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CN117842394B - 一种驱动动力自动切换的载荷转移装置 - Google Patents

一种驱动动力自动切换的载荷转移装置 Download PDF

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Abstract

一种驱动动力自动切换的载荷转移装置,本发明涉及一种动力自动切换装置,本发明为了解决一个转移机构无法完成最佳落点和缓释落月两部分工作的问题,本发明包括安装板,所述一种驱动动力自动切换的载荷转移装置还包括动力切换组件、摆转组件、缓释组件和解锁组件,所述动力切换组件和缓释组件均安装在安装板上,所述缓释组件、摆转组件和解锁组件均与动力切换组件连接。本发明利用一个电机工作,完成两种不同摆转方向的动作需求;本发明依靠臂杆摆转到位进行动力切换,降低了对控制端口的数量需求。本发明属于月球探测技术领域。

Description

一种驱动动力自动切换的载荷转移装置
技术领域
本发明涉及一种动力自动切换装置,具体涉及一种驱动动力自动切换的载荷转移装置,本发明属于月球探测技术领域。
背景技术
在月球探测中,月球探测器在月球表面成功着陆以后,需要将月球探测器所携带的科学载荷转移到月球表面。转移过程中,转移机构需要完成最佳落点选择和缓释落月两部分工作。由于月球探测器控制端口数量有限,无法通过一个电机实现位置选择和载荷释放两部分工作,所以需要一种依靠装置中组件运动到位实现动力自动切换,以完成利用一个电机完成两种不同的工作需求。
发明内容
本发明为了解决月球探测中,一个转移机构无法完成最佳落点和缓释落月两部分工作的问题,进而提出一种驱动动力自动切换的载荷转移装置,以满足利用一个电机完成两种不同的工作需求。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是:
本发明包括安装板,所述一种驱动动力自动切换的载荷转移装置还包括动力切换组件、摆转组件、缓释组件和解锁组件,所述动力切换组件和缓释组件均安装在安装板上,所述缓释组件、摆转组件和解锁组件均与动力切换组件连接。
进一步的,所述动力切换组件包括电机、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、滑移弹簧、滑移齿轮、传动齿轮、传动轴、第一轴承架、第二轴承架、第三轴承架和弹簧套,电机通过电机支架固定在安装板上,电机的输出轴与第一驱动齿轮固定连接,第一驱动齿轮与第二驱动齿轮啮合,第二驱动齿轮固定安装在传动轴上,第二驱动齿轮通过轴承安装在第一轴承架和安装支座之间,传动轴通过支架与安装板固定,弹簧套、滑移弹簧、滑移齿轮和传动齿轮由左至右依次套装在传动轴上,且滑移齿轮可沿传动轴的长度方向往复移动,传动齿轮通过轴承安装在第二轴承架和第三轴承架上,所述摆转组件、缓释组件和解锁组件均与动力切换组件连接。
进一步的,所述摆转组件包括蜗轮、蜗杆、臂杆、转轴、选址转轴和第三驱动齿轮和角度传感器,传动齿轮与第三驱动齿轮啮合,第三驱动齿轮和蜗杆安装在同一根轴上,蜗杆与蜗轮配合,臂杆的下端通过转轴安装在选址转轴上,选址转轴与蜗轮之间通过键固定连接,角度传感器通过支架与安装板连接。
进一步的,所述缓释组件包括卷筒架、卷筒、内齿齿轮、缓释绳和第三轴承,卷筒架与安装板固定连接,卷筒位于卷筒架和第二轴承架之间,卷筒的一端通过第三轴承与卷筒架连接,内齿齿轮套装在滑移齿轮上,内齿齿轮的内齿与滑移齿轮的外齿啮合,内齿齿轮通过轴承与第二轴承架连接并通过螺钉与卷筒的另一端固定,缓释绳的一端缠绕在卷筒上,缓释绳的另一端与臂杆连接。
