[發明專利]一種一維展開機構

有效

• 申請號: 201310210036.8
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN103322148A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 華岳;盧鵬俊;王波;張波;王磊
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: F16H19/00
• 分類號: F16H19/00;F16H35/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

技術領域

本發明涉及一種一維展開機構。

背景技術

機械手、機器人、及空間技術領域中相關設備等實現閉環控制較復雜，同時又需要展開到位后實現較高的展開到位后的轉動精度。

目前國內外較典型的一維展開高精度展開機構主要是通過安裝高精度角度傳感器的途徑實現展開精度，這類展開機構可實現任意展開角度的高精度，但實現環節較多，機構復雜，可靠性較低。

發明內容

本發明的目的在于在展開角度要求固定不變的情況下，提供一種結構簡單、可靠性高的一維展開機構，具有較高的展開到位重復性精度。

本發明的技術方案是：

一種一維展開機構，包括中心輪系、驅動放大輪系、展開臂、鎖定桿、鎖定檔銷和安裝座；中心輪系包括中心軸，中心軸和展開臂通過軸承連接，可相對轉動；驅動放大輪系、鎖定檔銷安裝在安裝座上；鎖定桿安裝在展開臂上；驅動源輸出的驅動力施加在中心輪系上，中心輪系帶動驅動放大輪系將驅動力放大，再由驅動放大輪系的末級齒輪與展開臂的內齒輪嚙合將驅動力施加至展開臂，推動展開臂和鎖定桿轉動，通過鎖定檔銷的限位作用限制鎖定桿繼續轉動，使得展開臂轉動到位鎖定；展開臂到位鎖定后，鎖定機構的鎖定桿和鎖定檔銷之間為平面形成第一平面副；中心軸和展開臂之間為轉動副；展開臂的內齒輪嚙合面與驅動力放大輪系的末級齒輪之間在驅動源剩余推力的作用下形成第二平面副，第一平面副、第二平面副、轉動副施加給展開臂的作用力在空間上的分布為一個三角形。

所述驅動放大輪系包括兩個齒輪。

所述一維展開機構還包括安裝在安裝座上的控速輪系、騎馬輪和平衡擺。

本發明與現有技術相比具有如下有益效果：本發明通過驅動放大機構，到位鎖定機構和展開中心軸的特定布置，和傳統一維展開機構比較，具有結構簡單、展開到位重復性精度高、重復性好、無需進行零位標定。

附圖說明

圖1為一維展開機構外形圖。

圖2為驅動力放大輪系放大示意圖。

圖3為到位鎖定機構鎖定展開臂示意圖。

圖4為展開臂受力示意圖。

圖5為本發明展開機構自由狀態示意圖。

圖6為本發明展開機構展開到位狀態示意圖。

具體實施方式

如圖1-3所示，本發明的一維展開機構，包括中心輪系1、驅動放大輪系2-3、展開臂4、鎖定桿5、鎖定檔銷6、控速輪系7～9、11～12、騎馬輪13、平衡擺14和安裝座10；中心輪系1包括中心軸，中心軸和展開臂4通過軸承連接，可相對轉動；驅動放大輪系2-3、鎖定檔銷6、控速輪系7～9、11～12、騎馬輪13、平衡擺14安裝在安裝座10上；鎖定桿5安裝在展開臂4上。驅動力施加在中心輪系上，中心輪系帶動驅動放大輪系2-3將驅動力放大，再由驅動放大輪系的末級齒輪2將驅動力施加給展開臂4，推動展開臂4由圖5所示的自由狀態轉動，當展開臂轉動到圖6所示位置附近時，鎖定檔銷6限位作用限制鎖定桿5繼續轉動，展開臂展開到位。在展開過程中，騎馬輪13的輪齒在轉動過程中，撥動平衡擺14擺動，平衡擺14的擺動按照固有周期擺動，因此限制了騎馬輪13的轉動速度，輪12和騎馬輪13上的齒輪嚙合通過控速輪系12～11、9～7、約束中心軸1的轉動速度，起到了控速的作用。

所述驅動放大輪系23的數量根據力矩放大要求及安裝座的安裝空間決定，不局限于圖示數量。

所述控速輪系7～9、11～12的數目根據控速時間要求及安裝座的安裝空間決定，不局限于圖示數量。

鎖定桿5和鎖定檔銷6的外形及材料根據空間要求及強度要求選材，不局限于圖示形狀。

如圖4所示，本發明的展開臂4轉動到位鎖定后，鎖定機構的鎖定檔銷銷6和鎖定桿5之間為平面形成平面副，鎖定檔銷6施加給鎖定桿5的力為F2，展開中心軸1和展開臂4連接孔之間為轉動副，展開中心軸施加給展開臂的力可分解為Fx，Fy。展開臂4內齒輪嚙合面在動力源的推力的作用下與驅動放大輪系的末級齒輪2之間也形成一個平面副，末級驅動放大輪系2施加給展開臂4的力為F1，三種運動副在空間的分布為一三角形，因此使得展開臂的受力狀態封閉，具有穩定的結構剛度，因此不存在因機構固有間隙導致到位狀態時存在位置誤差，具有較高的到位重復性精度。

以上所述，僅為本發明最佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。

本發明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員的公知技術。