舱内大纵深条件下大重量设备全向运载调姿平台制造技术

本发明专利技术提供一种舱内大纵深条件下大重量设备全向运载调姿平台，其包括顶部旋转调姿单元、顶部翻转调姿单元、翻转调姿支承转台单元、调姿支承滑台单元以及底部移动调姿单元；顶部旋转调姿单元底部设置在顶部翻转调姿单元上，顶部旋转调姿单元的顶部与待安装设备固定连接；顶部翻转调姿单元的第一端与翻转调姿支承转台单元固定连接，顶部翻转调姿单元的第二端通过摆杆与翻转调姿支承转台单元固定连接；翻转调姿支承转台单元与调姿支承滑台单元连接；调姿支承滑台单元通过连杆与底部移动调姿单元连接。本发明专利技术具有多个移动及转动自由度，能够适应多种场景下的精准调姿。够适应多种场景下的精准调姿。够适应多种场景下的精准调姿。

【技术实现步骤摘要】
舱内大纵深条件下大重量设备全向运载调姿平台


[0001]本专利技术涉及大重载部件对接和装配操作设备
，具体地涉及一种舱内大纵深条件下大重量设备全向运载调姿平台。

技术介绍

[0002]在航空航天领域，装配操作机器人的应用越来越多。航天舱内部空间狭小，纵深空间大，待安装设备种类多、批量大、载荷重，装配风险高，需要快速、高效、精准定位安装。高丽丽等将双机器人自动钻铆系统应用于运载火箭锥体壳段壁板的铆接装配工程中，并且得到了满足要求的高精度预装效果。孟少华等基于机器人双目视觉进行路径规划，实现了大型部件在狭小凹舱内自主装配。李海鸥等研究出一种用于柔性管路装配的装配机器人，提升了管路装配平台的效率，取得了良好的效果。张峤等利用仿人灵巧手与柔性机器人，在天宫二号空间实验室进行面向航天装备在轨装配和拆卸试验，对空间机器人在轨操作领域具有重要意义。美国国家航空航天局(NASA)与系绳无线公司合作试制出由多个机械臂组成的“蜘蛛制造”系统，用于在轨装配航天器桁架、太阳能电池帆板等大型结构。德国航天中心(DLR)生产的机械臂系统(Hand Arm System)，可以模拟人类手臂的运动特征，代替人类完成各种枯燥、重复或者危险的装配任务。针对多样式部件的装配需求，采用混联式机械臂的装配装备具有更高的柔性和灵活性，负载能力，可以根据装配工况改变机械臂运动路径规划和装配控制策略，从而快速调整完成不同的装配任务。
[0003]但是在舱内大纵深条件下大重量设备的安装时，却缺少相应的机器人进行工作，因此亟需研究一种能够满足舱内大纵深条件下大重量设备的安装的运载平台。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种舱内大纵深条件下大重量设备全向运载调姿平台以解决上述技术问题，其具有多个移动及转动自由度，能够适应多种场景下的精准调姿，满足舱内大纵深条件下大重量设备的安装。
[0005]具体地，本专利技术提供一种舱内大纵深条件下大重量设备全向运载混联调姿平台，其包括顶部旋转调姿单元、顶部翻转调姿单元、翻转调姿支承转台单元、调姿支承滑台单元以及底部移动调姿单元；所述顶部旋转调姿单元底部设置在所述顶部翻转调姿单元上，所述顶部旋转调姿单元的顶部与待安装设备固定连接；所述顶部翻转调姿单元的第一端与翻转调姿支承转台单元固定连接，所述顶部翻转调姿单元的第二端通过摆杆与翻转调姿支承转台单元固定连接；所述翻转调姿支承转台单元与调姿支承滑台单元连接；所述调姿支承滑台单元通过螺杆与底部移动调姿单元连接；
[0006]所述顶部旋转调姿单元包括多个零点定位器、第一转盘轴承、第一转盘轴承齿轮、第一齿轮和第一驱动电机，所述多个零点定位器均匀设置在所述第一转盘轴承上，所述第一驱动电机与所述第一齿轮连接，所述第一齿轮与所述第一转盘轴承齿轮相互啮合配合，所述第一转盘轴承齿轮与所述第一转盘轴承固定连接，所述第一驱动电机驱动使所述顶部
