[發明專利]多片卷簧式直線伸展機構

有效

• 申請號: 201210186039.8
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102699929A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 姜元生;鄧宗全;全齊全;李建永;沈毅;王印超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J18/02
• 分類號: B25J18/02
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

技術領域：

本發明涉及一種航天失重狀態下物體轉移工具，特別是一種剛化鏈式直線伸展機構，實現柔性抻展轉移物體。

背景技術：

航天航空是人類探索自然界的前沿工程，走向太空已成為科技強國必不可少的標志，在航天系統工程中每個環節都非常重要，如何在失重的環境下的安全可靠的轉移物體就是其中的一個課題，在失重環境下靠人作出動作移動物體是一件十分不容易的事情，一般都要通過機械手臂來完成，但這種機械手臂采用傳統結構，動作生硬，質量大，占用航天器空間較大，空間和質量對于一個航天器來說是至關重要的，也是嚴格控制的關鍵項目，一個部件減輕質量或節省了空間，就意味著可以增加一部儀器或多一個實驗項目可以上天，所以仍需對這種傳統結構機械手臂進行技術改造，使其體積重量更小，性能更好，適合于航天空間環境。

發明內容：

為了解決上述機械手臂質量大、體積大的不足，本發明提出一種用于航天上失重的情況下轉移物體的柔性對接轉移機構，在受到空間尺寸、質量、空間環境限制的條件下，實現在太空中物體轉移。

本發明采用的技術方案是：該多片卷簧式直線伸展機構，包括底座、伸縮單元、對接盤、動力傳動單元，其特征在于，伸縮單元設有一拉鏈鎖扣，拉鏈鎖扣與底座固定連接，拉鏈鎖扣縱向設有四道卷簧片匯聚槽，分別為上槽、下槽、左槽、右槽，上槽與下槽、左槽與右槽分別為兩組漸近結構槽孔；對應四道卷簧片匯聚槽設有四條卷簧片，分別為上直卷簧片、下直卷簧片、左弧形卷簧片、右弧形卷簧片，上直卷簧片和下直卷簧片橫截面整體呈一字型，開有鎖孔，左弧形卷簧片和右弧形卷簧片橫截面整體呈弧形，兩側邊緣設有鎖鉤；四條卷簧片一端分別從拉鏈鎖扣四道卷簧片匯聚槽中穿過伸出，固定在對接盤上，另一端分別連接纏繞到四個各自對應的的卷簧筒上，四個卷簧筒分別為上卷簧筒、下卷簧筒、左卷簧筒、右卷簧筒；動力傳動單元驅動上直卷簧片和下直卷簧片同步伸展或收縮，四條卷簧片從拉鏈鎖扣伸出部分通過鎖孔和鎖鉤咬合成工字型。

動力傳動單元設有電機，電機連接有驅動錐齒輪，對應驅動錐齒輪設有與其嚙合的從動錐齒輪，與從動錐齒輪同軸設有同步齒輪一和給進齒輪一，對應同步齒輪一設有與其嚙合的同步齒輪二，與同步齒輪二同軸設有給進齒輪二，給進齒輪一、給進齒輪二分別與上直卷簧片、下直卷簧片上的鎖孔咬合，控制上直卷簧片、下直卷簧片的給進和收縮。

以驅動錐齒輪軸為中心輻射分布有3組伸縮單元連接底座和對接盤，?對應3組伸縮單元設有3組傳動單元，3組傳動單元共用一個電機、驅動錐齒輪作為動力源，同步運轉。

同步齒輪一和同步齒輪二的軸、四個卷簧筒、電機通過支架固定在底座上。

5、根據權利要求1至4任一所述的多片卷簧式直線伸展機構，其特征在于四個卷簧筒內設有卷簧，使四個卷簧筒與拉鏈鎖扣間的四條卷簧片處于張緊狀態。

????本發明一改傳統機械手臂的硬桿式結構，通過拉鏈鎖扣將四條可卷曲的卷簧片鎖止形成鋼性工字型的伸縮臂，收縮時卷簧片經拉鏈鎖扣解鎖纏繞到卷簧筒上，伸出時卷簧片經拉鏈鎖扣鎖止形成具有穩定結構的工字型手臂，實現柔性伸縮，質量和體積有所縮減，行程有所增加，構思科學結構穩定易于操作，適于在太空失重的環境下使用，為航天器減重增效作出技術貢獻，具有較高實用性。

附圖說明：

圖1為多片卷簧式直線伸展機構整體結構示意圖；

圖2為多片卷簧式直線伸展機構動力傳動單元結構示意圖；

圖3為多片卷簧式直線伸展機構伸縮單元結構示意圖；

圖4為多片卷簧式直線伸展機構拉鏈鎖扣結構示意圖；

圖5為鎖扣扣緊鎖孔工字型卷簧片橫斷結構示意圖；

圖6為沿圖4中A-A線的剖面圖。

圖中標示名稱：1底座；2對接盤；3拉鏈鎖扣；4上槽；5下槽；6左槽；7右槽；8上直卷簧片；9下直卷簧片；10左弧形卷簧片；11右弧形卷簧片；12鎖孔；13鎖鉤；14上卷簧筒；15下卷簧筒；16左卷簧筒；17右卷簧筒；18電機；19驅動錐齒輪；20從動錐齒輪；21同步齒輪一；22給進齒輪一；23同步齒輪二；24給進齒輪二。

具體實施方式：