进一步的,解锁组件包括卡板、解锁弹簧、安装支座和锁紧凸轮,卡板套装在滑移齿轮上,且卡板位于安装支座与卷筒架之间,安装支座内设有与卡板配合的滑槽,卡板可在解锁弹簧与锁紧凸轮之间做滑动动作,锁紧凸轮与臂杆的下端固定连接,卡板的下端被锁紧凸轮顶紧,卡板的上端在锁紧凸轮的压力下将解锁弹簧压缩,解锁弹簧位于卡板的上端和安装板之间。
进一步的,所述卡板上设有第一卡槽和第二卡槽,第一卡槽与第二卡槽由下至上连通设置,动力解锁前,滑移齿轮的轴肩卡在第一卡槽内,动力解锁后,滑移齿轮的轴肩移动至第二卡槽内。
本发明的有益效果是:
1、本发明利用一个电机工作,完成两种不同摆转方向的动作需求;
2、本发明依靠臂杆摆转到位进行动力切换,降低了对控制端口的数量需求;
3、通过依靠弹簧进行动力切换,产生的冲击比火工品动作产生的冲击更小;
4、整个装置在运行过程中,没有多余物产生,避免了对其他零件的影响。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图1;
图2是本发明的整体结构示意图2;
图3是本发明卡板解锁前的工作原理图;
图4是本发明卡板解锁后的工作原理图;
图5是本发明动力切换装置的剖视示意图;
图6是本发明转运装置的摆转过程图;
图7是本发明卡板解锁前的结构示意图;
图8是本发明卡板解锁后的结构示意图;
图9是卡板解锁前的原理图;
图10是卡板解锁后的原理图。
其中,动力切换组件1、电机1-1、第一驱动齿轮1-2、第二驱动齿轮1-3、滑移弹簧1-4、滑移齿轮1-5、传动齿轮1-6、传动轴1-7、第一轴承架1-8、第二轴承架1-9、第三轴承架1-10;弹簧套1-11、金属橡胶垫1-12、支撑套1-13、缓冲垫1-14、第一轴承1-15、第二轴承1-16;
摆转组件2、蜗轮2-1、蜗杆2-2、臂杆2-3、转轴2-4、选址转轴2-5、第三驱动齿轮2-6、角度传感器2-7;
缓释组件3、卷筒架3-1、卷筒3-2、内齿齿轮3-3和缓释绳3-4、第三轴承3-5;
解锁组件4、卡板4-1、解锁弹簧4-2、安装支座4-3、锁紧凸轮4-4;
安装板5。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1至图9说明本实施方式,本实施方式包括安装板5,所述一种驱动动力自动切换的载荷转移装置还包括动力切换组件1、摆转组件2、缓释组件3和解锁组件4,所述动力切换组件1和缓释组件3均安装在安装板5上,所述缓释组件3、摆转组件2和解锁组件4均与动力切换组件1连接。
具体实施方式二:结合图3至图5说明本实施方式,本实施方式所述动力切换组件包括电机1-1、第一驱动齿轮1-2、第二驱动齿轮1-3、滑移弹簧1-4、滑移齿轮1-5、传动齿轮1-6、传动轴1-7、第一轴承架1-8、第二轴承架1-9、第三轴承架1-10和弹簧套1-11,电机1-1通过电机支架固定在安装板5上,电机1-1的输出轴与第一驱动齿轮1-2固定连接,第一驱动齿轮1-2与第二驱动齿轮1-3啮合,第二驱动齿轮1-3固定安装在传动轴1-7上,第二驱动齿轮1-3通过轴承安装在第一轴承架1-8和安装支座4-3之间,传动轴1-7通过支架与安装板5固定,弹簧套1-11、滑移弹簧1-4、滑移齿轮1-5和传动齿轮1-6由左至右依次套装在传动轴1-7上,且滑移齿轮1-5可沿传动轴1-7的长度方向往复移动,传动齿轮1-6通过轴承安装在第二轴承架1-9和第三轴承架1-10上,所述摆转组件2、缓释组件3和解锁组件4均与动力切换组件1连接。
