專利名稱：一種快速撤離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高速運動技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種快速撤離裝置。
背景技術(shù)：
在潔凈和真空環(huán)境中，對生命周期極短的空間目標或時間敏感的目標對象的經(jīng)常會要求快速撤離作業(yè)，在進行快速分離時，快速撤離子裝置必須在規(guī)定的極短時間內(nèi)撤離要求的較大距離，并可安全制動。通常要求在百毫秒的工作時間內(nèi)動作，且安全撤離距離為米級?？斐纷友b置工作還要求不污染環(huán)境，產(chǎn)生盡量少的電磁、熱擾動。目前為了實現(xiàn)短時長距離的運動，就必須實現(xiàn)高加速運動，以將勢能轉(zhuǎn)化為動能的方式來實現(xiàn)高速撤離是主要的思路。通?？焖俪冯x裝置主要采用的方式有直線電機驅(qū)動方式、氣動驅(qū)動(氣體爆破)方式。氣動爆破方式的加速特性好，但是這種方式的安全性很差，容易引發(fā)人員和財物的損傷，并且不易控制運動對象的速度、加速度、運動方向性、力方向大小控制等各種指標，制動也不好實現(xiàn)。另外，在真空、潔凈環(huán)境中，氣動方式就完全不能滿足這方面的環(huán)境要求。直線電機驅(qū)動方式相對于氣動來說，速度易于控制。但是直線電機的子裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加速度特性一般，引入的電磁擾動也較嚴重，并且直線電機的效率較低，發(fā)熱嚴重，不適合在真空環(huán)境下運行。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種快速撤離裝置，該裝置采用彈簧作為蓄能元件，使用加載子裝置h對彈簧進行低速壓縮，將加載子裝置的能量儲存在勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝置的加載彈簧中，并通過鎖緊觸發(fā)子裝置e的前鎖定釋放觸發(fā)器鎖定。在需要對目標進行高加速度驅(qū)動時，通過釋放被壓縮的彈簧，將彈簧壓縮存儲的勢能轉(zhuǎn)換為快速撤離子裝置a的動能，以實現(xiàn)目標對象的高加速運動，進而滿足短時高速高加速的運動要求。本發(fā)明所提出的一種快速撤離裝置，其特征在于，該裝置包括快速撤離子裝置a,勢動能轉(zhuǎn)換子裝置b，檢測子裝置C，支撐導(dǎo)向子裝置d，鎖緊觸發(fā)子裝置e，緩沖制動子裝置f，加載子裝置h;其中所述支撐導(dǎo)向子裝置d包括導(dǎo)向桿10、導(dǎo)軌11、后擋板17、連接橫梁22、前擋板29和底板32 ;所述后擋板17、前擋板29與連接橫梁22和底板32通過螺釘連接；所述導(dǎo)軌11通過螺釘安裝在所述底板32的導(dǎo)軌安裝槽內(nèi)；所述導(dǎo)向桿10兩端的頭部攻有反向螺紋，分別與所述前擋板29和后擋板17的螺紋孔連接；所述加載子裝置h包括伺服電機I、減速器2、聯(lián)軸器4、低速滑塊8、軸承座18、絲杠螺母20、施力塊21和滾珠絲杠23 ;所述伺服電機I和減速器2通過螺釘安裝在一起；所述軸承座18通過螺釘安裝在所述底板32上；所述絲杠螺母20通過螺釘連接在所述施力塊21 一端的端面上；所述低速滑塊8通過螺釘安裝在所述施力塊21的底面上；所述滾珠絲杠23安裝在所述軸承座18內(nèi)，其一端與所述絲杠螺母20連接，另一端通過聯(lián)軸器4與減速器2連接；所述快速撤離子裝置a包括高速滑塊13、配重塊24、多功能連接座25、快撤連接臂28、推力翼板35和雙向制動錨鉤39 ;所述配重塊24和快撤連接臂28通過螺釘與多功能連接座25的前后連接端面連接；所述快撤連接臂28提供標準的機械接口，用于連接夾持器或其他需要實現(xiàn)快撤工作的設(shè)備；所述推力翼板35通過螺釘與所述多功能連接座25的底面連接，并通過螺釘連接在上下高速滑塊13上，所述推力翼板35與所述緩沖制動子裝置f和所述勢動能轉(zhuǎn)換子裝置b進行機械接觸；所述雙向制動錨鉤39通過螺釘連接在推力翼板35的底部，用來配合鎖定所述鎖緊觸發(fā)子裝置e的釋放觸發(fā)器30和34以鎖定和釋放快速撤離子裝置a ；所述勢動能轉(zhuǎn)換子裝置b包括加載彈簧座14、加載彈簧15和加載端可調(diào)彈簧座16，用于實現(xiàn)動能和勢能的轉(zhuǎn)換；所述加載彈簧15安裝在加載彈簧座14和可調(diào)彈簧座16
