺丝连接；所述被动装置包括连接管(201)、端部旋转件A(202)、伸缩内套筒(203)、防尘罩(204)、阻尼器伸缩杆(205)、伸缩制动器(206)、阻尼器复位弹簧(207)、阻尼器基座(208)、伸缩外套筒(209)、法兰(210)、回转制动器(211)、轴承C(212)、回转固定法兰(213)、旋转式磁流变液阻尼器B(214)、回转外套筒(215)、端部旋转件B(216)；所述连接管(201)与驱动装置中的所述回转端(107)通过螺栓连接，所述连接管(201)与所述端部旋转件A(202)通过螺栓连接，所述端部旋转件A(202)与所述回转端(107)贴合，所述端部旋转件A(202)与所述伸缩内套筒(203)通过螺丝连接，所述防尘罩(204)通过粘合剂附着在所述伸缩内套筒(203)外表面，所述防尘罩(204)右端与所述伸缩外套筒(209)通过粘合剂连接，所述伸缩内套筒(203)通过螺栓与所述伸缩外套筒(209)内的卡槽卡合，所述阻尼器伸缩杆(205)与所述阻尼器复位弹簧(207)轴向配合，所述伸缩制动器(206)与所述阻尼器伸缩杆(205)过盈配合，所述阻尼器伸缩杆(205)的右端与所述阻尼器基座(208)间隙配合，所述阻尼器伸缩杆(205)左端与所述伸缩内套筒(203)内部间隙配合，所述阻尼器基座(208)的右端与所述伸缩外套筒(209)通过螺栓紧固配合，所述伸缩外套筒(209)右端与所述法兰(210)通过螺丝紧固配合，所述回转制动器(211)与所述法兰(210)过盈配合，所述轴承C(212)与所述法兰(210)过盈配合，所述轴承C(212)的端面与所述回转外套筒(215)贴合，所述回转固定法兰(213)通过螺丝紧固在回转外套筒(215)内部，所述旋转式磁流变液阻尼器B(214)与所述回转固定法兰(213)在所述回转外套筒(215)内部贴合，所述旋转式磁流变液阻尼器B(214)外部与所述回转外套筒(215)通过螺丝紧固配合，所述端部旋转件B(216)左端通过螺丝与所述回转外套筒(215)连接，所述端部旋转件B(216)右端与所述端部连接件(106)左端依靠螺栓连接。
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- 冯开林;姜黎君;田文霞;张晓东 - 山东科技大学
- 2016-03-08 - 2016-07-06 - B25J18/06
- 本实用新型涉及一种气动绳控负荷型柔性机械臂，其结构是由多节并联机构串联而成。而每节并联机构由四个橡胶气囊、四条钢丝绳、上下两连接板以及十字万向节组成。所述的四个橡胶气囊和四条钢丝绳环形阵列依次交错分布，每个关节的中间由十字万向节连接。该机械臂采用柔性结构，有多个自由度，能够向多个方向弯曲。克服了传统机械臂的刚性杆所带来的转动局限性，大幅度提高了机器人的柔性和环境适应能力，能够承受较大的负荷。
- 软体机械臂及其控制方法-201610153951.1
- 王贺升;胡俊杨;张怡雯;冯哲彬;陈卫东 - 上海交通大学
- 2016-03-17 - 2016-06-01 - B25J18/06
- 本发明提供了一种软体机械臂及其控制方法，包括顶端固定装置、机械臂主体、底座以及控制装置；所述机械臂主体通过若干牵引线6紧固在顶端固定装置与底座之间，所述控制装置通过牵引线使得机械臂主体完成预定的形变。本发明利用空心的乳胶套管，在保持其结构特点满足医疗机械臂要求的前提下，具有更大的可形变度和较好的回复特性，可以满足更多的手术需求。此外空心的乳胶套管内部能够用于安置传感器或其他部件；解决了传统软体机械臂实心的缺点，为后续的改进提供了较大空间。
- 柔性杆螺旋驱动全向弯曲机器人手臂装置-201520111229.2
- 杨韵芳;张文增 - 清华大学
- 2015-02-15 - 2016-03-30 - B25J18/06
- 柔性杆螺旋驱动全向弯曲机器人手臂装置，属于机器人技术领域，包括基座、三个肌肉组件、多个中间板、弹簧和末端板；肌肉组件包括电机、传动机构、柔性杆、螺杆和螺母。柔性杆的另一端与末端板相连，中间依次穿过多个中间板的同侧通孔，多个中间板沿着柔性杆的中心线堆叠，中间板之间设置有弹簧；电机通过传动机构驱动螺母转动，带动螺杆直线运动，拉动柔性杆，机器人手臂实现弯曲。该装置能够向多个方向自由弯曲，能够沿轴向实现伸缩，可以使末端所安装的工具顺利送抵某个空间位置，机器人手臂体积小、重量轻、成本低的突出优点，具有柔性机器人特有的避障能力和柔顺安全性，用途广泛。
- 一种柔性机械手臂-201510516675.6
- 陈刚;陆春生;常峰贵 - 昆山硅步机器人技术有限公司
- 2015-08-21 - 2015-11-11 - B25J18/06
