CN112443543A

CN112443543A - 三连杆锁紧钩装置

Info

Publication number: CN112443543A
Application number: CN201910828206.6A
Authority: CN
Inventors: 高雁; 许博谦; 于夫男; 王帅会; 张春悦
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2021-03-05

Abstract

本发明提供一种三连杆锁紧钩装置，其特征在于：包括固定架、分别转动连接于所述固定架的第一销轴与第二销轴、曲柄、摇杆、锁紧钩以及驱动组件；所述曲柄的一端转动连接与所述第一销轴，所述曲柄远离所述第一销轴的一端转动连接于所述锁紧钩；所述摇杆的一端转动连接于所述第二销轴，所述摇杆远离所述第二销轴的一端转动连接于所述锁紧钩；所述驱动组件固定连接于所述第一销轴。本发明提供的三连杆锁紧钩装置，原理简单、复杂零件少、结构紧凑且机构强度高。

Description

三连杆锁紧钩装置

【技术领域】

本发明涉及机械产品设计领域，尤其涉及一种三连杆锁紧钩装置。

【背景技术】

空间在轨服务技术主要分为在轨组装技术(包括轴向对接、转位对接和停靠对接等技术)和在轨维护技术，机械臂是在此类工作中扮演着重要的角色，其工作内容涉及到各种航天器模块之间的在轨组装与舱外在轨维护。机械臂的舱外在轨维护又分为两个层面：一方面机械臂仅提供航天员出舱操作的支撑平台，由航天员手动完成相关的空间维护任务。另一方面，机械臂代替航天员完成舱外设备搬运等繁重的劳动。

在轨任务中经常涉及到各种航天器模块之间的抓取、对接、锁紧等动作，进行这些操作的执行机构分为主动端和被动端，主动端称为末端执行器，被动端称为目标适配器。其中末端执行器作为空间机械臂的执行部件，安装在空间站机械臂的两个末端，分别承担机械臂肩部和腕部的角色，在机械臂换位行走时可角色互换。目标适配器安装在空间站、目标飞行器、有效载荷等需要与机械臂末端执行器连接的地方。机械臂通过末端执行器与目标适配器之间的连接完成对目标的捕获、抓取和释放。末端执行器在空间站的在轨组装、有效载荷搬运、在轨维护等任务中发挥的不可代替的作用。

在轨组装空间望远镜技术是为了解决超大口径空间望远镜的“元件难制造、组件难集成、整机难发射”等一系列难题为提出的，采用“模块上行，在轨组装”的实现方式，即模块化设计思想，采用“拼接式”主镜，以多个可拆装组件的形式构建望远镜的主体结构，在几乎不升级现有研制设备的前提下，完成望远镜组部件的制造。通过一次或多次发射，将望远镜模块送入预定轨道，然后由智能空间机器人发现、识别、抓取、搬运、装配望远镜模块完成整机组装，经过在轨调试，达到使用状态。标准适配器是在轨组装望远镜中的重要组成部分，其中标准适配器中锁紧功能的实现通常需要各种运动机构，锁紧钩是经常采用的一种方式。

目前的锁紧机构大多采用锁钩或卡爪、四连杆结构或者曲柄滑块结构以及驱动部件，但大都存在以下问题：结构复杂，包络尺寸大并且该结构零件较多，加工和装配复杂。

鉴于此，实有必要提供一种新的三连杆锁紧钩装置以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种原理简单、复杂零件少、结构紧凑且机构强度高的三连杆锁紧钩装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种三连杆锁紧钩装置，包括固定架、分别转动连接于所述固定架的第一销轴与第二销轴、曲柄、摇杆、锁紧钩以及驱动组件；所述曲柄的一端转动连接与所述第一销轴，所述曲柄远离所述第一销轴的一端转动连接于所述锁紧钩；所述摇杆的一端转动连接于所述第二销轴，所述摇杆远离所述第二销轴的一端转动连接于所述锁紧钩；所述驱动组件固定连接于所述第一销轴。

