一种基于索并联构型的宇航员太空作业机器人

    公开(公告)号:CN106625584A

    公开(公告)日:2017-05-10

    申请号:CN201611063643.6

    申请日:2016-11-28

    Applicant: 清华大学

    CPC classification number: B25J9/003 B25J9/104 B25J19/00

    Abstract: 一种基于索并联构型的宇航员太空作业机器人,为4索并联机器人,包括座椅机构、运动机构和平衡系统,座椅机构包括座椅、座椅固定架和控制面板;运动机构通过支撑框架固定在太空舱外侧,用于控制座椅机构的空间位置,可使末端座椅实现三平动自由度运动,包括出索机构、自动收索机构、三根主动索、一根被动索和喷气设备,出索机构通过三根主动索,自动收索机构通过一根被动索,连接在座椅后方的座椅固定架上,喷气设备安装座椅固定架上向后喷气,保证绳索时刻张紧;平衡系统包括通过固定架安装在座椅下方的陀螺仪,保持座椅平衡防止倾覆,该机器人能辅助宇航员进行出舱操作,相比于传统空间机械臂,其构型简单,制造成本低,且具有更大的作业空间。

    一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构

    公开(公告)号:CN106586844A

    公开(公告)日:2017-04-26

    申请号:CN201611071303.8

    申请日:2016-11-28

    Applicant: 清华大学

    CPC classification number: B66C17/00 B66C13/00 F16F15/023

    Abstract: 一种具有蓄能缓冲功能的高速重载搬运机构,该机构是一种通过柔索连接末端执行器和蓄能缓冲装置的高速重载索驱动机构,可用于深井等工况环境的重物高速无冲击搬运,主要由支撑框架、天车、末端执行器、绳索、驱动单元、蓄能缓冲单元等组成,驱动单元由伺服电机、减速器和联轴器串联而成,安装在支撑框架上,用于驱动和控制天车运动,蓄能缓冲单元由两个蓄能发电机和缓冲气囊并联而成,绳索一端固连于末端执行器,另一端分成三条绳索,分别缠绕在发电机和缓冲气囊的滚筒上,从高处往低处快速搬运重物时产生的能量,由蓄能发电机和缓冲气囊转换并储存,搬运结束时,缓冲气囊通过膨胀释放能量,使系统迅速复位。

    一种具有重心调整功能的模块化旋转驱动单元

    公开(公告)号:CN104128924B

    公开(公告)日:2016-08-17

    申请号:CN201410357304.3

    申请日:2014-07-24

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 一种具有重心调整功能的模块化旋转驱动单元,包括驱动单元外壁、伺服驱动组件和模块化接口,还包括由重心径向调整模块和重心轴向调整模块组成的重心调整装置,其中重心径向调整模块包括安装在驱动单元的转轴上一端的有豁口的圆盘和用于固定圆盘的固定螺母;重心轴向调整模块包括设置于驱动单元外壁中的带有螺纹的与转轴平行的连接杆、套接在连接杆上的配重块以及用于固定配重块的螺母,本发明采用轴向与径向同时对重心进行调整,可实现重心的连续性调整,达到指定位置;同时采用模块化接口设计,为更换旋转驱动单元提供了便利,备用的驱动单元可任意替代安装于机械臂上的驱动单元,大大节约了成本。

    一种大型立式储罐检修用索并联机器人

    公开(公告)号:CN104440877B

    公开(公告)日:2016-01-20

    申请号:CN201410638501.2

    申请日:2014-11-06

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 一种大型立式储罐用索并联机器人,包括绳索、绳索驱动单元、绳索导向装置、工作平台、支撑杆、固定件和控制系统等零部件,绳索有八根,相应的绳索驱动单元和绳索导向装置均有八组,安装在立式储罐的外侧,能够使工作平台携带一定负载沿立式储罐外侧扇形圆柱面运动,通过在立式储罐外侧多次拆卸和搭建索并联机器人,即可实现对全部外表面的检修工作,且可以配套安装位置传感器或力传感器,提升系统的安全性能,该装置可以利用标准化、模块化技术,减少系统中零件的种类,零部件之间的通用性强,能够适应从10m~80m不等的立式储罐的检修工作。

    一种平面两自由度超跨度索并联机器人结构

    公开(公告)号:CN105171741A

    公开(公告)日:2015-12-23

    申请号:CN201510703795.7

    申请日:2015-10-26

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 一种平面两自由度超跨度索并联机器人结构,该装置由结构支撑框架、驱动装置、运动装置和末端执行器组成,所述的支撑框架可由型材搭建而成,也可以依托于现有建筑物及承力结构;驱动装置由电机、联轴器、减速器和滚筒组成;运动装置由绳索、上定滑轮和下定滑轮组成;末端执行器可根据实际使用需求配置机械手或探测器等;本发明将该索并联机器人末端执行器的工作空间扩大为框架支撑跨度的2-3倍以上,实现了超跨度运动,为大范围往复运动的工况需求(例如搬运和探测)提供了一种新型的低成本解决方案。

