一種具有重心調(diào)整功能的模塊化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元的制作方法
【專利摘要】一種具有重心調(diào)整功能的模塊化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元，包括驅(qū)動單元外壁、伺服驅(qū)動組件和模塊化接口，還包括由重心徑向調(diào)整模塊和重心軸向調(diào)整模塊組成的重心調(diào)整裝置，其中重心徑向調(diào)整模塊包括安裝在驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)軸上一端的有豁口的圓盤和用于固定圓盤的固定螺母；重心軸向調(diào)整模塊包括設(shè)置于驅(qū)動單元外壁中的帶有螺紋的與轉(zhuǎn)軸平行的連接桿、套接在連接桿上的配重塊以及用于固定配重塊的螺母，本發(fā)明采用軸向與徑向同時對重心進(jìn)行調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)重心的連續(xù)性調(diào)整，達(dá)到指定位置；同時采用模塊化接口設(shè)計(jì)，為更換旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元提供了便利，備用的驅(qū)動單元可任意替代安裝于機(jī)械臂上的驅(qū)動單元，大大節(jié)約了成本。
【專利說明】—種具有重心調(diào)整功能的模塊化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種具有重心調(diào)整功能的模塊化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元。

【背景技術(shù)】
[0002]空間機(jī)械臂是一個機(jī)、電、熱、控一體化的高集成度的空間機(jī)電系統(tǒng)。在完成空間裝配、設(shè)備檢查與維護(hù)、輔助宇航員出艙作業(yè)等方面有大量應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)空間站建設(shè)與維護(hù)的關(guān)鍵設(shè)備之一。空間站機(jī)械臂處于太空零(微)重力環(huán)境，同時經(jīng)歷高低溫交變、高輻射等惡劣工況。為此，需預(yù)先在地面對空間站機(jī)械臂進(jìn)行大量的分析和實(shí)驗(yàn)，以保證其在軌工作的安全性和可靠性。
[0003]針對空間站機(jī)械臂地面實(shí)驗(yàn)，需開發(fā)設(shè)計(jì)出一套完善的零(微)重力系統(tǒng)。直接采用已研制完成的空間站機(jī)械臂來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，成本高且具有較大的風(fēng)險(xiǎn)。因此需要研制一套模擬的空間站機(jī)械臂，替代空間站機(jī)械臂進(jìn)行各種功能實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)和解決零(微)重力系統(tǒng)可能存在的問題，避免因零(微)重力系統(tǒng)不成熟造成的各種風(fēng)險(xiǎn)，最終完善零(微)重力系統(tǒng)。之后可以運(yùn)用此零(微)重力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)空間站機(jī)械臂的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。
[0004]但是，原機(jī)械臂驅(qū)動單元具有雙電機(jī)雙變速器等冗余設(shè)計(jì)，模擬機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元中只采用單電機(jī)單變速器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和質(zhì)量有很大改變。因此為了保證原有驅(qū)動單元具有相同的質(zhì)量及重心，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性及可靠性，需要對改造后的驅(qū)動單元進(jìn)行質(zhì)量以及重心的匹配。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種具有重心調(diào)整功能的模塊化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元，通過軸向及徑向?qū)χ匦奈恢玫恼{(diào)整，可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動單元質(zhì)量特性和重心的匹配。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種具有重心調(diào)整功能的模塊化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元，包括驅(qū)動單元外壁1、伺服驅(qū)動組件5和模塊化接口，還包括由重心徑向調(diào)整模塊和重心軸向調(diào)整模塊組成的重心調(diào)整裝置，其中:
[0008]所述重心徑向調(diào)整模塊包括安裝在驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)軸10上一端的有豁口的圓盤8和用于固定圓盤8的固定螺母9 ；
[0009]所述重心軸向調(diào)整模塊包括設(shè)置于驅(qū)動單元外壁中的帶有螺紋的與轉(zhuǎn)軸10平行的連接桿2、套接在連接桿2上的配重塊4以及用于固定配重塊4的螺母3。
[0010]所述伺服驅(qū)動組件5設(shè)置于驅(qū)動單元外壁之中，帶動驅(qū)動單元工作，同時帶動轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)。
