專利名稱：多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航天失重狀態(tài)下物體轉(zhuǎn)移工具，特別是一種剛化鏈?zhǔn)街本€伸展機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)柔性抻展轉(zhuǎn)移物體。
背景技術(shù)：
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(qiáng)國必不可少的標(biāo)志，在航天系統(tǒng)工程中每個(gè)環(huán)節(jié)都非常重要，如何在失重的環(huán)境下的安全可靠的轉(zhuǎn)移物體就是其中的一個(gè)課題，在失重環(huán)境下靠人作出動(dòng)作移動(dòng)物體是一件十分不容易的事情，一般都要通過機(jī)械手臂來完成，但這種機(jī)械手臂采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，動(dòng)作生硬，質(zhì)量大，占用航天器空間較大，空間和質(zhì)量對(duì)于一個(gè)航天器來說是至關(guān)重要的，也是嚴(yán)格控制的關(guān)鍵項(xiàng)目，一個(gè)部件減輕質(zhì)量或節(jié)省了空間，就意味著可以增加一部儀器或多一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以上天，所以 仍需對(duì)這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)機(jī)械手臂進(jìn)行技術(shù)改造，使其體積重量更小，性能更好，適合于航天空間環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述機(jī)械手臂質(zhì)量大、體積大的不足，本發(fā)明提出一種用于航天上失重的情況下轉(zhuǎn)移物體的柔性對(duì)接轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，在受到空間尺寸、質(zhì)量、空間環(huán)境限制的條件下，實(shí)現(xiàn)在太空中物體轉(zhuǎn)移。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)，包括底座、伸縮單元、對(duì)接盤、動(dòng)力傳動(dòng)單元，其特征在于，伸縮單元設(shè)有一拉鏈鎖扣，拉鏈鎖扣與底座固定連接，拉鏈鎖扣縱向設(shè)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(jié)構(gòu)槽孔；對(duì)應(yīng)四道卷簧片匯聚槽設(shè)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(cè)邊緣設(shè)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(duì)接盤上，另一端分別連接纏繞到四個(gè)各自對(duì)應(yīng)的的卷簧筒上，四個(gè)卷簧筒分別為上卷簧筒、下卷簧筒、左卷簧筒、右卷簧筒；動(dòng)力傳動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)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(dòng)力傳動(dòng)單元設(shè)有電機(jī)，電機(jī)連接有驅(qū)動(dòng)錐齒輪，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)錐齒輪設(shè)有與其嚙合的從動(dòng)錐齒輪，與從動(dòng)錐齒輪同軸設(shè)有同步齒輪一和給進(jìn)齒輪一，對(duì)應(yīng)同步齒輪一設(shè)有與其嚙合的同步齒輪二，與同步齒輪二同軸設(shè)有給進(jìn)齒輪二，給進(jìn)齒輪一、給進(jìn)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(jìn)和收縮。以驅(qū)動(dòng)錐齒輪軸為中心輻射分布有3組伸縮單元連接底座和對(duì)接盤，對(duì)應(yīng)3組伸縮單元設(shè)有3組傳動(dòng)單元,3組傳動(dòng)單元共用一個(gè)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)錐齒輪作為動(dòng)力源，同步運(yùn)轉(zhuǎn)。同步齒輪一和同步齒輪二的軸、四個(gè)卷簧筒、電機(jī)通過支架固定在底座上。5、根據(jù)權(quán)利要求I至4任一所述的多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)，其特征在于四個(gè)卷簧筒內(nèi)設(shè)有卷簧，使四個(gè)卷簧筒與拉鏈鎖扣間的四條卷簧片處于張緊狀態(tài)。本發(fā)明一改傳統(tǒng)機(jī)械手臂的硬桿式結(jié)構(gòu)，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(shí)卷簧片經(jīng)拉鏈鎖扣解鎖纏繞到卷簧筒上，伸出時(shí)卷簧片經(jīng)拉鏈鎖扣鎖止形成具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的工字型手臂，實(shí)現(xiàn)柔性伸縮，質(zhì)量和體積有所縮減，行程有所增加，構(gòu)思科學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定易于操作，適于在太空失重的環(huán)境下使用，為航天器減重增效作出技術(shù)貢獻(xiàn)，具有較高實(shí)用性。