    一种模拟火箭发射的索机构实验装置

    公开(公告)号:CN104460341A

    公开(公告)日:2015-03-25

    申请号:CN201410608347.4

    申请日:2014-11-03

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 一种模拟火箭发射的索机构实验装置,为七索驱动结构,包括绳索、推力施加装置、扰动施加机构和负载平台,绳索共有七根,一根为推力施加绳索,另六根为扰动施加绳索,推力施加绳索一端连接推力施加装置,另一端连接在负载平台的上方,各个扰动施加绳索一端连接在负载平台的下方,另一端分别连接在扰动施加机构上,推力施加装置通过推力施加绳索驱动负载平台上下升降以模拟火箭以不同加速度垂直发射的过程,扰动施加机构通过改变各个扰动施加绳索的伸长、缩短和索力大小模拟出负载平台位姿的改变并实现外部干扰力和力矩的施加,本发明能够实现在火箭发射过程中引入任意外扰力和力矩且火箭加速度可变的发射过程模拟。

    一种模拟零重力及低重力环境的索驱动机器人装置

    公开(公告)号:CN104443448A

    公开(公告)日:2015-03-25

    申请号:CN201410584915.1

    申请日:2014-10-27

    Abstract: 一种模拟零重力及低重力环境的索驱动机器人装置,包括基础框架、绳索、绳索驱动单元、绳索导向装置、模拟负载平台、传感器和控制系统,八根绳索采用空间对称的“上四下四”方式布局,绳索的伸长或缩短由电机驱动的驱动单元按照控制系统的指令动作,控制系统根据传感器给出的力和位移数据对各个绳索进行长度和力闭环或半闭环控制进而模拟出模拟负载平台在零重力或低重力环境下的运动,同时,可以选用一根或多根绳索叠加施加外部干扰力;该实验装置克服传统模拟方法工作空间受限制或动态性不足的问题,能够实现零重力或低重力环境下模拟负载平台的6自由度运动控制和受力模拟。

    一种大型立式储罐检修用索并联机器人

    公开(公告)号:CN104440877A

    公开(公告)日:2015-03-25

    申请号:CN201410638501.2

    申请日:2014-11-06

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 一种大型立式储罐用索并联机器人,包括绳索、绳索驱动单元、绳索导向装置、工作平台、支撑杆、固定件和控制系统等零部件,绳索有八根,相应的绳索驱动单元和绳索导向装置均有八组,安装在立式储罐的外侧,能够使工作平台携带一定负载沿立式储罐外侧扇形圆柱面运动,通过在立式储罐外侧多次拆卸和搭建索并联机器人,即可实现对全部外表面的检修工作,且可以配套安装位置传感器或力传感器,提升系统的安全性能,该装置可以利用标准化、模块化技术,减少系统中零件的种类,零部件之间的通用性强,能够适应从10m~80m不等的立式储罐的检修工作。

    一种空间并联机构的被动重力补偿支链

    公开(公告)号:CN103143940B

    公开(公告)日:2014-12-24

    申请号:CN201310064015.X

    申请日:2013-02-28

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 一种空间并联机构的被动重力补偿支链,包括配重、双向同步伸缩支链、中间胡克铰和球铰,双向同步伸缩支链外杆中段通过中间胡克铰与空间并联机构静平台连接,中间胡克铰的转动中心与静平台的几何中心重合,配重固定连接在双向同步伸缩支链一端,双向同步伸缩支链另一端通过球铰与并联机构的动平台连接;配重质心、中间胡克铰转动中心和球铰转动中心三点共线,且配重质心和球铰转动中心到胡克铰转动中心的距离相等;本发明实现空间并联机构的完整重力补偿,消除因重力产生的支链静态驱动力,且结构简单、布置合理,无需驱动单元,使用方便;有效减小空间并联机构的支链驱动力,提高机构的效率和动态特性,有利于充分发挥空间并联机构潜在性能优势。

    一种新型平面两自由度冗余驱动并联移动平台

    公开(公告)号:CN103101050A

    公开(公告)日:2013-05-15

    申请号:CN201310070456.0

    申请日:2013-03-05

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了一种新型平面两自由度冗余驱动并联移动平台,属于机械制造技术领域。它包括动平台、平行导轨、三条等长支链、一条可伸缩支链以及滑动块;滑动块在对应导轨上的位置以及可伸缩支链的长度都是通过伺服电机进行驱动控制;动平台具有其所在平面内的两个平移自由度。由于采用了并联机构,该移动平台具有刚度高、动态性能好的优点。可伸缩支链作为冗余驱动支链,在其与动平台连接点附近安装有拉压传感器,通过力闭环控制可以在该点且沿着可伸缩支链方向,利用伺服电机给动平台施加预定的拉压力。通过优化冗余驱动支链施加载荷的大小及方向,可以进一步提高机构的刚度和动态性能。

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