[发明专利]关键组件在轨可更换的空间机器人关节

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间机器人关节，具体涉及一种关键组件在轨可更换的空间机器人关节，属于机器人技术领域。

背景技术

目前空间机器人包括：德国宇航中心研制了六自由度空间机械臂ROTEX遥操作实验和双关节机器人ROKVIS，用于验证DLR的轻型空间机器人关节技术。加拿大为国际空间站研制的遥操作臂系统SSRMS，该臂主要用来组装和维护国际空间站，并协助宇航员进行舱外活动，该臂的末端还装有可进行空间操作的特殊用途灵巧操作器SPDM，类似功能的还有欧洲空间局的ERA以及日本的JEMRMS。日本国家空间局NASDA还研制了应用于卫星的ETS-VII空间机械臂。美国的空气推进实验室火星漫游车上的机械臂和欧洲空间局猎兔犬上的机械臂也是空间机械臂研制的另一个重要方向。

空间机械臂造价昂贵，并且会在将来承担更多更重要的在轨执行任务。某些情况下还会需要长期甚至永久的在太空工作。关键组件只有在轨更换，才能保证整个机械臂的可靠性以及高寿命。作为关节来说，其关键组件包括关节驱动组件、关节传动组件、关节电路板组件，甚至某块电路板、这些组件各自的可靠性及寿命都不尽相同，如果保证关节可在轨更换的同时，又实现各组件的在轨更换，将最大程度上降低维护成本及提高机械臂寿命。目前的空间机器人并没有所有功能组件都可快换的关节，这将是未来空间机器人关节发展的趋势。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的空间机器人关节无法实现在轨更换关键组件的问题，进而提供一种关键组件在轨可更换的空间机器人关节。

本发明的技术方案是：关键组件在轨可更换的空间机器人关节包括关节驱动组件、关节传动组件、快换连接部件和两个关节电气组件；所述关节驱动组件包括电机转子、电机定子、电机壳体、制动器壳体、电磁线圈、制动器盖、轴向制动盘、转动制动盘、第一轴承、轴套、调整套筒、轴承挡圈、第一测角元件、卡圈、传动轴、第二轴承、轴承压盖、锁紧螺母、电机键、第一连接键、测角元件键、多个弹簧导杆、多个制动弹簧和多个紧固螺母；

所述传动轴上由左到右套装有电机壳体和制动器壳体，传动轴与电机壳体之间设有第二轴承，所述电机壳体上固定安装有轴承压盖，轴承压盖用于封装第二轴承，所述电机转子设置在电机壳体内，且电机转子通过电机键固定安装在传动轴上，所述电机定子设置在电机壳体内，且电机定子套装在电机转子的外部，传动轴与制动器壳体之间设有第一轴承，所述轴套套装在传动轴上，所述轴承挡圈固定安装在制动器壳体的内壁上，轴套连同轴承挡圈用于限定第一轴承的轴向位置，所述电磁线圈设置在制动器壳体内，所述调整套筒套装在传动轴上，且调整套筒位于轴承挡圈的内部，转动制动盘通过第一连接键固定安装在传动轴上，且转动制动盘位于调整套筒的右端，转动制动盘通过锁紧螺母和连接件固定安装在传动轴上，所述转动制动盘与制动器壳体之间设置有轴向制动盘，所述轴向制动盘通过多个弹簧导杆和紧固螺母与制动器壳体连接，每个弹簧导杆上均套装有一个制动弹簧，且制动弹簧位于制动器壳体与轴向制动盘之间，所述制动器壳体的右端面上盖装有制动器盖，第一测角元件设置在制动器壳体与传动轴之间，且第一测角元件通过测角元件键与传动轴固定连接，第一测角元件通过卡圈与制动器壳体固定连接，所述电机壳体的外圆上加工有第一外花键，传动轴的左端外壁上加工有第二外花键；

所述关节传动组件包括关节外壳、力矩传感器、连接件、轴承端盖、谐波减速器、关节驱动组件安装套筒、轴承压圈、轴系压紧螺母、关节前盖、驱动单元压紧螺母、测角元件压环、关节内壳、空心轴、第四轴承、轴承盖、关节后盖、第二测角元件、机械限位块、第二连接键、多个快换接头紧固销部件、多个销孔座、多个紧固销及两组第三轴承；