旋转调姿单元形成Z轴方向的转动副；
[0007]所述顶部翻转调姿单元包括第一导轨、第一导轨块、第一滑台、第一丝杠、第一翻转架、第一传动丝母以及第二驱动电机，所述第一滑台设置在所述第一翻转架上，所述第一滑台两条长边的内侧分别设置有一条第一导轨，每条第一导轨上分别设置有两个第一导轨块，第一导轨块固定在第一滑台的四角上，所述第一滑台内部设置有第一传动丝母，所述第二驱动电机连接所述第一丝杠，所述第二驱动电机驱动使所述顶部旋转调姿单元形成Y轴方向的移动副；
[0008]所述翻转调姿支承转台单元包括第二导轨、第二滑台、第二导轨块、第二丝杠、第二转台、第二传动丝母和第三驱动电机，所述第二转台长边的内部两侧分别设置有一条第二导轨，所述第二滑台横跨在两条导轨之间，每一侧的第二导轨上设置有两个第二导轨块，第二导轨块固定在第二滑台的四角上，所述第二滑台内设置有第二传动丝母，所述第三驱动电机连接所述第二丝杠，所述第三驱动电机使所述翻转调姿支承转台单元形成Y轴方向的移动副；所述第二转台的一端通过摆杆与顶部翻转调姿单元的翻转架连接；
[0009]所述调姿支承滑台单元包括第二转盘轴承、第三滑台、第二齿轮、第四驱动电机和第二转盘轴承齿轮，所述第二转盘轴承设置在所述第三滑台上，所述第四驱动电机固定在第三滑台侧面，所述第二齿轮与所述第二转盘轴承齿轮啮合，所述第四驱动电机的输出轴连接所述第二齿轮，所述第二转盘轴承齿轮能够在所述第四驱动电机的带动下旋转；通过驱动第二齿轮和第二转盘轴承齿轮使固定在第二转盘轴承上的第二转台形成Z轴方向的转动副；
[0010]所述底部移动调姿单元包括第三丝杠、底盘、第五驱动电机、第六驱动电机、折叠导轨、第三传动丝母、第三导轨、第三导轨块和T形滑台，底部移动调姿单元通过底盘与折叠导轨相配合形成X轴方向的移动副，所述底盘设置有第三导轨与底部T形滑台配合形成Y轴方向移动副，所述底盘包括支撑轮、编码器、摩擦轮和定位轮，所述支撑轮布置在底盘的两侧并与折叠导轨配合，所述底盘的中间导轨由摩擦轮和定位轮组成的轮组能够使底盘沿导轨方向移动，所述编码器设置在所述底盘上，用于将转速转换成电信号，从而对多个驱动电机进行控制,所述底盘两侧对称布置第三传动丝母；
[0011]所述顶部旋转调姿单元通过转盘轴承连接布置于顶部翻转调姿单元的第一滑台上；所述顶部翻转调姿单元第一端直接与翻转调姿支承转台单元的支座固定连接，所述顶部翻转调姿单元第二端通过摆杆与翻转调姿支承转台单元的支承固定连接；翻转调姿支承转台单元通过第二转盘轴承与调姿支承滑台单元连接，并固定于滑台上；调姿支承滑台单元通过连杆与底部移动调姿单元连接。
[0012]优选地，所述底盘间的T形板能够通过电机丝杠组驱动改变底部连杆的角度。
[0013]优选地，所述翻转调姿支承转台单元第一端通过导轨组上的支撑和摆杆与翻转架连接,所述翻转调姿支承转台单元第二端通过支座与翻转架直接连接，通过驱动电机丝杠组控制支撑在Y轴方向上移动使翻转架形成X轴方向上的翻转。
[0014]优选地，所述摩擦轮组沿中间导轨对称分布，所述摩擦轮组包括第一正齿轮、第二正齿轮、摩擦轮、摩擦轮轴、矩形弹簧以及导向轮支架，所述摩擦轮借助摩擦轮轴、滚动轴承和锁紧螺母固定在所述导向轮支架上，每一个摩擦轮连接有一个第一正齿轮，所述第二正齿轮连接电机轴，所述矩形弹簧通过摩擦轮调整垫固定在导向轮支架的轴上使摩擦轮能够
在折叠导轨上平稳运动。
[0015]优选地，所述第一转盘轴承和第二转盘轴承均为圆形转盘。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的效果如下：