之間的圓柱腔內(nèi)；所述加載彈簧座14的一端與彈簧15連接，另一端與所述推力翼板35連接，用于實現(xiàn)勢動能的轉(zhuǎn)換；所述可調(diào)彈簧座16的另一端攻有細牙螺紋，與所述支撐導(dǎo)向子裝置d的前擋板29連接，起到勢動能轉(zhuǎn)換的作用；所述檢測子裝置c包括光柵尺19、光柵尺測頭26、后觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)31、前觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)33、驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)36、加載限位光電檢測開關(guān)40，用于檢測快撤子裝置a在運動過程中的速度位移特性；所述光柵尺19和所述光柵尺測頭26用于檢測快撤子裝置a的位置和速度，所述光柵尺19通過螺釘安裝在所述連接橫梁22的背部；所述光柵尺測頭26通過所述光柵尺測頭安裝座27安裝在所述多功能安裝座25上，隨所述快撤子裝置a —起運動；所述光電檢測開關(guān)31、33、36、40采用螺釘安裝在底板32上；所述鎖緊觸發(fā)子裝置e為一體化設(shè)備，其包括后鎖定釋放觸發(fā)器30和前鎖定釋放觸發(fā)器34，用于對快撤子裝置a在不同運動方向上的鎖定和釋放；所述鎖緊觸發(fā)子裝置e采用螺釘連接方式整體安裝在底板32上，且安裝在快撤子裝置a的運動方向上；所述緩沖制動子裝置f用于吸收快撤子裝置的動能，降低快撤子裝置的速度。本發(fā)明提出的上述快速撤離裝置，成本低，結(jié)構(gòu)簡單可靠，指標可設(shè)計，性能可控。


圖I是本發(fā)明快速撤離裝置的總體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明快速撤離裝置的俯視圖。圖3是本發(fā)明快速撤離裝置的主視圖。圖4是沿圖2中的A-A線的剖面圖。圖5是沿圖2中的B-B線的剖面圖。圖6是沿圖3中的C-C線的去除滾珠絲杠23遮擋的剖面圖。圖7是沿圖3中的D-D線的去除快撤連接臂28遮擋的剖面圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。圖I是本發(fā)明快速撤離裝置的總體結(jié)構(gòu)圖，如圖I所示，本發(fā)明所提出的一種快速撤離裝置按照功能分為8個子裝置a，快速撤離子裝置；b，勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝 置；C，檢測子裝置；d，支撐導(dǎo)向子裝置；e，鎖緊觸發(fā)子裝置；f，緩沖制動子裝置；g，安全輔助子裝置；h，加載子裝置。圖2是本發(fā)明快速撤離裝置的俯視圖，圖3是本發(fā)明快速撤離裝置的主視圖，圖4是沿圖2中的A-A線的剖面圖，圖5是沿圖2中的B-B線的剖面圖，圖6是沿圖3中的C-C線的去除滾珠絲杠23遮擋的剖面圖，圖7是沿圖3中的D-D線的去除快撤連接臂28遮擋的剖面圖，如圖2-7所示所述支撐導(dǎo)向子裝置d是整個快速撤離裝置的安裝基礎(chǔ)，其包括電機連接架3、導(dǎo)向桿10(又包括上導(dǎo)向桿10-1和下導(dǎo)向桿10-2)、導(dǎo)軌11 (又包括上導(dǎo)軌11-1和下導(dǎo)軌11-2)、后擋板17、連接橫梁22、前擋板29和底板32。其中，所述后擋板17、前擋板29與連接橫梁22和底板32采用螺釘連接，組成所述快速撤離子裝置a的基本框架；所述導(dǎo)軌11通過螺釘安裝在所述底板32的導(dǎo)軌安裝槽內(nèi)，導(dǎo)軌11中，下導(dǎo)軌11-2為基準導(dǎo)軌，上導(dǎo)軌11-1為浮動導(dǎo)軌；導(dǎo)軌安裝必須保證兩條導(dǎo)軌的平面度和平行度，而所述安全輔助子裝置中的導(dǎo)軌壓條12就是用于調(diào)節(jié)和限定所述基準導(dǎo)軌11-2的形位的。所述導(dǎo)向桿10兩端的頭部攻有反向螺紋，分別與所述前擋板29和后擋板17的螺紋孔連接，為所述勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝置b和所述緩沖制動子裝置f中的彈簧起到導(dǎo)向作用，同時所述導(dǎo)向桿10也作為加強筋，提高整個支撐導(dǎo)向子裝置d的剛度；所述電機連接架3用于將驅(qū)動用的所述加載子裝置h和支撐導(dǎo)向子裝置d連接起來。所述加載子裝置h包括伺服電機I、減速器2、聯(lián)軸器4、低速滑塊8 (又包括上低速滑塊8-1和下低速滑塊8-2)、軸承座18、絲杠螺母20、施力塊21和滾珠絲杠23。所述伺服電機I和減速器2通過螺釘安裝在一起，所述伺服電機I和減速器2整體安裝在所述支撐導(dǎo)向子裝置d中的電機連接架3上；所述軸承座18通過螺釘安裝在所述底板32上；所述絲杠螺母20通過螺釘連接在所述施力塊21 —端的端面上，所述低速滑塊8通過螺釘安裝在所述施力塊21的底面上，所述安裝必須保證減速器2、軸承座18、絲杠螺母20的中軸線同軸；所述滾珠絲杠23安裝在所述軸承座18內(nèi)，其一端與所述絲杠螺母20連接，另一端通過聯(lián)軸器4與減速器2連接；所述施力塊21采用中空結(jié)構(gòu)，當(dāng)伺服電機I驅(qū)動滾珠絲杠23旋轉(zhuǎn)時，滾珠絲杠23可穿過施力塊21中空部分，驅(qū)動施力塊21沿著導(dǎo)軌前后運動。所述快速撤離子裝置a包括高速滑塊13 (又包括上高速滑塊13_1和下高速滑塊
