本發明屬于航天或真空低溫，尤其涉及一種用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置。

背景技術：

1、隨著太空探測任務的復雜性增加，如空間站建設、衛星維修、深空探測、在軌組裝等，對高精度空間機器人的需求極為迫切。上下平臺和伸縮桿之間是通過關節鉸鏈連接的，伸縮桿的伸縮會導致伸縮桿以鉸鏈為中心擺動，擺動的幅度由并聯機器人的結構決定。所以無法將鉸鏈部分和伸縮桿活動部分包覆起來，導致這些部件裸露在空間冷黑環境或地面真空低溫下，漏熱嚴重，控溫難度極大。在此情況下，要保證并聯機器人正常工作和各個關鍵組件的溫度控制，需要采取合理高效的控溫措施。

2、常用的熱控措施主要有：一是在表面包覆多層隔熱組件、制作熱控涂層、通過調整內部和外部交換的熱量來實現溫度控制的目的，二是粘貼加熱片，進行溫度補償，通過控制控溫功率和加熱時間來保證內部總體能量水平。

技術實現思路

1、有鑒于此，為解決現有真空低溫環境下，并聯機器人大行程、大角度快速運動，活動關節多，裸露的位置不固定，無法用多層隔熱組件將其全部包覆，進而導致漏熱嚴重，控溫難度高的技術難題，本發明提供了一種新型結構的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置。

2、為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

3、本發明提供一種用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，并聯機器人的結構包括上平臺、上鉸鏈、伸縮桿、電機、電機支座、下鉸鏈以及下平臺；

4、所述伸縮桿通過所述上鉸鏈的關節與所述上平臺連接，所述伸縮桿與所述電機均固定在所述電機支座上，所述電機支座通過所述下鉸鏈的關節與所述下平臺連接；所述電機包括靠近外部空間一側、遠離外部空間的一側以及兩側面；

5、所述并聯機器人溫控裝置包括上平臺保溫罩、下平臺保溫罩、多層隔熱組件、溫度傳感器、加熱片以及隔熱墊；所述上平臺保溫罩安裝在所述上平臺上，所述下平臺保溫罩安裝在所述下平臺上；通過所述并聯機器人溫控裝置的設置，在所述并聯機器人中形成若干個加熱區，所述溫度傳感器設置在每個所述加熱區。

6、進一步的，所述上平臺保溫罩的外表面、所述下平臺保溫罩的外表面、所述上平臺的外表面、所述下平臺的外表面、所述上平臺的內表面非連接處、所述下平臺的內表面非連接處、所述伸縮桿、所述電機的兩側面以及所述電機支座均包覆設置所述多層隔熱組件。

7、進一步的，所述上平臺保溫罩與所述上平臺之間、所述下平臺保溫罩與所述下平臺之間、所述電機與所述電機支座之間均通過所述隔熱墊進行隔熱安裝；所述隔熱墊的材料為鈦合金、玻璃鋼或聚酰亞胺。

8、進一步的，所述上平臺保溫罩的內表面均勻覆蓋黑漆涂層或黑色陽極氧化涂層，所述上平臺保溫罩的內表面的射率不低于0.8；和/或，所述下平臺保溫罩的內表面均勻覆蓋黑漆涂層或黑色陽極氧化涂層，所述下平臺保溫罩的內表面的射率不低于0.8。

9、進一步的，所述上平臺保溫罩與所述上平臺通過三個上固定點進行機械連接，三個上固定點呈120°等角分布；所述下平臺保溫罩與所述下平臺通過三個下固定點進行機械連接，三個下固定點呈120°等角分布；每個上固定點處設置所述隔熱墊，每個下固定點處設置所述隔熱墊。

10、進一步的，所述上平臺保溫罩的長度向下延伸，所述上平臺保溫罩的長度覆蓋所述上鉸鏈；所述下平臺保溫罩的長度向上延伸，所述下平臺保溫罩的長度覆蓋所述下鉸鏈。

11、進一步的，所述上平臺保溫罩的外表面?、所述下平臺保溫罩的外表面、所述電機靠近外部空間一側、所述電機遠離外部空間的一側、所述伸縮桿靠近外部空間一側、所述伸縮桿遠離外部空間一側均粘貼設置所述加熱片。