第二驱动齿轮1-3通过第一轴承1-15、第二轴承1-16安装在第一轴承架1-8和安装支座4-3之间,第二驱动齿轮1-3与第一驱动齿轮1-2啮合,电机1-1转动时,第二驱动齿轮1-3也随着一起转动。传动轴1-7与第二驱动齿轮1-3之间通过键连接,滑移齿轮1-5内部的花键结构与传动轴1-7上的外花键结构配合,传动轴1-7与滑移齿轮1-5之间通过花键配合传递扭矩,同时,滑移齿轮1-5可沿传动轴1-7的长度方向往复移动。
在传动齿轮1-6内部还安装有金属橡胶垫1-12、支撑套1-13、缓冲垫1-14,以减少动力切换时产生的冲击。
本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:结合图3至图7说明本实施方式,本实施方式所述摆转组件2包括蜗轮2-1、蜗杆2-2、臂杆2-3、转轴2-4、选址转轴2-5和第三驱动齿轮2-6和角度传感器2-7,传动齿轮1-6与第三驱动齿轮2-6啮合,第三驱动齿轮2-6和蜗杆2-2安装在同一根轴上,蜗杆2-2与蜗轮2-1配合,臂杆2-3的下端通过转轴2-4安装在选址转轴2-5上,选址转轴2-5与蜗轮2-1之间通过键固定连接,角度传感器2-7通过支架与安装板5连接。
传动齿轮1-6与第三驱动齿轮2-6啮合,第三驱动齿轮2-6和蜗杆2-2安装在同一根轴上,蜗杆2-2又与蜗轮2-1配合,在动力解锁前,由于蜗轮2-1和蜗杆2-2自锁,所以传动齿轮1-6和第三驱劝齿轮2-6无法动作。
本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:结合图3至图5说明本实施方式,本实施方式所述缓释组件3包括卷筒架3-1、卷筒3-2、内齿齿轮3-3、缓释绳3-4和第三轴承3-5,卷筒架3-1与安装板5固定连接,卷筒3-2位于卷筒架3-1和第二轴承架1-9之间,卷筒3-2的一端通过第三轴承3-5与卷筒架3-1连接,内齿齿轮3-3套装在滑移齿轮1-5上,内齿齿轮3-3的内齿与滑移齿轮1-5的外齿啮合,内齿齿轮3-3通过轴承与第二轴承架1-9连接并通过螺钉与卷筒3-2的另一端固定,缓释绳3-4的一端缠绕在卷筒3-2上,缓释绳3-4的另一端与臂杆2-3连接。
臂杆2-3在缓释绳3-4的拉力作用下保持竖直状态。电机不转动时,因为内齿齿轮3-3与滑移齿轮1-5啮合,卷筒3-2又与内齿齿轮3-3连接,所以卷筒3-2也不转动。电机转动时,卷筒3-2也随着一起转动并释放缓释绳3-4。
本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五:结合图5至图8说明本实施方式,本实施方式所述解锁组件4包括卡板4-1、解锁弹簧4-2、安装支座4-3和锁紧凸轮4-4,卡板4-1套装在滑移齿轮1-5上,且卡板4-1位于安装支座4-3与卷筒架3-1之间,安装支座4-3内设有与卡板4-1配合的滑槽,卡板4-1可在解锁弹簧4-2与锁紧凸轮4-4之间做滑动动作,锁紧凸轮4-4与臂杆2-3的下端固定连接,卡板4-1的下端被锁紧凸轮4-4顶紧,卡板4-1的上端在锁紧凸轮4-4的压力下将解锁弹簧4-2压缩,解锁弹簧4-2位于卡板4-1的上端和安装板5之间。
锁紧凸轮4-4固定安装在臂杆2-3上,臂杆2-3通过转轴2-4安装在选址转轴2-5上,选址转轴2-5与蜗轮2-1之间通过键进行连接,随着蜗轮2-1的旋转进行选址摆转。