13-2)、配重塊24、多功能連接座25、快撤連接臂28、推力翼板35和雙向制動錨鉤39。所述配重塊24和快撤連接臂28通過螺釘與多功能連接座25的前后連接端面連接，所述配重塊24—方面起到調(diào)整平衡整個快速撤離子裝置中心的作用，另一方面作為與所述加載子裝置h接觸的機械接口，接受來自加載子裝置的動能，所述快撤連接臂28提供標準的機械接口，用于連接夾持器或其他需要實現(xiàn)快撤工作的設(shè)備，所述夾持器用于對目標對象進行夾持；所述推力翼板35與所述緩沖制動子裝置f或所述勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝置b進行機械接觸，將快速撤離子裝置的動能傳遞給彈簧子裝置，所述推力翼板35通過螺釘與所述多功能連接座25的底面連接，并通過螺釘連接在上下高速滑塊13上；所述雙向制動錨鉤39通過螺釘連接在推力翼板35的底部，用來配合鎖定所述鎖緊觸發(fā)子裝置e的釋放觸發(fā)器30和34來鎖定和釋放快速撤離子裝置a。所述勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝置b包括加載彈簧座14 (又包括上加載彈簧座
14-1和下加載彈簧座14-2)、加載彈簧15 (又包括上加載彈簧15-1和下加載彈簧15_2)和加載端可調(diào)彈簧座16 (又包括上加載端可調(diào)彈簧座16-1和下加載端可調(diào)彈簧座16-2)，用于實現(xiàn)動能和勢能的轉(zhuǎn)換。所述加載彈簧15安裝在加載彈簧座14和可調(diào)彈簧座16之間的圓柱腔內(nèi)；所述加載彈簧座14的一端與彈簧15連接，另一端與所述推力翼板35連接，用于實現(xiàn)勢動能的轉(zhuǎn)換；所述可調(diào)彈簧座16的另一端攻有細牙螺紋，與所述支撐導(dǎo)向子裝置
d的前擋板29連接，起到勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)的作用，同時可通過螺紋進行微調(diào)，以調(diào)整上下加載彈簧15-1和15-2之間的力平衡關(guān)系。所述加載彈簧座14、加載彈簧15和可調(diào)彈簧座16均為中空設(shè)計，所述支撐導(dǎo)向子裝置d的導(dǎo)向桿10穿過所述勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝置，以約束彈簧沿導(dǎo)向桿10軸向壓縮和釋放。所述緩沖制動子裝置f的功能與所述勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝置b的功能相似，主要是起到吸收快撤子裝置的動能，降低快撤子裝置的速度的作用，同時，也作為位置調(diào)節(jié)的一種手段。所述緩沖制動子裝置f包括調(diào)節(jié)套管5 (又包括上調(diào)節(jié)套管5-1和下調(diào)節(jié)套管5-2)、制動端可調(diào)彈簧座6 (又包括上制動端可調(diào)彈簧座6-1和下制動端可調(diào)彈簧座6-2)、制動彈簧7 (又包括上制動彈簧7-1和下制動彈簧7-2)、制動彈簧座9 (又包括上制動彈簧座9-1和下制動彈簧座9-2)。所述調(diào)節(jié)套管5采用一端內(nèi)螺紋，一端外螺紋的結(jié)構(gòu)形式，夕卜螺紋一端連接到所述后擋板17上，內(nèi)螺紋一端與所述制動端可調(diào)彈簧座6連接，所述調(diào)節(jié)套管5的螺紋和所述制動端可調(diào)彈簧座6的螺紋均為細牙螺紋，用于微調(diào)所述制動彈簧7的受力平衡，所述調(diào)節(jié)套管5可采用級聯(lián)方式，用于調(diào)節(jié)所述緩沖制動子裝置f距離所述后擋板17的距離，為所述加載子裝置h的設(shè)備留出工作空間，調(diào)節(jié)對快撤子裝置a的制動距離，還可適應(yīng)不同彈性系數(shù)的彈簧對制動距離的要求，滿足最佳制動效果的實現(xiàn)；所述制動彈簧7安裝在所述可調(diào)彈簧座6和所述制動彈簧座9之間的圓柱腔內(nèi)，起到將快撤子裝置a的動能轉(zhuǎn)換為勢能的作用；所述制動彈黃座9套在導(dǎo)向桿10上,一端與制動彈黃7連接，另一端可與推力翼板接觸，實現(xiàn)勢動能轉(zhuǎn)換，通過對所述可調(diào)彈簧座6的螺紋進行微調(diào)，可以調(diào)整上下制動彈簧7-1和7-2之間的力平衡關(guān)系；所述制動端可調(diào)彈簧座6、制動彈簧7、制動彈簧座9均為中空設(shè)計，所述導(dǎo)向桿10穿過所述勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝置，即依次穿過可調(diào)彈簧座6、制動彈簧7和制動彈簧座9，從而約束彈簧沿所述導(dǎo)向桿10軸向壓縮和釋放。