圖I為多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意 圖2為多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳動(dòng)單元結(jié)構(gòu)示意 圖3為多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)伸縮單元結(jié)構(gòu)示意 圖4為多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)拉鏈鎖扣結(jié)構(gòu)示意 圖5為鎖扣扣緊鎖孔工字型卷簧片橫斷結(jié)構(gòu)示意 圖6為沿圖4中A-A線的剖面圖。圖中標(biāo)不名稱1底座；2對(duì)接盤；3拉鏈鎖扣；4上槽；5下槽；6左槽；7右槽；8上直卷黃片；9下直卷黃片；10左弧形卷黃片；11右弧形卷黃片；12鎖孔；13鎖鉤；14上卷黃筒；15下卷黃筒；16左卷黃筒；17右卷黃筒；18電機(jī)；19驅(qū)動(dòng)維齒輪；20從動(dòng)維齒輪；21冋步齒輪一 ；22給進(jìn)齒輪一 ；23同步齒輪二 ；24給進(jìn)齒輪二。
具體實(shí)施例方式 本發(fā)明實(shí)施例如圖I至圖6所示，該多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)，設(shè)有底座I、伸縮單元、對(duì)接盤2、動(dòng)力傳動(dòng)單元；伸縮單元設(shè)有一拉鏈鎖扣3，拉鏈鎖扣3與底座I固定連接，拉鏈鎖扣3縱向設(shè)有四道卷簧片匯聚槽，分別為上槽4、下槽5、左槽6、右槽7，上槽4與下槽5、左槽6與右槽7分別為兩組漸近結(jié)構(gòu)槽孔；對(duì)應(yīng)四道卷簧片匯聚槽設(shè)有四條卷簧片，分別為上直卷簧片8、下直卷簧片9、左弧形卷簧片10、右弧形卷簧片11，上直卷簧片8和下直卷簧片9橫截面整體呈一字型，開有鎖孔12，左弧形卷簧片10和右弧形卷簧片11橫截面整體呈弧形，兩側(cè)邊緣設(shè)有鎖鉤13 ;四條卷簧片一端分別從拉鏈鎖扣3四道卷簧片匯聚槽中穿過伸出，固定在對(duì)接盤2上，另一端分別連接纏繞到四個(gè)各自對(duì)應(yīng)的的卷簧筒上，四個(gè)卷簧筒分別為上卷簧筒14、下卷簧筒15、左卷簧筒16、右卷簧筒17，通過支架固定在底座I上；動(dòng)力傳動(dòng)單元設(shè)有電機(jī)18，電機(jī)18固定在底座I上，電機(jī)18連接有驅(qū)動(dòng)錐齒輪19，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)錐齒輪19設(shè)有與其嚙合的從動(dòng)錐齒輪20，與從動(dòng)錐齒輪20同軸設(shè)有同步齒輪一 21和給進(jìn)齒輪一 22，對(duì)應(yīng)同步齒輪一 21設(shè)有與其嚙合的同步齒輪二 23，與同步齒輪二 23同軸設(shè)有給進(jìn)齒輪二 24，給進(jìn)齒輪一 22、給進(jìn)齒輪二 24分別與上直卷簧片8、下直卷簧片9上的鎖孔12咬合；靜態(tài)時(shí)，四條卷簧片從拉鏈鎖扣3收回部分分別卷在各自對(duì)應(yīng)的卷簧筒上，伸出部分通過鎖孔12和鎖鉤13咬合成工字型結(jié)構(gòu)，將四條卷簧片連為一體；伸展時(shí)，電機(jī)18通過傳動(dòng)單元帶動(dòng)給進(jìn)齒輪一 22、給進(jìn)齒輪二 24同步轉(zhuǎn)動(dòng)，給進(jìn)齒輪一 22、給進(jìn)齒輪二 24與鎖孔12咬合帶動(dòng)上直卷簧片8、下直卷簧片9同步進(jìn)入拉鏈鎖扣3的上槽4、下槽5，由于經(jīng)四條卷簧片伸出部分已通過鎖孔12和鎖鉤13咬合連為一體，所以在上直卷簧片8、下直卷簧片9帶動(dòng)下四條卷簧片同時(shí)進(jìn)入拉鏈鎖扣3的四道卷簧片匯聚槽，由于上槽4與下槽
5、左槽6與右槽7分別為兩組漸近結(jié)構(gòu)槽孔，在左槽6與右槽7的引導(dǎo)下左弧形卷簧片10與右弧形卷簧片11逐漸向內(nèi)匯聚靠緊壓平，同時(shí)在上槽4與下槽5的引導(dǎo)下上直卷簧片8和下直卷簧片9逐漸向內(nèi)匯聚與下左弧形卷簧片10和右弧形卷簧片11側(cè)面靠緊，左弧形卷簧片10與右弧形卷簧片11兩側(cè)鎖鉤13進(jìn)入上直卷簧片8和下直卷簧片9的鎖孔12，由拉鏈鎖扣3伸出后，左弧形卷簧片10與右弧形卷簧片11恢復(fù)弧形狀態(tài)，在背靠背弧形彈力作用下鎖扣扣緊鎖孔12，四條卷簧片形成工字型穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，同時(shí)帶動(dòng)對(duì)接盤2向前伸展；收縮時(shí)剛好相反，電機(jī)18反轉(zhuǎn)通過傳動(dòng)單元帶動(dòng)給進(jìn)齒輪一 22、給進(jìn)齒輪二 24,驅(qū)動(dòng)四條卷簧片收回，在左槽6與右槽7的引導(dǎo)下左弧形卷簧片10與右弧形卷簧片11靠緊壓平，同時(shí)在上槽4與下槽5的引導(dǎo)下上直卷簧片8和下直卷簧片9向兩側(cè)分離，鎖扣脫離鎖孔12，四條卷簧片分別卷到四個(gè)卷簧筒上；本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)柔性伸縮，質(zhì)量和體積有所縮減，行程有所增加，構(gòu)思科學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定易于操作，適于在太空失重的環(huán)境下使用，為航天器減重增效作出技術(shù)貢獻(xiàn)，具有較高實(shí)用性。