[0017](1)本专利技术的舱内大纵深条件下大重量设备全向运载调姿平台其具有4个移动自由度，4个转动自由度，冗余一个转动自由度与一个移动自由度，灵活度高，运动范围大，能够满足舱内大纵深条件下大重量设备的安装的运载平台。
[0018](2)本专利技术的所述底部移动调姿单元为4PRR三自由度并联机构，利用移动副作为驱动，且同侧移动副轴线共线，大幅度的增大了移动距离，扩大了调姿工作空间。
[0019](3)本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种舱内大纵深条件下大重量设备全向运载调姿平台，其特征在于：其包括顶部旋转调姿单元、顶部翻转调姿单元、翻转调姿支承转台单元、调姿支承滑台单元以及底部移动调姿单元；所述顶部旋转调姿单元底部设置在所述顶部翻转调姿单元上，所述顶部旋转调姿单元的顶部与待安装设备固定连接；所述顶部翻转调姿单元的第一端与翻转调姿支承转台单元固定连接，所述顶部翻转调姿单元的第二端通过摆杆与翻转调姿支承转台单元固定连接；所述翻转调姿支承转台单元与调姿支承滑台单元连接；所述调姿支承滑台单元通过螺杆与底部移动调姿单元连接；所述顶部旋转调姿单元包括多个零点定位器、第一转盘轴承、第一转盘轴承齿轮、第一齿轮和第一驱动电机，所述多个零点定位器均匀设置在所述第一转盘轴承上，所述第一驱动电机与所述第一齿轮连接，所述第一齿轮与所述第一转盘轴承齿轮相互啮合配合，所述第一转盘轴承齿轮与所述第一转盘轴承固定连接，所述第一驱动电机驱动使所述顶部旋转调姿单元形成Z轴方向的转动副；所述顶部翻转调姿单元包括第一导轨、第一导轨块、第一滑台、第一丝杠、第一翻转架、第一传动丝母以及第二驱动电机，所述第一滑台设置在所述第一翻转架上，所述第一滑台两条长边的内侧分别设置有一条第一导轨，每条第一导轨上分别设置有两个第一导轨块，第一导轨块固定在第一滑台的四角上，所述第一滑台内部设置有第一传动丝母，所述第一传动丝母连接所述第一丝杠，所述第二驱动电机连接所述第一丝杠，所述第二驱动电机驱动使所述顶部旋转调姿单元形成Y轴方向的移动副；所述翻转调姿支承转台单元包括第二导轨、第二滑台、第二导轨块、第二丝杠、第二转台、第二传动丝母和第三驱动电机，所述第二转台长边的内部两侧分别设置有一条第二导轨，所述第二滑台横跨在两条导轨之间，每一侧的第二导轨上设置有两个第二导轨块，第二导轨块固定在第二滑台的四角上，所述第二滑台内设置有第二传动丝母，所述第二传动丝母连接所述第二丝杠，所述第三驱动电机连接所述第二丝杠，所述第三驱动电机使所述翻转调姿支承转台单元形成Y轴方向的移动副；所述第二转台的一端通过摆杆与顶部翻转调姿单元的翻转架连接；所述调姿支承滑台单元包括第二转盘轴承、第三滑台、第二齿轮、第四驱动电机和第二转盘轴承齿轮，所述第二转盘轴承设置在所述第三滑台上，所述第四驱动电机固定在第三滑台侧面，所述第二齿轮与所述第二转盘轴承齿轮啮合，所述第四驱动电机的输出轴连接所述第二齿轮，所述第二转盘轴承齿轮能够在所述第四驱动电机的带动下旋转；通过驱动第二齿轮和第二转盘轴承齿轮使固定在第二转盘轴承上的第二转台形成Z轴方向的转动副；所述底部移动调姿单元包括第三丝杠、底盘、第五驱动电机、第六驱动电机、折叠导轨、第三传动丝母、第三导轨、第三导轨块和T形滑台，底部移动调姿单元通过底盘与折叠导轨相配合形成X轴方...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建涛，韩伟达，常嘉琦，刘毅，毛崇博，高建建，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：