所述檢測子裝置c包括光柵尺19、光柵尺測頭26、后觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)31、前觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)33、驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)36 (又包括上驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)36-1和下驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)36-2)、加載限位光電檢測開關(guān)40 (又包括上驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)40-1和下驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)40-2)，用于檢測快撤子裝置a在運動過程中的速度位移特性，考核驗證快撤子裝置a的性能指標。所述光柵尺19和所述光柵尺測頭26用于檢測快撤子裝置a的位置和速度，所述光柵尺19通過螺釘安裝在所述支撐導(dǎo)向子裝置d中的連接橫梁22的背部；所述光柵尺測頭26通過所述安全輔助子裝置g中的光柵尺測頭安裝座27安裝在所述快撤子裝置a的多功能安裝座25上，隨所述快撤子裝置a —起運動；所述光電檢測開關(guān)31、33、36、40采用螺釘安裝在底板32上，安裝位置可根據(jù)實際需要進行調(diào)整；所述后觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)31、前觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)33、驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)36、加載限位光電檢測開關(guān)40均為限位開關(guān)，用來檢測各個運動部件的狀態(tài)是否就位，具體地，光電檢測開關(guān)36、40用來檢測快撤子裝置a的位置，光電檢測開關(guān)31、33用來檢測鎖緊觸發(fā)子裝置e是否進入可觸發(fā)狀態(tài)。所述鎖緊觸發(fā)子裝置e為一體化設(shè)備，其包括后鎖定釋放觸發(fā)器30和前鎖定釋放觸發(fā)器34，分別用于對快撤子裝置a在不同運動方向上的鎖定和釋放。所述鎖緊觸發(fā)子裝
置e采用螺釘連接方式整體安裝在底板32上，且安裝在快撤子裝置a的運動方向上，具體安裝位置根據(jù)撤離的要求確定。所述安全輔助子裝置g包括導(dǎo)軌壓條12、光柵尺測頭安裝座27、緩沖器37和緩沖器安裝座38。所述導(dǎo)軌壓條12通過螺釘安裝在所述底板32的楔形壓條槽內(nèi)，通過調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)節(jié)和限定所述基準導(dǎo)軌11-2的形位；所述光柵尺測頭安裝座27用于將所述光柵尺測頭26轉(zhuǎn)接到所述快撤子裝置a的所述多功能安裝座25上。所述緩沖器37用來消除所述快撤子裝置a在回撤過程中沒有被制動彈簧完全吸收掉的殘余動能，保護緩沖器之后的設(shè)備不受沖擊，所述緩沖器37采用螺釘安裝在所述緩沖器安裝座38上；所述緩沖器安裝座38通過螺釘安裝在所述底板32上，通過調(diào)整所述緩沖器37在所述緩沖器安裝座38內(nèi)的安裝位置可以微調(diào)緩沖距離，還可以通過調(diào)節(jié)所述緩沖器安裝座38在所述底板32上的安裝位置，對緩沖位置進行較大范圍的調(diào)整。所述快撤子裝置a和所述加載子裝置h的施力塊21都安裝在所述支撐導(dǎo)向子裝置d的導(dǎo)軌11上，所述施力塊21在滾珠絲杠23的驅(qū)動下可沿著導(dǎo)軌11運動，并與所述快撤子裝置a的配重塊24接觸，推動所述快撤子裝置a沿導(dǎo)軌11向所述勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝置b的方向運動，通過所述推力翼板35，將伺服電機I產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換為彈簧的勢能并存儲起來。當(dāng)需要讓所述快撤子裝置a高速運動時，通過所述前鎖定釋放觸發(fā)器34釋放所述快撤子裝置a蓄積的彈簧勢能，即可將勢能裝化為所述快撤子裝置a的動能，使所述快撤子裝置a高速運動起來。