当卡板4-1解锁进行动力切换时,锁紧凸轮4-4随着臂杆2-3的摆转后,锁紧凸轮4-4上的凹陷部分与卡板4-1对齐,卡板4-1在解锁弹簧4-2的弹力作用下弹出。
如图4所示,卡板4-1解锁以后,滑移齿轮1-5在滑移弹簧1-4的弹力作用下沿着传动轴1-7滑移,滑移齿轮1-7与传动齿轮1-6上的内齿啮合。电机1-1转动时产生的扭矩通过传动轴1-7传递到滑移齿轮1-5上,再通过滑移齿轮1-5传递到传动齿轮1-6上,传递齿轮1-6将扭矩传递到第三驱动齿轮2-6和蜗杆2-2上。蜗杆2-2驱动蜗轮2-1转动完成落月点选址动作。
本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六:结合图9至图10说明本实施方式,本实施方式所述卡板4-1上设有第一卡槽和第二卡槽,第一卡槽与第二卡槽由下至上连通设置,动力解锁前,滑移齿轮1-5的轴肩卡在第一卡槽内,动力解锁后,滑移齿轮1-5的轴肩移动至第二卡槽内。在滑移齿轮1-5和第二驱动齿轮1-3之间安装有处于压缩状态的滑移弹簧1-4,当滑移齿轮1-5的轴肩被卡板4-1的第一卡槽卡住时,此时滑移齿轮1-5与卷筒3-2的内齿齿轮3-3啮合。
本实施方式的其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
工作原理
如图3所示,初始状态下,滑移齿轮1-5与卷筒3-2上的内齿齿轮3-3啮合,滑移齿轮1-5与传动轴1-7之间通过花键进行配合。电机1-1转动时第一驱动齿轮1-2随着一起转动,第二驱动齿轮1-3在第一驱动齿轮1-2的驱动下一起转动。第二驱动齿轮1-3与传动轴1-7固接在一起,卷筒3-2和内齿齿轮3-3固接在一起。卷筒3-2随着内齿齿轮3-3、滑移齿轮1-5、传动轴1-7等一起转动,卷筒3-2转动时开始释放缓释绳3-4。
如图1和图2所示,臂杆2-3通过卷筒3-2上的缓释绳3-4保持竖直状态,当卷筒3-2释放缓释绳3-4时,臂杆2-3在月球表面重力作用下开始向下摆转,完成载荷的缓释工作。
如图6至图8所示,锁紧凸轮4-4固定安装在臂杆2-3上并随着臂杆2-3一起摆转,当臂杆2-3摆转到位以后,卡板4-1与锁紧凸轮4-4上的缺口对正,卡板4-1在解锁弹簧4-2的弹力作用下弹出,卡板4-1对滑移齿轮1-5的限制也消失。
如图4所示,滑移齿轮1-5在滑移弹簧弹1-4力的作用下在传动轴1-7上滑移一定距离,滑移齿轮1-5与内齿齿轮3-3分离后,滑移齿轮1-5与传动齿轮1-6的内齿啮合。电机1-1继续转动,传动轴1-7通过与滑移齿轮1-5之间的花键配合将扭矩传递至传动齿轮1-6上,传动齿轮1-6通过第三驱动齿轮2-6驱动蜗杆2-2,蜗杆2-2与蜗轮2-1配合并驱动蜗轮2-1旋转,完成载荷落月点的选址工作。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质,在本发明的精神和原则之内,对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等,均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种驱动动力自动切换的载荷转移装置,它包括安装板(5),其特征在于:所述一种驱动动力自动切换的载荷转移装置还包括动力切换组件(1)、摆转组件(2)、缓释组件(3)和解锁组件(4),所述动力切换组件(1)和缓释组件(3)均安装在安装板(5)上,所述缓释组件(3)、摆转组件(2)和解锁组件(4)均与动力切换组件(1)连接;