本發(fā)明實(shí)施時(shí)，為了增加穩(wěn)定性，可以以驅(qū)動(dòng)錐齒輪19軸為中心輻射分布3組伸縮單元連接底座I和對(duì)接盤2，對(duì)應(yīng)3組伸縮單元設(shè)有3組傳動(dòng)單元，3組傳動(dòng)單元共用一個(gè)電機(jī)18、驅(qū)動(dòng)錐齒輪19作為動(dòng)力源，同步運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)，包括底座(I)、伸縮單元、對(duì)接盤(2)、動(dòng)力傳動(dòng)單元，其特征在于伸縮單元設(shè)有一拉鏈鎖扣(3)，拉鏈鎖扣(3)與底座(I)固定連接，拉鏈鎖扣(3)縱向設(shè)有四道卷簧片匯聚槽，分別為上槽(4)、下槽(5)、左槽(6)、右槽(7)，上槽(4)與下槽(5)、左槽(6)與右槽(7)分別為兩組漸近結(jié)構(gòu)槽孔；對(duì)應(yīng)四道卷簧片匯聚槽設(shè)有四條卷簧片，分別為上直卷簧片(8)、下直卷簧片(9)、左弧形卷簧片(10)、右弧形卷簧片(11)，上直卷簧片(8)和下直卷簧片(9)橫截面整體呈一字型，開有鎖孔(12)，左弧形卷簧片(10)和右弧形卷簧片(11)橫截面整體呈弧形，兩側(cè)邊緣設(shè)有鎖鉤(13);四條卷簧片一端分別從拉鏈鎖扣(3)四道卷簧片匯聚槽中穿過伸出，固定在對(duì)接盤(2)上，另一端分別連接纏繞到四個(gè)各自對(duì)應(yīng)的的卷簧筒上，四個(gè)卷簧筒分別為上卷簧筒(14)、下卷簧筒(15)、左卷簧筒(16)、右卷簧筒(17);動(dòng)力傳動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)上直卷簧片(8)和下直卷簧片(9)同步伸展或收縮，四條卷簧片從拉鏈鎖扣(3)伸出部分通過鎖孔(12)和鎖鉤(13)咬合成工字型。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)，其特征在于動(dòng)力傳動(dòng)單元設(shè)有電機(jī)(18)，電機(jī)(18)連接有驅(qū)動(dòng)錐齒輪(19)，對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)錐齒輪(19)設(shè)有與其嚙合的從動(dòng)錐齒輪(20)，與從動(dòng)錐齒輪(20)同軸設(shè)有同步齒輪一(21)和給進(jìn)齒輪一(22)，對(duì)應(yīng)同步齒輪一(21)設(shè)有與其嚙合的同步齒輪二(23)，與同步齒輪二(23)同軸設(shè)有給進(jìn)齒輪二(24)，給進(jìn)齒輪一(22)、給進(jìn)齒輪二(24)分別與上直卷簧片(8)、下直卷簧片(9)上的鎖孔(12)咬入口 o
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)，其特征在于以驅(qū)動(dòng)錐齒輪(19)軸為中心輻射分布有3組伸縮單元連接底座(I)和對(duì)接盤(2)，對(duì)應(yīng)3組伸縮單元設(shè)有3組傳動(dòng)單元，3組傳動(dòng)單元共用一個(gè)電機(jī)(18)、驅(qū)動(dòng)錐齒輪(19)作為動(dòng)力源，同步運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)，其特征在于同步齒輪一(21)和同步齒輪二(23)的軸、四個(gè)卷簧筒、電機(jī)(18)通過支架固定在底座(I)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)，其特征在于四個(gè)卷簧筒內(nèi)分別設(shè)有卷簧。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多片卷簧式直線伸展機(jī)構(gòu)，屬于航天失重狀態(tài)下物體轉(zhuǎn)移的工具。它包括底座、伸縮單元、對(duì)接盤、動(dòng)力傳動(dòng)單元；其特征在于，伸縮單元設(shè)有一拉鏈鎖扣，拉鏈鎖扣與底座固定連接，拉鏈鎖扣縱向設(shè)有四道卷簧片匯聚槽，分別為兩組漸近結(jié)構(gòu)槽孔；對(duì)應(yīng)四道卷簧片匯聚槽設(shè)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(cè)邊緣設(shè)有鎖鉤；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。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了柔性伸縮，質(zhì)量和體積有所縮減，行程有所增加，更適于在太空失重的環(huán)境下使用。
文檔編號(hào)B25J18/02GK102699929SQ201210186039
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者全齊全, 姜元生, 李建永, 沈毅, 王印超, 鄧宗全 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)