綜上，本裝置采用將機械式的勢能轉(zhuǎn)換為動能的方式，其基本工作原理為采用彈簧作為蓄能元件，使用小功率驅(qū)動子裝置結(jié)合高變速比的減速傳動子裝置，對彈簧進行低速壓縮，將驅(qū)動子裝置的能量儲存在勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝置的加載彈簧中，并通過前鎖定釋放觸發(fā)器34鎖定。在需要對目標進行高加速度驅(qū)動時，通過釋放被壓縮的彈簧，將彈簧壓縮存儲的勢能轉(zhuǎn)換為目標對象的動能，以實現(xiàn)目標對象的高加速運動，進而滿足短時高速高加速的運動要求。另外，緩沖制動子裝置和安全輔助子裝置通過對快撤子裝置動能的吸收，保護整個裝置安全運行。本發(fā)明裝置的工作流程為I.本發(fā)明裝置各部件進行狀態(tài)自檢并保證狀態(tài)正常；2.伺服電機I反向旋轉(zhuǎn)，在滾珠絲杠23的驅(qū)動下，使得絲杠螺母20帶動施力塊21向后運動，直至驅(qū)動端復(fù)位檢測光電開關(guān)36檢測到施力塊21進入初始位置的限位信號
后停止；3.伺服電機I正向旋轉(zhuǎn)，滾珠絲杠23推動絲杠螺母20和施力塊21沿導(dǎo)軌11向前運動；4.當(dāng)施力塊21接觸到快撤子裝置的配重塊24后，降低速度，推動快撤子裝置整體前進，并不斷壓縮勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝置的加載彈簧15，進行動能向勢能的轉(zhuǎn)換；5.在快撤子裝置的前進過程中，當(dāng)快撤子裝置的雙向制動錨鉤39壓下前鎖定釋放觸發(fā)器34的掛鉤，前觸發(fā)狀態(tài)檢測光電開關(guān)33檢測到前鎖定 釋放觸發(fā)器34的掛鉤的壓下狀態(tài)信號后進入觸發(fā)準備狀態(tài)；6.繼續(xù)壓縮快撤子裝置，直至加載限位光電檢測開關(guān)40檢測到快撤子裝置的限位信號后，伺服電機I停止運動(所述光電檢測開關(guān)40為非接觸檢測方式，快撤子裝置進入光電檢測開關(guān)40的檢測范圍后即可觸發(fā)光電檢測開關(guān)40的檢測)；7.這時本發(fā)明裝置進入可觸發(fā)快速撤離狀態(tài)；8.伺服電機I反向運動，使得絲杠螺母20帶動施力塊21向后運動，快撤子裝置在加載彈簧15的驅(qū)動下隨絲杠螺母20帶動施力塊21 —起運動，直至其雙向制動錨鉤被前鎖定釋放觸發(fā)器34的掛鉤鎖定；9.伺服電機I繼續(xù)反向運動，此時，絲杠螺母20帶動施力塊21回撤，當(dāng)前鎖定釋放觸發(fā)器34鎖定快撤子裝置的雙向制動錨鉤39時，施力塊21與快撤子裝置的配重塊24脫離物理接觸；10.繼續(xù)控制絲杠螺母20帶動施力塊21回退運動，直至退到驅(qū)動側(cè)的末端，即所述加載子裝置的軸承座18附近，驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)36檢測到限位信號后停止伺服電機I運動，使加載子裝置進入保護狀態(tài)，其中，光電檢測開關(guān)36采用非接觸檢測方式，當(dāng)加載子裝置的施力塊21、低速滑塊8進入光電開關(guān)36的檢測范圍后即可觸發(fā)光電檢測開關(guān)36的檢測；11.根據(jù)需要，通過控制觸發(fā)加載子裝置推動或拉動前鎖定釋放觸發(fā)器34的扳機，來釋放鎖緊觸發(fā)子裝置的掛鉤對快撤子裝置錨鉤的鎖定；12.同時給出觸發(fā)釋放的同步信號，并根據(jù)需要，同步其他操作；13.快撤子裝置在釋放后，在加載彈簧15的驅(qū)動下，實現(xiàn)勢能向動能的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)快撤子裝置的高速撤離；14.帶倒角的加載彈簧座14插入推力翼板35的圓柱腔形滑座頭內(nèi)，在高速導(dǎo)軌滑塊13的支撐下隨快撤子裝置一起撤離，由于加載彈簧座14沒有與導(dǎo)向桿的接觸摩擦，因此有效降低了快撤子裝置的摩擦阻力，避免了摩擦發(fā)熱，提供了快撤子裝置的加速度；15.快撤子裝置在獲得動能后快速回撤向驅(qū)動端，即伺服電機一側(cè)，在驅(qū)動端側(cè)通過壓縮制動彈簧7，吸收快撤子裝置的動能，使其減速；16.當(dāng)快撤子裝置的雙向制動錨鉤39壓下后鎖定釋放觸發(fā)器30的掛鉤時，后觸發(fā)狀態(tài)檢測光電開關(guān)31檢測到后鎖定釋放觸發(fā)器30的掛鉤壓下狀態(tài)，進入觸發(fā)準備狀態(tài)；17.如果快撤子裝置的殘余動能沒有消耗完，所述快撤子裝置會繼續(xù)后撤，安全輔助子裝置的安全緩沖器37將完全吸收快撤子裝置的殘余動能，迫使其撤離運動停止，避免對驅(qū)動子裝置的物理破壞；