[0011 ] 所述模塊化接口設(shè)置于驅(qū)動單元外壁上，包括垂直于驅(qū)動單元軸線的接口一 6以及平行于驅(qū)動單元軸線的接口二 7，實(shí)現(xiàn)相鄰驅(qū)動單元的對接。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0013]⑴采用軸向與徑向同時對重心進(jìn)行調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)重心的連續(xù)性調(diào)整，達(dá)到指定位置。
[0014]⑵模塊化接口設(shè)計(jì)，為更換旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元提供了便利，備用的驅(qū)動單元可任意替代安裝于機(jī)械臂上的驅(qū)動單元，大大節(jié)約了成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明軸向重心調(diào)整裝置示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明徑向重心調(diào)整裝置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0018]本發(fā)明一種具有重心調(diào)整功能的模塊化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元，用于保證模擬臂質(zhì)量特性與真實(shí)空間站機(jī)械臂一致。包括驅(qū)動單元外壁、伺服驅(qū)動組件5和模塊化接口以及由重心徑向調(diào)整模塊和重心軸向調(diào)整模塊組成的重心調(diào)整裝置。
[0019]如圖1所示，重心軸向調(diào)整模塊包括設(shè)置于驅(qū)動單元外壁I中的帶有螺紋的與轉(zhuǎn)軸10平行的連接桿2、套接在連接桿2上的配重塊4以及用于固定配重塊4的螺母3?？梢愿鶕?jù)預(yù)定的重心通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整配重塊4在連接桿2上進(jìn)行軸向移動并在確定位置時用螺母3固定，從而實(shí)現(xiàn)重心軸向的調(diào)整。連接桿2上帶有刻度，也可通過計(jì)算得出配重塊4所在位置，調(diào)整配重塊4到達(dá)該位置后用一對螺母3進(jìn)行固定。
[0020]如圖2所示，重心徑向調(diào)整模塊包括安裝在驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)軸10上一端的有豁口的圓盤8和用于固定圓盤8的固定螺母9 ;圓盤8可以有多個,通過圓盤8繞軸旋轉(zhuǎn),可以改變豁口的角度，從而實(shí)現(xiàn)重心徑向的調(diào)整。驅(qū)動單元外壁上帶有刻度，也可通過計(jì)算得出豁口所在角度，對圓盤8進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)角度調(diào)整好時，將螺母9擰緊使圓盤8固定。
[0021]由于軸向與徑向重心調(diào)整裝置調(diào)整重心時，會有互相影響，所以需要反復(fù)對軸向與徑向裝置進(jìn)行調(diào)整，最后使重心位置盡可能的趨近于預(yù)定匹配目標(biāo)。
[0022]伺服驅(qū)動組件5設(shè)置于驅(qū)動單元外壁之中，帶動驅(qū)動單元工作，同時帶動轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)。模塊化接口設(shè)置于驅(qū)動單元外壁上，包括垂直于驅(qū)動單元軸線的接口一 6以及平行于驅(qū)動單元軸線的接口二 7，實(shí)現(xiàn)相鄰驅(qū)動單元的對接。整個驅(qū)動單元采用模塊化設(shè)計(jì)，各單元之間可互換使用。
【權(quán)利要求】
1.一種具有重心調(diào)整功能的模塊化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元，包括驅(qū)動單元外壁(I)、伺服驅(qū)動組件(5)和模塊化接口，其特征在于，還包括由重心徑向調(diào)整模塊和重心軸向調(diào)整模塊組成的重心調(diào)整裝置，其中: 所述重心徑向調(diào)整模塊包括安裝在驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)軸(10)上一端的有豁口的圓盤(8)和用于固定圓盤(8)的固定螺母(9)； 所述重心軸向調(diào)整模塊包括設(shè)置于驅(qū)動單元外壁中的帶有螺紋的與轉(zhuǎn)軸(10)平行的連接桿(2)、套接在連接桿(2)上的配重塊(4)以及用于固定配重塊(4)的螺母(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有重心調(diào)整功能的模塊化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元，其特征在于，所述伺服驅(qū)動組件(5)設(shè)置于驅(qū)動單元外壁之中，帶動驅(qū)動單元工作，同時帶動轉(zhuǎn)軸(10)旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有重心調(diào)整功能的模塊化旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元，其特征在于，所述模塊化接口設(shè)置于驅(qū)動單元外壁上，包括垂直于驅(qū)動單元軸線的接口一(6)以及平行于驅(qū)動單元軸線的接口二(7)，實(shí)現(xiàn)相鄰驅(qū)動單元的對接。
【文檔編號】B25J9/16GK104128924SQ201410357304
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】唐曉強(qiáng), 邵珠峰, 唐樂為, 田斯慧, 王偉方, 曹凌, 季益中 申請人:清華大學(xué)