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  • 一種空間細胞機器人重構平臺的單元模塊的制作方法

    文檔序號:26100845發布日期:2021-07-30 18:11
    一種空間細胞機器人重構平臺的單元模塊的制作方法

    本發明涉及空間細胞機器人領域,具體涉及一種空間細胞機器人重構平臺的單元模塊。



    背景技術:

    現有的空間機械臂主要負責太空站建設過程中的機構對接、物料搬運以及在軌維修等任務,但面對未來基于大型桁架的空間站的建設和運行,現有的空間機械臂存在著局限性,存在著工作范圍有限、靈活度低等缺點??臻g細胞機器人具有高靈活性,通過不同功能細胞之間的組合,可以衍生出多種結構,來面對復雜空間環境下不同的工作。而空間細胞機器人重構平臺就是用來組裝各種細胞機器人的,不同種類的細胞機器人模塊,在重構平臺上可以實現快速穩定的對接。



    技術實現要素:

    本發明的目的是提供一種用于空間細胞機器人重構的平臺單元模塊,單元模塊組成的重構平臺,用于一個或多個不同構型的空間細胞機器人進行快速組裝。

    為了解決上述的技術問題:本發明采取以下基本技術方案:

    本發明公開了一種用于空間細胞機器人組裝的重構平臺單元模塊,包括柔性履帶、齒輪軸、傳動齒輪、軸承、聯軸器、彈簧、觸發器、電機、導向板、內圓形機架、外圓形機架、上方形板、下方形板等,所述單元模塊內部安裝內圓行旋轉體,套在外圓形機架中,可實現細胞機器人在z軸方向上旋轉,所述柔性履帶安裝在內旋轉體上,可實現細胞機器人x或y向移動。

    進一步地,所述柔性履帶套在兩個齒輪軸上,齒輪軸兩側的齒與柔性履帶兩側的孔位配合,達到柔性履帶與齒輪軸之間同步不打滑,柔性履帶外側設計成柵狀,可防止細胞機器人在移動過程中與履帶接觸面之間打滑現象,所述齒輪軸端部安裝有軸端齒輪和軸承,所述軸承安裝在軸承座機架上,軸承座機架由軸承上座和軸承下座組成,軸承座機架下方與圓形底板中間安裝有八個均勻分布的彈簧,所述圓形底板上安裝兩個導向板,所述導向板套在所述的軸承座機架上,在彈簧被壓縮時可以使軸承座機架在導向板內滑動,所述彈簧的作用是在失重的環境下,利用細胞機器人兩側重構平臺內的彈簧被壓縮后的彈力提供壓力,來獲得柔性履帶運動時與細胞機器人之間的摩擦力,所述軸端齒輪與過度齒輪相嚙合,所述過度齒輪與驅動齒輪相嚙合,所述驅動齒輪通過聯軸器與履帶驅動電機相連接,所述的履帶驅動電機通過電機座固定在所述的軸承座機架上,以上所述零件一起組合構成內圓形旋轉體。

    進一步地,內圓旋轉體下方安裝有軸板件,所述軸板件的軸端通過聯軸器與z軸旋轉電機連接,板端與內圓旋轉體固定,z軸旋轉電機可以帶動內圓旋轉體在z軸方向旋轉,所述z軸旋轉電機固定在外圓形機架下方形板上,外圓形機架下方形板與外圓形機架連接,外圓形機架與外圓形機架上方形板相連接。

    進一步地,重構平臺單元模塊拼接在一起,搭建成一個面積大小可變的重構平臺,細胞機器人可以在重構平臺上自由的移動對接。

    本發明相對于現有技術取得了以下技術效果:

    1.采用雙電機控制,可實現細胞機器人x、y方向的平動和z軸的轉動,可高效、自由的在平臺上移動到任意位置,和目標對接面進行對接。

    2.采用彈簧裝置,利用雙側重構平臺內的彈簧被壓縮產生的彈力,給予細胞機器人上下兩側壓力,在空間失重的情況下固定細胞機器人,以及在細胞機器人移動過程中提供與履帶之間的摩擦力。

    3.采用兩側帶孔位外側成柵狀柔性履帶,柔性履帶兩側孔位和齒輪軸兩側齒相嚙合可以精確實現與齒輪軸旋轉同步不打滑,同時柵狀履帶可以防止細胞機器人在移動過程中與履帶接觸面間打滑現象。

    4.采用觸發器裝置,當細胞機器人完全停留在重構平臺單元模塊上時,八個彈簧被均勻壓縮,觸發器接通,此時重構平臺此處的單元模塊被標記,證明此處已經有細胞機器人停留,其他細胞機器人移動對接時的路徑可避開此處,防止碰撞。

    附圖說明

    為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

    圖1為重構平臺單元模塊總體示意圖;

    圖2為重構平臺的總體示意圖;

    圖3為重構平臺分區及細胞機器人移動對接示意圖;

    圖4為內圓形旋轉體結構示意圖;

    圖5為旋轉體內部結構示意圖;

    圖6為去掉圓形蓋板后內部結構示意圖;

    圖7局部放大示意圖;

    圖8為齒輪傳動系統示意圖;

    圖9為內旋轉體內部機架結構截面圖;