18.緩沖制動子裝置的制動彈簧7將勢能轉(zhuǎn)換為動能，驅(qū)動快撤子裝置轉(zhuǎn)換運動方向，開始大加速度，低速向前進方向運動；其中，電機的旋轉(zhuǎn)方向決定快撤子裝置的前進和后退方向，比如，可以設(shè)置為電機正向旋轉(zhuǎn)(即右旋)時快撤子裝置前進，電機反向旋轉(zhuǎn)(即左旋)時快撤子裝置后退(如圖2所示)，也可以根據(jù)實際應(yīng)用的需要，靈活設(shè)置電機的旋轉(zhuǎn)方向與快撤子裝置運動方向的對應(yīng)關(guān)系。19.后鎖定釋放觸發(fā)器30的掛鉤鎖定快撤子裝置的雙向制動錨鉤39，鎖定快撤子
裝置，使其停止運動；20.完成其他輔助功能后，控制后鎖定釋放觸發(fā)器30釋放快撤子裝置，快撤任務(wù)完成，所述其他輔助功能根據(jù)實驗來確定。下一次任務(wù)重復(fù)上述I 20步驟。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保
護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種快速撤離裝置，其特征在于，該裝置包括快速撤離子裝置a，勢動能轉(zhuǎn)換子裝置b，檢測子裝置C，支撐導(dǎo)向子裝置d，鎖緊觸發(fā)子裝置e，緩沖制動子裝置f，加載子裝置h ;其中 所述支撐導(dǎo)向子裝置d包括導(dǎo)向桿(10)、導(dǎo)軌(11)、后擋板(17)、連接橫梁(22)、前擋板(29)和底板(32);所述后擋板(17)、前擋板(29)與連接橫梁(22)和底板(32)通過螺釘連接；所述導(dǎo)軌(11)通過螺釘安裝在所述底板(32)的導(dǎo)軌安裝槽內(nèi)；所述導(dǎo)向桿(10)兩端的頭部攻有反向螺紋，分別與所述前擋板(29)和后擋板(17)的螺紋孔連接； 所述加載子裝置h包括伺服電機(I)、減速器(2)、聯(lián)軸器(4)、低速滑塊(8)、軸承座(18)、絲杠螺母(20)、施力塊(21)和滾珠絲杠(23);所述伺服電機⑴和減速器(2)通過螺釘安裝在一起；所述軸承座(18)通過螺釘安裝在所述底板(32)上；所述絲杠螺母(20)通過螺釘連接在所述施力塊(21) —端的端面上；所述低速滑塊(8)通過螺釘安裝在所述施力塊(21)的底面上；所述滾珠絲杠(23)安裝在所述軸承座(18)內(nèi)，其一端與所述絲杠螺母(20)連接，另一端通過聯(lián)軸器(4)與減速器(2)連接； 所述快速撤離子裝置a包括高速滑塊(13)、配重塊(24)、多功能連接座(25)、快撤連接臂(28)、推力翼板(35)和雙向制動錨鉤(39);所述配重塊(24)和快撤連接臂(28)通過螺釘與多功能連接座(25)的前后連接端面連接；所述快撤連接臂(28)提供標準的機械接口，用于連接夾持器或其他需要實現(xiàn)快撤工作的設(shè)備；所述推力翼板(35)通過螺釘與所述多功能連接座(25)的底面連接，并通過螺釘連接在上下高速滑塊(13)上，所述推力翼板(35)與所述緩沖制動子裝置f或所述勢動能轉(zhuǎn)換子裝置b進行機械接觸；所述雙向制動錨鉤(39)通過螺釘連接在推力翼板(35)的底部，用來配合鎖定所述鎖緊觸發(fā)子裝置e的釋放觸發(fā)器(30)和(34)以鎖定和釋放快速撤離子裝置a ； 所述勢動能轉(zhuǎn)換子裝置b包括加載彈簧座(14)、加載彈簧(15)和加載端可調(diào)彈簧座(16)，用于實現(xiàn)動能和勢能的轉(zhuǎn)換；所述加載彈簧(15)安裝在加載彈簧座(14)和可調(diào)彈簧座(16)之間的圓柱腔內(nèi)；所述加載彈簧座(14)的一端與彈簧(15)連接，另一端與所述推力翼板(35)連接，用于實現(xiàn)勢動能的轉(zhuǎn)換；所述可調(diào)彈簧座(16)的另一端攻有細牙螺紋，與所述支撐導(dǎo)向子裝置d的前擋板(29)連接，起到勢動能轉(zhuǎn)換的作用； 所述檢測子裝置c包括光柵尺(19)、光柵尺測頭(26)、后觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)(31)、前觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)(33)、驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)(36)、加載限位光電檢測開關(guān)(40)，用于檢測快撤子裝置a在運動過程中的速度位移特性；所述光柵尺(19)和所述光柵尺測頭(26)用于檢測快撤子裝置a的位置和速度，所述光柵尺(19)通過螺釘安裝在所述連接橫梁(22)的背部；所述光柵尺測頭(26)通過所述光柵尺測頭安裝座(27)安裝在所述多功能安裝座(25)上，隨所述快撤子裝置a—起運動；所述光電檢測開關(guān)采用螺釘安裝在底板(32)上； 所述鎖緊觸發(fā)子裝置e為一體化設(shè)備，其包括后鎖定釋放觸發(fā)器(30)和前鎖定釋放觸發(fā)器(34)，用于對快撤子裝置a在不同運動方向上的鎖定和釋放；所述鎖緊觸發(fā)子裝置e采用螺釘連接方式整體安裝在底板(32)上，且安裝在快撤子裝置a的運動方向上； 