所述动力切换组件包括电机(1-1)、第一驱动齿轮(1-2)、第二驱动齿轮(1-3)、滑移弹簧(1-4)、滑移齿轮(1-5)、传动齿轮(1-6)、传动轴(1-7)、第一轴承架(1-8)、第二轴承架(1-9)、第三轴承架(1-10)和弹簧套(1-11),电机(1-1)通过电机支架固定在安装板(5)上,电机(1-1)的输出轴与第一驱动齿轮(1-2)固定连接,第一驱动齿轮(1-2)与第二驱动齿轮(1-3)啮合,第二驱动齿轮(1-3)固定安装在传动轴(1-7)上,第二驱动齿轮(1-3)通过轴承安装在第一轴承架(1-8)和安装支座(4-3)之间,传动轴(1-7)通过支架与安装板(5)固定,弹簧套(1-11)、滑移弹簧(1-4)、滑移齿轮(1-5)和传动齿轮(1-6)由左至右依次套装在传动轴(1-7)上,且滑移齿轮(1-5)可沿传动轴(1-7)的长度方向往复移动,传动齿轮(1-6)通过轴承安装在第二轴承架(1-9)和第三轴承架(1-10)上,所述摆转组件(2)、缓释组件(3)和解锁组件(4)均与动力切换组件(1)连接;
所述摆转组件(2 )包括蜗轮(2-1)、蜗杆(2-2)、臂杆(2-3)、转轴(2-4)、选址转轴(2-5)和第三驱动齿轮(2-6)和角度传感器(2-7),传动齿轮(1-6)与第三驱动齿轮(2-6)啮合,第三驱动齿轮(2-6)和蜗杆(2-2)安装在同一根轴上,蜗杆(2-2)与蜗轮(2-1)配合,臂杆(2-3)的下端通过转轴(2-4)安装在选址转轴(2-5)上,选址转轴(2-5)与蜗轮(2-1)之间通过键固定连接,角度传感器(2-7)通过支架与安装板(5)连接并位于蜗杆(2-2)的一端;
所述缓释组件(3)包括卷筒架(3-1)、卷筒(3-2)、内齿齿轮(3-3)、缓释绳(3-4)和第三轴承(3-5),卷筒架(3-1)与安装板(5)固定连接,卷筒(3-2)位于卷筒架(3-1)和第二轴承架(1-9)之间,卷筒(3-2)的一端通过第三轴承(3-5)与卷筒架(3-1)连接,内齿齿轮(3-3)套装在滑移齿轮(1-5)上,内齿齿轮(3-3)的内齿与滑移齿轮(1-5)的外齿啮合,内齿齿轮(3-3)通过轴承与第二轴承架(1-9)连接并通过螺钉与卷筒(3-2)的另一端固定,缓释绳(3-4)的一端缠绕在卷筒(3-2)上,缓释绳(3-4)的另一端与臂杆(2-3)连接;
解锁组件(4)包括卡板(4-1)、解锁弹簧(4-2)、安装支座(4-3)和锁紧凸轮(4-4),卡板(4-1)套装在滑移齿轮(1-5)上,且卡板(4-1)位于安装支座(4-3)与卷筒架(3-1)之间,安装支座(4-3)内设有与卡板(4-1)配合的滑槽,卡板(4-1)可在解锁弹簧(4-2)与锁紧凸轮(4-4)之间做滑动动作,锁紧凸轮(4-4)与臂杆(2-3)的下端固定连接,卡板(4-1)的下端被锁紧凸轮(4-4)顶紧,卡板(4-1)的上端在锁紧凸轮(4-4)的压力下将解锁弹簧(4-2)压缩,解锁弹簧(4-2)位于卡板(4-1)的上端和安装板(5)之间。
2.根据权利要求1所述的一种驱动动力自动切换的载荷转移装置,其特征在于:所述卡板(4-1)上设有第一卡槽和第二卡槽,第一卡槽与第二卡槽由下至上连通设置,动力解锁前,滑移齿轮(1-5)的轴肩卡在第一卡槽内,动力解锁后,滑移齿轮(1-5)的轴肩移动至第二卡槽内。
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