一种基于动静块的软接触关节

摘要

本发明涉及一种空间机器人结构，具体是一种基于动静块的软接触关节，包括驱动传动机构、阻尼组件和传感部件。所述的驱动传动机构主要包括电机驱动单元、控制器、内壳、外壳、滑块和滑轨等，阻尼组件主要包括直线式磁流变阻尼器、离合器、旋转式磁流变阻尼器、弹簧机构和扭簧机构等，传感部件包括编码器、直线位移传感器等。所述的机械臂关节主要利用离合器和阻尼组件中的磁流变阻尼器控制关节的总体柔性，根据操作任务可实现俯仰和偏航两自由度刚性驱动功能和空间六维动量卸载相互转换，从而实现空间操作的软接触。

主权项

一种基于动静块的软接触关节，包括驱动传动机构、阻尼组件和传感部件；所述的驱动传动机构主要由电机驱动单元一(202)、电机驱动单元二(408)、制动器X(204)、制动器Y(404)、制动器一(212)、制动器二(412)、电机轴一(207)、电机轴二(410)、谐波减速器一(201)、谐波减速器二(409)、动块外壳一(101)、动块外壳二(106)、静块外壳一(103)、静块外壳二(105)、动块外壳端盖一(102)、动块外壳端盖二(107)、支架一(205)、支架二(406)、制动器支架一(213)、制动器支架二(413)组成；所述的阻尼组件包括直线阻尼组件和旋转阻尼组件；其中，所述的直线阻尼组件由直线式磁流变阻尼器(502)、弹簧机构(513)、滑轨一(505)、滑轨二(506)、滑轨三(507)、滑轨四(508)、电磁制动滑块一(509)、滑块二(510)、滑块三(511)、滑块四(512)、滑动内壳(108)和支座(501)组成；所述的旋转阻尼组件由旋转式磁流变阻尼器X(208)、旋转式磁流变阻尼器Y(402)、旋转式磁流变阻尼器Z(301)、扭簧机构X(211)、扭簧机构Y(411)、扭簧机构Z(304)、旋转轴X(209)、旋转轴Y(405)、连接轴Z(305)、离合器X(206)、离合器Y(403)、制动器Z(303)、连接板X(210)、连接板Y(401)、连接外壳Z(104)、连接外壳端盖Z(109)组成；所述的传感部件由线位移传感器(503)、编码器X(203)、编码器Y(407)和编码器Z(302)组成；所述的制动器X(204)固定于支架一(205)；所述的电机驱动单元一(202)、支架一(205)固定在静块外壳一(103)上；所述的制动器一(212)固定于一制动器支架一(213)上，该制动器支架一(213)固定于动块外壳一(101)上；所述的谐波减速器一(201)、制动器一(212)、电机驱动单元一(202)、制动器X(204)通过电机轴一(207)串联组合；所述的制动器Y(404)固定于支架二(406)上；所述的电机驱动单元二(408)、支架二(406)固定在静块外壳一(103)上；所述的制动器二(412)固定于一制动器支架二(413)上，该制动器支架二(413)固定于动块外壳二(106)上；所述的谐波减速器二(409)、制动器二(412)、电机驱动单元二(408)、制动器Y(404)通过电机轴二(410)串联组合；所述的滑轨一(505)、滑轨二(506)、滑轨三(507)和滑轨四(508)对称式分布且固定于动块外壳二(106)上；与所述各滑轨对应的电磁制动滑块一(509)、滑块二(510)、滑块三(511)和滑块四(512)设置于滑动内壳(108)上；通过滑轨一(505)、滑轨二(506)、滑轨三(507)和滑轨四(508)、电磁制动滑块一(509)、滑块二(510)、滑块三(511)和滑块四(512)使滑动内壳(108)和动块外壳二(106)之间发生相对滑动，并通过电磁控制该相对滑动处于自由滑动模式或锁定模式；所述的直线式磁流变阻尼器(502)、线位移传感器(503)的基体固定于一支座(501)上，所述的支座(501)固定于动块外壳二(106)上；所述的直线式磁流变阻尼器(502)的导向杆(504)、线位移传感器的导杆固定于滑动内壳(108)上；所述的旋转式磁流变阻尼器X(208)的基体安装在一连接板X(210)上，旋转式磁流变阻尼器X的轴为旋转轴X(209)，编码器X(203)的基体固定在静块外壳一(103)的端部上，旋转式磁流变阻尼器Y(402)的基体固定在连接板Y(401)上，旋转式磁流变阻尼器Y的轴为旋转轴Y(405),编码器Y(407)的基体固定在静块外壳二(105)的端部上；旋转式磁流变阻尼器Z(301)的基体固定在连接板X(210)上，编码器Z(302)、制动器Z(303)的基体固定在静块外壳一(103)上，旋转式磁流变阻尼器Z(301)的轴是连接轴Z(305)；所述的旋转阻尼组件中的离合器X(206)的基体固定在支架一(205)上，支架一(205)固定在静块外壳一(103上)，离合器Y(403)的基体固定在支架二(406)上，支架二(406)固定在静块外壳二(105)上；所述的连接外壳Z(104)与静块外壳一(103)固定，连接轴Z(302)与静块外壳二(105)固定，连接轴Z(302)和连接外壳Z(104)之间通过角接触轴承连接，实现相对转动。