所述緩沖制動子裝置f用于吸收快撤子裝置的動能，降低快撤子裝置的速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述緩沖制動子裝置f包括調(diào)節(jié)套管(5)、制動端可調(diào)彈簧座￠)、制動彈簧(7)、制動彈簧座(9);所述調(diào)節(jié)套管(5) —端為內(nèi)螺紋，一端為外螺紋，外螺紋一端連接到所述后擋板(17)上，內(nèi)螺紋一端與所述制動端可調(diào)彈簧座(6)連接；所述制動彈簧(7)安裝在所述可調(diào)彈簧座(6)和所述制動彈簧座(9)之間的圓柱腔內(nèi)，用于將快撤子裝置a的動能轉(zhuǎn)換為勢能；所述制動彈簧座(9) 一端與制動彈簧(7)連接，另一端套在導(dǎo)向桿(10)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向桿(10)進一步包括上導(dǎo)向桿(10-1)和下導(dǎo)向桿(10-2)，所述導(dǎo)軌(11)進一步包括上導(dǎo)軌(11-1)和下導(dǎo)軌(11-2)，所述下導(dǎo)軌(11-2)為基準導(dǎo)軌，上導(dǎo)軌(11-1)為浮動導(dǎo)軌，導(dǎo)軌安裝時必須保證兩條導(dǎo)軌的平面度和平行度；所述低速滑塊(8)進一步包括上低速滑塊(8-1)和下低速滑塊(8-2)；所述高速滑塊(13)進一步包括上高速滑塊(13-1)和下高速滑塊(13-2);所述加載彈簧座(14)進一步包括上加載彈簧座(14-1)和下加載彈簧座(14-2);所述加載彈簧(15)進一步包括上加載彈簧(15-1)和下加載彈簧(15-2);所述加載端可調(diào)彈簧座(16)進一步包括上加載端可調(diào)彈簧座(16-1)和下加載端可調(diào)彈簧座(16-2);所述調(diào)節(jié)套管(5)進一步包括上調(diào)節(jié)套管(5-1)和下調(diào)節(jié)套管(5-2);所述制動端可調(diào)彈簧座(6)進一步包括上制動端可調(diào)彈簧座(6-1)和下制動端可調(diào)彈簧座￠-2);所述制動彈簧(7)進一步包括上制動彈簧(7-1)和下制動彈簧(7-2);所述制動彈簧座(9)進一步包括上制動彈簧座(9-1)和下制動彈簧座(9-2);所述驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)(36)進一步包括上驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)(36-1)和下驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)(36-2);所述加載限位光電檢測開關(guān)(40)進一步包括上驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)(40-1)和下驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)(40-2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述可調(diào)彈簧座(16)還可通過螺紋進行微調(diào)，以調(diào)整上下加載彈簧(15-1)和(15-2)之間的力平衡關(guān)系；所述可調(diào)彈簧座(6)通過螺紋進行微調(diào)，以調(diào)整上下制動彈簧(7-1)和(7-2)之間的力平衡關(guān)系。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括安全輔助子裝置g，所述安全輔助子裝置g包括導(dǎo)軌壓條(12)、光柵尺測頭安裝座(27)、緩沖器(37)和緩沖器安裝座(38);所述導(dǎo)軌壓條(12)通過螺釘安裝在所述底板(32)的楔形壓條槽內(nèi)，通過調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)節(jié)和限定所述基準導(dǎo)軌(11-2)的形位；所述光柵尺測頭安裝座(27)用于將所述光柵尺測頭(26)轉(zhuǎn)接到所述多功能安裝座(25)上；所述緩沖器(37)采用螺釘安裝在所述緩沖器安裝座(38)上，用于消除所述快撤子裝置a在回撤過程中沒有被制動彈簧完全吸收掉的殘余動能，保護緩沖器之后的設(shè)備不受沖擊；所述緩沖器安裝座(38)通過螺釘安裝在所述底板(32)上，通過調(diào)整所述緩沖器(37)在所述緩沖器安裝座(38)內(nèi)的安裝位置可以微調(diào)緩沖距離，通過調(diào)節(jié)所述緩沖器安裝座(38)在所述底板(32)上的安裝位置，可以對緩沖位置進行較大范圍的調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述支撐導(dǎo)向子裝置d還包括電機連接架(3)，所述電機連接架(3)用于將所述加載子裝置h和支撐導(dǎo)向子裝置d連接起來；所述伺服電機(I)和減速器(2)同時還安裝在所述電機連接架(3)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述減速器(2)、軸承座(18)、絲杠螺母(20)的中軸線同軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述施力塊(21)為中空結(jié)構(gòu)，當(dāng)伺服電機(I)驅(qū)動滾珠絲杠(23)旋轉(zhuǎn)時，滾珠絲杠(23)可穿過施力塊(21)中空部分，驅(qū)動施力塊(21)沿著導(dǎo)軌前后運動。