在一个优选实施方式中，所述固定架包括第一支架，所述第一支架包括固定板，所述固定板上设置有贯穿所述固定板的第一通孔与所述第二通孔，所述第一销轴穿过所述第一通孔并能够在所述第一通孔中转动，所述第二销轴穿过所述第二通孔。

在一个优选实施方式中，所述固定板的数量为两个，所述第一销轴的两端分别穿过所述两个固定板的第一通孔，所述第二销轴的两端分别穿过所述两个固定板的第二通孔；所述第一支架还包括连接所述两个固定板的连接板，所述连接板与所述两个固定板围成收容槽，所述曲柄、所述摇杆及所述锁紧钩收容于所述收容槽中。

在一个优选实施方式中，还包括第一固定轴与第二固定轴；所述曲柄的数量为两个并间隔相对设置，所述摇杆的数量为两个并间隔相对设置；每个曲柄远离所述第一销轴的一端开设有第一转孔，每个摇杆远离所述第二销轴的一端开设有第二转孔；所述第一固定轴穿过所述两个曲柄的第一转孔并与所述第一转孔固定，所述第二固定轴穿过所述连个摇杆的第二转孔并与所述第二转孔固定；所述锁紧钩分别夹于所述两个曲柄及所述两个摇杆之间，所述锁紧钩分别与所述第一固定轴及所述第二固定轴转动连接。

在一个优选实施方式中，所述锁紧钩包括锁臂及固定连接于所述锁臂的锁钩；所述第一固定轴穿过所述锁臂远离所述锁钩的一端，所述第二固定轴穿过所述锁臂靠近所述锁钩的一端。

在一个优选实施方式中，所述锁臂呈长条形，所述锁钩呈弯折状并包括与所述锁臂连接的固定端与卡持端；所述固定端与所述卡持端所成夹角为锐角。

在一个优选实施方式中，所述驱动组件包括蜗轮及蜗杆，所述蜗杆包括齿轮部及自所述齿轮部的两端延伸形成的两个传动轴部；所述固定架包括连接于所述第一支架的第二支架，所述第二支架与一个固定板的一端固定连接；所述第二支架包括间隔相对设置的顶板与底板，所述顶板上开设有第一轴孔，所述底板上开设有对应于所述第一轴孔的第二轴孔，所述两个传动轴部分别收容于所述第一轴孔与所述第二轴孔中且所述齿轮部夹于所述顶板与所述底板中；所述蜗轮设置于连接所述第二支架的固定板背离所述曲柄的一侧且与所述齿轮部啮合。

在一个优选实施方式中，所述第一轴孔内设置轴承，所述蜗杆的一个传动轴部收容于所述轴承中并与所述轴承转动连接；所述第二支架还包括轴承端盖，所述轴承端盖对应于所述第一轴孔，所述轴承端盖通过固定件与所述顶板固定连接并设置于所述顶板背离所述底板的一侧。

在一个优选实施方式中，所述驱动组件还包括电机；所述电机固定于所述底板背离所述顶板的表面，且所述电机的转轴与所述蜗杆的远离所述轴承的传动轴部固定连接。

在一个优选实施方式中，所述电机为直流力矩电机。

本发明提供的三连杆锁紧钩装置，所述曲柄与所述锁紧钩通过固定于所述固定架上的第一销轴转动连接，所述摇杆与所述锁紧钩通过固定于所述固定架上的第二销轴转动，实现所述所述曲柄带动所述锁紧钩以所述第二固定轴为轴转动；另外所述驱动组件带动所述第一销轴正转或者反转，进而带动所述曲柄及所述锁紧钩转动，实现所述锁紧钩能够松开或者锁紧卡位板或者卡位轴。本发明提供的三连杆锁紧钩装置，原理简单、复杂零件少、结构紧凑且机构强度高。