    圖中:a細胞機器人;b細胞機器人重構平臺;c重構平臺單元模塊;ⅰ為細胞機器人存儲庫區;ⅱ為細胞機器人重構區;ⅲ為具有夾取功能的細胞機器人模塊;1為柔性履帶;2為圓形蓋板;3為上方形板;4為外圓形機架;5為下方形板;6為機架固定螺栓;7為圓形蓋板固定螺釘;8為內圓形機架;9為z軸旋轉電機聯軸器;10為z軸旋轉電機;11為軸板件;12為軸板件連接螺栓;13為圓形底板固定螺栓;14為圓形底板;15為齒輪軸;16為軸承;17為過度齒輪;18為軸承上座;19為軸承下座;20為導向板;21為彈簧;22為觸發器;23為軸端齒輪;24為軸端齒輪固定螺栓;25為驅動齒輪;26為履帶驅動電機;27為履帶驅動電機聯軸器。

    具體實施方式

    下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。

    本發明的目的是提供一種用于空間細胞機器人的重構平臺單元模塊,單元模塊組成的重構平臺,用于一個或多個不同構型的空間細胞機器人進行快速組裝。

    為使本發明上述目的、特征能更加清晰易懂,下面結合附圖進行具體說明。

    參見圖1-8,本發明公開了一種用于空間細胞機器人的重構平臺單元模塊,下面結合附圖進行具體說明。

    細胞機器人a、細胞機器人重構平臺b、重構平臺單元模塊c、細胞機器人存儲庫區域ⅰ、細胞機器人重構區ⅱ、具有夾取功能的細胞機器人ⅲ、柔性履帶1、圓形蓋板2、上方形板3、外圓形機架4、下方形板5、機架固定螺栓6、圓形蓋板固定螺栓7、內圓形機架8、z軸旋轉電機聯軸器9、z軸旋轉電機10、軸板件11、軸板件連接螺栓12、圓形底板固定螺栓13、圓形底板14、齒輪軸15、軸承16、過度齒輪17、軸承上座18、軸承下座19、導向板20、彈簧21、觸發器22、軸端齒輪23、軸端齒輪固定螺栓24、驅動齒輪25、履帶驅動電機26、履帶驅動電機聯軸器27,細胞機器人重構平臺分為兩層,在太空失重的情況下,細胞機器人夾在兩側重構平臺之間,由細胞機器人單元模塊內部的彈簧產生的彈力使其固定。

    由齒輪驅動電機帶動柔性履帶工作,實現細胞機器人的橫縱移動,由z軸旋轉電機帶動內圓形機架旋轉,實現細胞機器人z軸轉動,從而改變細胞機器人移動過程中的方向,實現細胞機器人在重構平臺上的對接,如圖2所示,帶箭頭的實線為具有執行功能的夾取細胞機器人的移動路徑,與目標機器人進行對接。

    當細胞機器人完全移動到在重構平臺單元模塊上時,八個彈簧被均勻壓縮,軸承下座與圓形底板間的觸發器觸點接觸,形成回路,此時此處的重構平臺單元模塊被標記,發出信號,證明此處單元模塊被占用,實現細胞機器人定位的同時,為其他細胞機器人移動設計路徑規劃時可對標記單元模塊進行避讓。

    本發明具體工作過程如下:

    柔性履帶1套在兩根齒輪軸15上,使其孔位與齒輪軸15上的齒相配合。齒輪軸15的兩側安裝軸端齒輪23,通過軸端齒輪固定螺栓24使其與齒輪軸15固定,在齒輪軸15兩側軸端處安裝軸承16,軸承16由軸承上座18和軸承下座19固定,在軸承下座一側安裝有兩個過度齒輪17,分別與兩個軸端齒輪23相嚙合,驅動齒輪25與兩個過度齒輪17一起嚙合,履帶驅動電機26通過聯軸器27與驅動齒輪25連接,履帶驅動電機26固定在軸承下座19上。當履帶驅動電機26工作,假設順時針轉動,帶動驅動齒輪25順時針旋轉,使兩個過度齒輪17逆時針轉動,逆時針旋轉的過渡齒輪17帶動兩個軸端齒輪23一起順時針旋轉,實現兩個齒輪軸15旋方向與履帶驅動電機旋轉方向相同。

    軸承下座19與圓形底板14之間安裝有八個彈簧21,分布在圓形底板14周圍,圓形底板14中心處與軸承下座19之間裝有接觸式觸發器22,預裝彈簧21處于輕微壓縮狀態,但觸發器22沒有接觸,在圓形底板14上安裝兩塊導向板20,彈簧21被壓縮時,軸承下座19可在導向板20內滑動而不偏移。當八個彈簧21被均勻壓縮,軸承下座19下降到一定距離后,觸發器22會被接通,標記此單元模塊。

    圓形底板14上側安裝內圓形機架8,內圓形機架8上側安裝中間有矩形孔的圓形蓋板2,可使柔性履帶1從矩形孔中露出,圓形底板14下側安裝軸板件11,軸板件11板端與圓形底板14連接,軸板件11軸端通過聯軸器9與旋轉電機10連接,旋轉電機10固定在下方形板5上,上方形板3和下方形板5間安裝外圓形機架4,內圓形機架8的外徑略小于外圓形機架4的內徑,旋轉電機10通電時帶動內旋轉體旋轉,實現柔性履帶1的z軸旋轉。

    重構平臺單元模塊c搭建成的空間細胞機器人重構平臺b,通過控制各單元模塊c電機的動作,可實現細胞機器人a處于空間失重的環境下,在重構平臺b上實現自由移動與目標細胞機器人進行對接。

    本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處,各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言,由于其與實施例公開的方法相對應,所以描述的比較簡單,相關之處參見方法部分說明即可。

    對所公開的實施例的上述說明,使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現。因此,本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

    再多了解一些
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