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述加載彈簧座(14)、加載彈簧(15)、可調(diào)彈簧座(16)、制動端可調(diào)彈簧座￠)、制動彈簧(7)、制動彈簧座(9)均為中空設(shè)計，所述導(dǎo)向桿(10)穿過所述勢動能轉(zhuǎn)換子裝置，以約束彈簧沿導(dǎo)向桿(10)軸向壓縮和釋放。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)套管(5)的螺紋和所述制動端可調(diào)彈簧座￠)的螺紋均為細牙螺紋，用于微調(diào)所述制動彈簧(7)的受力平衡。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)套管(5)采用級聯(lián)方式，用于調(diào)節(jié)所述緩沖制動子裝置f距離所述后擋板(17)的距離，為所述加載子裝置h的設(shè)備留出工作空間，調(diào)節(jié)對快撤子裝置a的制動距離，同時可適應(yīng)不同彈性系數(shù)的彈簧對制動距離的要求。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述后觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)(31)、前觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)(33)、驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)(36)、加載限位光電檢測開關(guān)(40)均為限位開關(guān)，其中，驅(qū)動端復(fù)位光電檢測開關(guān)(36)、加載限位光電檢測開關(guān)(40)用來檢測快撤子裝置a的位置，后觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)(31)、前觸發(fā)狀態(tài)光電檢測開關(guān)(33)用來檢測鎖緊觸發(fā)子裝置e是否進入可觸發(fā)狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述快撤子裝置a和所述加載子裝置h的施力塊(21)都安裝在所述支撐導(dǎo)向子裝置d的導(dǎo)軌(11)上，所述施力塊(21)在滾珠絲杠(23)的驅(qū)動下可沿著導(dǎo)軌(11)運動，并與所述快撤子裝置a的配重塊(24)接觸，推動所述快撤子裝置a沿導(dǎo)軌(11)向所述勢動能轉(zhuǎn)換子裝置b的方向運動，通過所述推力翼板(35)，將伺服電機(I)產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)換為彈簧的勢能并存儲起來；當(dāng)需要讓所述快撤子裝置a高速運動時，通過所述前鎖定釋放觸發(fā)器(34)釋放所述快撤子裝置a蓄積的彈簧勢能，即可將勢能裝化為所述快撤子裝置a的動能，使所述快撤子裝置a高速運動起來。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速撤離裝置，該裝置包括快速撤離子裝置a，勢動能轉(zhuǎn)換子裝置b，檢測子裝置c，支撐導(dǎo)向子裝置d，鎖緊觸發(fā)子裝置e，緩沖制動子裝置f，加載子裝置h和安全輔助子裝置g。該裝置采用彈簧作為蓄能元件，使用加載子裝置h對彈簧進行低速壓縮，將加載子裝置的能量儲存在勢動能轉(zhuǎn)換(蓄能)子裝置的加載彈簧中，并通過鎖緊觸發(fā)子裝置e的前鎖定釋放觸發(fā)器鎖定。在需要對目標進行高加速度驅(qū)動時，通過釋放被壓縮的彈簧，將彈簧壓縮存儲的勢能轉(zhuǎn)換為快速撤離子裝置a的動能，以實現(xiàn)目標對象的高加速運動，進而滿足短時高速高加速的運動要求。
文檔編號F03G1/00GK102878030SQ201210310338
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者吳保林, 劉芳芳, 劉衍, 徐德 申請人:中國科學(xué)院自動化研究所