【附图说明】

图1为本发明提供的三连杆锁紧钩装置的剖视图。

图2为图1所示的三连杆锁紧钩装置另一个角度的剖视图。

图3为图1所示的三连杆锁紧钩装置又一个角度的剖视图。

图4为图1所示的三连杆锁紧钩装置中固定架的立体图。

图5为图1所示的三连杆锁紧钩装置松开示意图。

图6为图1所示的三连杆锁紧钩装置锁紧示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

请参照图1至图3，本发明提供一种三连杆锁紧钩装置100，包括固定架10、分别转动连接于所述固定架10的第一销轴20与第二销轴30、曲柄40、摇杆50、锁紧钩60以及驱动组件70。

请一并参照图5及图6，具体的，所述曲柄40的一端转动连接与所述第一销轴20，所述曲柄40远离所述第一销轴20的一端转动连接于所述锁紧钩60。所述摇杆50的一端转动连接于所述第二销轴30，所述摇杆50远离所述第二销轴30的一端转动连接于所述锁紧钩60。所述驱动组件70固定连接于所述第一销轴20，用于带动所述曲柄40转动，进而带动所述锁紧钩60以所述摇杆50与所述所述锁紧钩60的连接处为轴心转动，使得锁紧钩60能够松开或者锁紧卡位板或者卡位轴。

请一并参照图4，本实施例中，所述固定架10包括第一支架11，所述第一支架11包括固定板111，所述固定板111上设置有贯穿所述固定板111的第一通孔1111与所述第二通孔1112，所述第一销轴20穿过所述第一通孔1111并能够在所述第一通孔1111中转动，所述第二销轴30穿过所述第二通孔1112。所述第一销轴20与所述第二销轴30固定于所述第一支架11上，方便所述曲柄40、摇杆50、锁紧钩60的连接固定。

更进一步的，所述固定板111的数量为两个，所述第一销轴20的两端分别穿过所述两个固定板111的第一通孔1111，所述第二销轴30的两端分别穿过所述两个固定板111的第二通孔1112。所述第一支架11还包括连接所述两个固定板111的连接板112，所述连接板112与所述两个固定板111围成收容槽113，所述曲柄40、所述摇杆50及所述锁紧钩60收容于所述收容槽113中，一方面能够曲柄40、所述摇杆50分别与所述第一销轴20、所述第二销轴30更好的连接，防止所述曲柄50、所述摇杆50脱落，另一方面对所述曲柄40、所述摇杆50及所述锁紧钩60进行保，使得所述三连杆锁紧钩装置100结构紧凑。

请参照图1，所述三连杆锁紧钩装置100还包括第一固定轴401与第二固定轴501。所述曲柄40的数量为两个并间隔相对设置，所述摇杆50的数量为两个并间隔相对设置。每个曲柄40远离所述第一销轴20的一端开设有第一转孔41，每个摇杆50远离所述第二销轴30的一端开设有第二转孔51。所述第一固定轴401穿过所述两个曲柄40的第一转孔41并与所述第一转孔41固定，所述第二固定轴501穿过所述连个摇杆50的第二转孔41并与所述第二转孔41固定。所述锁紧钩60分别夹于所述两个曲柄40及所述两个摇杆50之间，并分别与所述第一固定轴401及所述第二固定轴501转动连接，进而实现所述曲柄40通过所述第一固定轴401带动所述锁紧钩60，并使得所述锁紧钩60以所述第二固定轴501为轴转动。

请参照图5及图6，更进一步的，所述锁紧钩60包括锁臂61及固定连接于所述锁臂61的锁钩62。所述第一固定轴401穿过所述锁臂61远离所述锁钩62的一端，所述第二固定轴501穿过所述锁臂61靠近所述锁钩62的一端。所述锁臂61用于力的传递，具体的，所述锁臂61远离所述锁钩62的一端接收所述曲柄40的传动力，所述锁紧钩60以所述第二固定轴501为轴转动。所述锁钩62在所述锁臂61的带动下能够松开或者锁紧卡位板或者卡位轴。本实施方式中，所述锁臂61呈长条形，所述锁钩62呈弯折状并包括与所述锁臂61连接的固定端621与卡持端622。所述固定端621与所述卡持端622所成夹角为锐角。

