[發(fā)明專利]空間大型機電熱一體化關節(jié)

在審

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• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115401719A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設計）人: 李德倫;朱超;劉鑫;王康;張運;袁寶峰;胡成威;唐自新;王耀兵;張立;辛鵬飛;王友漁;張沛;許哲;時杰
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B64G4/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.一種空間大型機電熱一體化關節(jié)，其特征在于：包括關節(jié)本體(1)、關節(jié)主傳動組件(2)、快速連接公組件(3)、快速連接母組件(4)、正向機電限位裝置(5)、反向機電限位裝置(6)、關節(jié)控制器(7)、主份電源模塊(8)、備份電源模塊(9)、一維力矩傳感器(10)、旋轉(zhuǎn)變壓器(11)、輸出齒輪組件(12)、電纜組件(13)和熱控組件(14)；

其中快速連接公組件(3)安裝在關節(jié)本體(1)的軸向輸出端，快速連接母組件(4)安裝在關節(jié)本體(1)徑向固定端；關節(jié)主傳動組件(2)安裝在關節(jié)本體(1)內(nèi)部，通過輸出齒輪組件(12)與快速連接公組件(3)連接；正向機電限位裝置(5)、反向機電限位裝置(6)安裝在關節(jié)本體(1)上靠近軸向輸出端位置；關節(jié)控制器(7)與主份電源模塊(8)、備份電源模塊(9)組裝成組合體，安裝在關節(jié)本體(1)內(nèi)部的軸向輸入端處；一維力矩傳感器(10)和旋轉(zhuǎn)變壓器(11)安裝在關節(jié)本體(1)內(nèi)部；電纜組件(13)位于關節(jié)本體(1)內(nèi)部中心孔處，熱控組件(14)位于關節(jié)本體(1)外部和關節(jié)控制器(7)外部；

關節(jié)控制器(7)根據(jù)關節(jié)的輸出力矩、關節(jié)的位置和速度對關節(jié)進行實時控制；主份電源模塊(8)和備份電源模塊(9)用于為關節(jié)提供動力；一維力矩傳感器(10)用于感知關節(jié)的輸出力矩，發(fā)送給關節(jié)控制器；旋轉(zhuǎn)變壓器(11)用于感知關節(jié)的位置和速度，發(fā)送給關節(jié)控制器；正向機電限位裝置(5)、反向機電限位裝置(6)用于實現(xiàn)關節(jié)的正向、反向位置限位，熱控組件(14)實現(xiàn)對關節(jié)的主動熱控和被動熱控。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種空間大型機電熱一體化關節(jié)，其特征在于：關節(jié)本體(1)包括關節(jié)殼體(15)、扶手組件(16)、通用扶手底座(17)、關節(jié)后罩(18)、中間換熱板(19)、手動驅(qū)動機構安裝板(20)、旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子安裝板(21)；

通用扶手底座(17)安裝在關節(jié)殼體(15)外表面上，扶手組件(16)安裝在通用扶手底座(17)上，關節(jié)后罩(18)安裝在關節(jié)殼體(15)軸向輸入端上，在關節(jié)后罩(18)和關節(jié)殼體(15)之間依次安裝中間換熱板(19)和手動驅(qū)動機構安裝板(20)；旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子安裝板(21)安裝在輸出齒輪組件(12)上靠近關節(jié)本體(1)軸向輸出端的位置。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種空間大型機電熱一體化關節(jié)，其特征在于：關節(jié)主傳動組件(2)安裝在手動驅(qū)動機構安裝板(20)上，包括主份電機組件(22)、備份電機組件(23)和齒輪組合(31)；齒輪組合(31)安裝在主份電機組件(22)和備份電機組件(23)中間，齒輪組合(31)同時與輸出齒輪組件(12)嚙合，將電機組件的轉(zhuǎn)動傳動至輸出齒輪組件(12)。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種空間大型機電熱一體化關節(jié)，其特征在于：主份電機組件(22)與關節(jié)控制器(7)的主份控制單元、主份電源模塊(8)同側(cè)，備份電機組件(23)與關節(jié)控制器(7)的備份控制單元、備份電源模塊(9)同側(cè)；主份電機組件(22)與關節(jié)控制器(7)的主份控制單元、主份電源模塊(8)、一維力矩傳感器(10)的主份電路、旋轉(zhuǎn)變壓器(11)組成主份控制電路；備份電機組件(23)與關節(jié)控制器(7)的備份控制單元、備份電源模塊(9)、一維力矩傳感器(10)的備份電路、旋轉(zhuǎn)變壓器(11)組成備份控制電路；旋轉(zhuǎn)變壓器(11)只有一路，沒有備份。

5.根據(jù)權利要求3所述的一種空間大型機電熱一體化關節(jié)，其特征在于：一維力矩傳感器(10)的彈性體安裝在輸出齒輪組件(12)上，一維力矩傳感器電路部分安裝在旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子安裝板(21)上；旋轉(zhuǎn)變壓器一端連接旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子安裝板(21)上，另一端連接關節(jié)主傳動組件(2)。