- 本发明公开了一种柔性机械手臂，包括柔性转向机构和若干关节，所述柔性转向机构包括贯穿连接若干关节的动作管道，相邻两个关节之间设有套装在动作管道外的压缩弹簧，所述关节上设置有固定压缩弹簧的凸台，所述柔性转向机构底端设置有伸缩杆，所述伸缩杆卡合在动作管道上。采用柔性转向机构作为手臂，关节作为支撑结构完成一系列动作，模仿人类手臂，灵活方便、精度高，柔性转向机构包括动作管道和套在动作管道外部的压缩弹簧，通过弹性能量实现做工，可以实现复杂的空间运动，结构简单，成本低廉，适用于家庭、工业等使用。
- 气动收缩仿肌肉组织-201410051440.X
- 赵德政 - 赵德政
- 2014-02-16 - 2015-08-19 - B25J18/06
- 本发明涉及应用于机电技术及仿生人形机器人领域，特别是单元矩阵式气动收缩仿肌肉组织。由柔性气囊和充气接头组成，接头的两端分别连接另一个气囊，由气囊和充气接头构成基本收缩气囊单元，可承受一定的气压。气囊前后两端的接口固接或胶接在充气接头上，通过充气接头可实现无限数量的气囊链接，从而形成和生物肌肉近似的气动收缩仿肌肉组织链结构。本发明能够起到模仿动物肌肉组织收缩运动的功能，可充分应用于制造高仿真人形机器人，或类其它四肢动物机械技术中，使类人机器人或类其它四肢动物机械的活动更加灵活自如。
- 一种纤维收缩控制的仿生机械手臂-201520152409.5
- 左昱昱;庄晓琴 - 苏州市恒加新精密机械科技有限公司
- 2015-03-18 - 2015-08-19 - B25J18/06
- 本实用新型涉及一种纤维收缩控制的仿生机械手臂，包含上支架、下支架；所述上支架的上端设置有第一圆凸台；所述下支架的上端设置有第二圆凸台；所述上支架的下端和下支架的上端呈铰链连接，且第一圆凸台和第二圆凸台之间圆周方向上竖直的设置有多根均匀且互相平行放置的纤维；所述每根纤维内设置有多组竖直间隔且水平放置的金属薄片组；所述每组金属薄片组内设置有两片竖直间隔且水平放置的薄膜，且两片薄膜之间设置有弹性绝缘材料；本实用新型结构紧凑、控制简单、不存在电磁耦合和磨损、抗干扰、稳定性好，从而提高了生产效率，也降低了生产成本。
- 一种具有动量缓冲控制功能的空间机械臂结构-201510137171.3
- 董正宏;王珏;秦建军;张树才;杨帆 - 中国人民解放军装备学院
- 2015-03-26 - 2015-06-17 - B25J18/06
- 本发明涉及一种具有动量缓冲控制功能的空间机械臂结构，目的在于缓冲与空间目标卫星接触时的碰撞动量。当空间机械臂结构执行任务时，首末两端的驱动装置实现接触目标星时的空间换向，中间的被动装置可以缓冲接触目标星后的碰撞动量，从而实现平稳精确的目标接触。驱动装置、被动装置内部都含有缓冲用的磁流变液阻尼器，确保接触目标星后，在驱动装置内部电机失电工况的状态下，能够安全、平稳的完成既定目标。本发明的主要特点为：除满足传统空间机械臂实现接触目标的功能外，还具有依靠磁流变阻尼器的可变阻尼力缓冲接触目标后带来的负能量，保证空间机械臂自身的稳定和可靠。
- 一种气动仿生收缩组织-201310540577.7
- 赵德政 - 赵德政
- 2013-11-06 - 2015-05-13 - B25J18/06
- 本发明涉及应用于光机电技术领域，特别是一种气动仿生收缩组织，在机器人制造领域和柔性牵引应用领域。由微型活塞、气缸、通过压缩空气控制构成收缩基本单元，由压缩气体推动活塞运动，通过活塞的运动牵引另一收缩单元的气缸运动，前一个单元的活塞连接后一个单元的气缸，通过如此无穷的连接，传递联动形成仿生收缩组织。通过控制收缩基本单元的通气和放气数量达到控制组织收缩行程的目的。本发明可模仿动物肌肉组织收缩而运动的功能，使类人机器人等四肢机械的活动更加灵活和自如。
- 形状记忆合金弹簧驱动的柔性机械臂-201420141453.1
- 乔桥;李曙光;袁建平 - 西北工业大学
- 2014-03-20 - 2014-09-03 - B25J18/06
- 本实用新型提供了一种形状记忆合金弹簧驱动的柔性机械臂，包括硅胶管、导线束和形状记忆合金弹簧，所述导线束通过所述硅胶管内的孔与所述形状记忆合金弹簧连接，所述硅胶管内嵌有与其直径匹配的弹簧，是一种类似象鼻的仿生柔性机械臂，可实现全柔性弯曲、扭转和伸缩运动。
- 平面两自由度柔性并联机械臂-201310721936.9
- 李清清;余跃庆 - 北京工业大学
- 2013-12-24 - 2014-04-16 - B25J18/06
- 一种平面两自由度柔性并联机械臂，属于机电领域。其包括柔性臂、直线电机、基座。多个直线电机均匀布置安装在基座上，直线电机与基座之间无相对运动，直线电机之间夹角相等且在同一平面内。柔性臂为一体件，柔性臂上中心位置有一大凸台，大凸台中心有一个大固定孔。大凸台的周围均匀固接有柔性薄片，每个柔性薄片的末端分别固接有小凸台，柔性臂上的小凸台固接在直线电机上的滑块上，小凸台与滑块无相对运动。本发明结构简单，便于该并联机械臂的微型化。同时本发明安装方便，对零件加工精度要求低，机器的运动精度高，成本低廉，在工业上将会有相当大的运用前景。
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