请参照图1至图3，所述驱动组件70包括蜗轮71及蜗杆72，所述蜗杆72包括齿轮部721及自所述齿轮部721的两端延伸形成的两个传动轴部722。所述固定架10包括连接于所述第一支架11的第二支架12，所述第二支架12与一个固定板111的一端固定连接。所述第二支架12包括间隔相对设置的顶板121与底板122，所述顶板121上开设有第一轴孔1211，所述底板122上开设有对应于所述第一轴孔1211的第二轴孔1221，所述两个传动轴部722分别收容于所述第一轴孔1211与所述第二轴孔1221中且所述齿轮部721夹于所述顶板121与所述底板122中。所述蜗轮71设置于连接所述第二支架12的固定板111背离所述曲柄40的一侧且与所述齿轮部721啮合，用于带动所述蜗轮71进而带动所述第一销轴20转动。

所述固定架10还包括蜗轮端盖13，所述蜗轮端盖13通过固定件譬如螺钉分别与所述顶板121、所述底板122固定连接，所述蜗轮端盖13与连接于所述第二支架12的固定板111间隔设置，用于保护并约束所述蜗轮71，防止所述蜗轮71自所述第一销轴20滑落。

更进一步的，所述第一轴孔1211内设置轴承1212，所述蜗杆72的一个传动轴部722收容于所述轴承1212中并与所述轴承1212转动连接。所述第二支架12还包括轴承端盖123，所述轴承端盖123对应于所述第一轴孔1211，所述轴承端盖123通过固定件与所述顶板121固定连接并设置于所述顶板121背离所述底板122的一侧。所述轴承1212用于约束所述传动轴部722的径向位移，防止所述传动轴部722发生偏转；所述轴承端盖123一方面用于约束所述传动轴部722的轴向位移，另一方面保护所述收容于所述第二支架12中的蜗杆72。

所述第二支架12还包括连接所述顶板121与所述底板122的端板124，所述端板124与所述顶板121、所述底板122围成用于收容所述蜗杆72的空间，保护所述蜗杆72。

所述驱动组件70还包括电机73。所述电机73固定于所述底板122背离所述顶板121的表面，且所述电机73的转轴与所述蜗杆72的远离所述轴承1212的传动轴部722固定连接。所述电机73带动所述蜗杆72沿轴向方向正转或者反转，并通过所述蜗轮71、所述第一销钉20的传动，带动所述锁紧钩60松开或者锁紧卡位板或者卡位轴。本实施方式中，所述电机73为直流力矩电机。

本实施方式中，所述所述曲柄40、所述摇杆50及锁紧钩60材料均采用加工性能好的不锈钢Y1Cr13，线切割加工，表面染黑处理。所述固定架10的材料选用高强度铝合金7A09，整体结构采用数控机床加工，表面染黑处理。所述蜗轮端盖13材料采用铝合金2A12；所述第一销轴20、所述第二销轴30材料均采用不锈钢Y1Cr13；所述轴承端盖123材料选用45号钢，表面染黑处理；所述轴承1212选用P5级619/4深沟球轴承。所述蜗杆72材料选用45号钢调质处理，所述蜗轮71材料选用铜合金H62，蜗轮蜗杆模数为1，传动比为30。所述电机73选用德国福尔哈贝的直流力矩电机2619S012SR，集成行星轮减速器，减速为1：112。

本发明提供的三连杆锁紧钩装置100，所述曲柄40与所述锁紧钩60通过固定于所述固定架10上的第一销轴20转动连接，所述摇杆50与所述锁紧钩60通过固定于所述固定架10上的第二销轴30转动，实现所述所述曲柄40带动所述锁紧钩60以所述第二固定轴501为轴转动；另外所述驱动组件70带动所述第一销轴20顺时针或者逆时针转动，进而带动所述曲柄40及所述锁紧钩60转动，实现所述锁紧钩60能够松开或者锁紧卡位板或者卡位轴。本发明提供的三连杆锁紧钩装置100，原理简单、复杂零件少、结构紧凑且机构强度高。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims

1.一种三连杆锁紧钩装置，其特征在于：包括固定架、分别转动连接于所述固定架的第一销轴与第二销轴、曲柄、摇杆、锁紧钩以及驱动组件；所述曲柄的一端转动连接与所述第一销轴，所述曲柄远离所述第一销轴的一端转动连接于所述锁紧钩；所述摇杆的一端转动连接于所述第二销轴，所述摇杆远离所述第二销轴的一端转动连接于所述锁紧钩；所述驱动组件固定连接于所述第一销轴。

2.如权利要求1所述的三连杆锁紧钩装置，其特征在于：所述固定架包括第一支架，所述第一支架包括固定板，所述固定板上设置有贯穿所述固定板的第一通孔与所述第二通孔，所述第一销轴穿过所述第一通孔并能够在所述第一通孔中转动，所述第二销轴穿过所述第二通孔。

3.如权利要求2所述的三连杆锁紧钩装置，其特征在于：所述固定板的数量为两个，所述第一销轴的两端分别穿过所述两个固定板的第一通孔，所述第二销轴的两端分别穿过所述两个固定板的第二通孔；所述第一支架还包括连接所述两个固定板的连接板，所述连接板与所述两个固定板围成收容槽，所述曲柄、所述摇杆及所述锁紧钩收容于所述收容槽中。

4.如权利要求3所述的三连杆锁紧钩装置，其特征在于：还包括第一固定轴与第二固定轴；所述曲柄的数量为两个并间隔相对设置，所述摇杆的数量为两个并间隔相对设置；每个曲柄远离所述第一销轴的一端开设有第一转孔，每个摇杆远离所述第二销轴的一端开设有第二转孔；所述第一固定轴穿过所述两个曲柄的第一转孔并与所述第一转孔固定，所述第二固定轴穿过所述连个摇杆的第二转孔并与所述第二转孔固定；所述锁紧钩分别夹于所述两个曲柄及所述两个摇杆之间，所述锁紧钩分别与所述第一固定轴及所述第二固定轴转动连接。

5.如权利要求4所述的三连杆锁紧钩装置，其特征在于：所述锁紧钩包括锁臂及固定连接于所述锁臂的锁钩；所述第一固定轴穿过所述锁臂远离所述锁钩的一端，所述第二固定轴穿过所述锁臂靠近所述锁钩的一端。

6.如权利要求5所述的三连杆锁紧钩装置，其特征在于：所述锁臂呈长条形，所述锁钩呈弯折状并包括与所述锁臂连接的固定端与卡持端；所述固定端与所述卡持端所成夹角为锐角。

7.如权利要求3所述的三连杆锁紧钩装置，其特征在于：所述驱动组件包括蜗轮及蜗杆，所述蜗杆包括齿轮部及自所述齿轮部的两端延伸形成的两个传动轴部；所述固定架包括连接于所述第一支架的第二支架，所述第二支架与一个固定板的一端固定连接；所述第二支架包括间隔相对设置的顶板与底板，所述顶板上开设有第一轴孔，所述底板上开设有对应于所述第一轴孔的第二轴孔，所述两个传动轴部分别收容于所述第一轴孔与所述第二轴孔中且所述齿轮部夹于所述顶板与所述底板中；所述蜗轮设置于连接所述第二支架的固定板背离所述曲柄的一侧且与所述齿轮部啮合。

8.如权利要求7所述的三连杆锁紧钩装置，其特征在于：所述第一轴孔内设置轴承，所述蜗杆的一个传动轴部收容于所述轴承中并与所述轴承转动连接；所述第二支架还包括轴承端盖，所述轴承端盖对应于所述第一轴孔，所述轴承端盖通过固定件与所述顶板固定连接并设置于所述顶板背离所述底板的一侧。

9.如权利要求8所述的三连杆锁紧钩装置，其特征在于：所述驱动组件还包括电机；所述电机固定于所述底板背离所述顶板的表面，且所述电机的转轴与所述蜗杆的远离所述轴承的传动轴部固定连接。

10.如权利要求9所述的三连杆锁紧钩装置，其特征在于：所述电机为直流力矩电机。