12、進一步的，所述加熱片的材料為柔性薄膜加熱片；所述加熱片的排列方式為螺旋形或網格形。

13、進一步的，所述上平臺保溫罩的外表面沿圓周方向粘貼設置一圈所述加熱片，所述上平臺保溫罩的內表面沿圓周方向粘貼設置一圈所述加熱片；所述下平臺保溫罩的外表面沿圓周方向粘貼設置一圈所述加熱片，所述下平臺保溫罩的內表面沿圓周方向粘貼設置一圈所述加熱片。

14、進一步的，所述溫度傳感器為熱敏電阻、熱電偶或鉑電阻。

15、與現有技術相比，本發明創造能夠取得如下有益效果：

16、本發明提供的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，當并聯機器人工作時，可主動熱控工作，保溫罩升溫，對內輻射，內部空間整體溫度水平提高，再通過電機和伸縮桿的主動熱控，保障關節鉸鏈和伸縮桿裸露部分的溫度指標；保溫罩的長度可以隨著并聯機器人上平臺的活動空間來靈活調節；保溫罩安裝方便，維護簡單，表面平整，便于粘貼加熱片，并可根據需求靈活應用于其他類似航天裝置。

17、本發明提供的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，電機表面開設散熱面，防止電機工作時溫度過高，同時電機和電機支座之間采用隔熱安裝，隔絕電機對伸縮桿的影響；在保溫罩內側制作黑漆或黑色陽極氧化等高發射率涂層，增加紅外發射率，提高保溫罩向內部輻射能量效率；保溫罩外表面、伸縮桿桿身、電機外表面包覆多層隔熱組件，降低空間外熱流對并聯機器人溫度的影響及防止機器人關鍵部件向低溫空間散失過多熱量；同時，還合理使用隔熱材料，確保電機和支座之間、上下平臺和保溫罩之間隔熱良好。

技術特征：

1.一種用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，其特征在于：并聯機器人的結構包括上平臺、上鉸鏈、伸縮桿、電機、電機支座、下鉸鏈以及下平臺；

2.根據權利要求1所述的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，其特征在于：所述上平臺保溫罩的外表面、所述下平臺保溫罩的外表面、所述上平臺的外表面、所述下平臺的外表面、所述上平臺的內表面非連接處、所述下平臺的內表面非連接處、所述伸縮桿、所述電機的兩側面以及所述電機支座均包覆設置所述多層隔熱組件。

3.根據權利要求1所述的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，其特征在于：所述上平臺保溫罩與所述上平臺之間、所述下平臺保溫罩與所述下平臺之間、所述電機與所述電機支座之間均通過所述隔熱墊進行隔熱安裝；所述隔熱墊的材料為鈦合金、玻璃鋼或聚酰亞胺。

4.根據權利要求1所述的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，其特征在于：所述上平臺保溫罩的內表面均勻覆蓋黑漆涂層或黑色陽極氧化涂層，所述上平臺保溫罩的內表面的射率不低于0.8；和/或，所述下平臺保溫罩的內表面均勻覆蓋黑漆涂層或黑色陽極氧化涂層，所述下平臺保溫罩的內表面的射率不低于0.8。

5.根據權利要求1所述的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，其特征在于：所述上平臺保溫罩與所述上平臺通過三個上固定點進行機械連接，三個上固定點呈120°等角分布；所述下平臺保溫罩與所述下平臺通過三個下固定點進行機械連接，三個下固定點呈120°等角分布；每個上固定點處設置所述隔熱墊，每個下固定點處設置所述隔熱墊。

6.根據權利要求1所述的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，其特征在于：所述上平臺保溫罩的長度向下延伸，所述上平臺保溫罩的長度覆蓋所述上鉸鏈；所述下平臺保溫罩的長度向上延伸，所述下平臺保溫罩的長度覆蓋所述下鉸鏈。

7.根據權利要求1所述的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，其特征在于：所述上平臺保溫罩的外表面、所述下平臺保溫罩的外表面、所述電機靠近外部空間一側、所述電機遠離外部空間的一側、所述伸縮桿靠近外部空間一側、所述伸縮桿遠離外部空間一側均粘貼設置所述加熱片。

8.根據權利要求1所述的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，其特征在于：所述加熱片的材料為柔性薄膜加熱片；所述加熱片的排列方式為螺旋形或網格形。

9.根據權利要求1所述的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，其特征在于：所述上平臺保溫罩的外表面沿圓周方向粘貼設置一圈所述加熱片，所述上平臺保溫罩的內表面沿圓周方向粘貼設置一圈所述加熱片；所述下平臺保溫罩的外表面沿圓周方向粘貼設置一圈所述加熱片，所述下平臺保溫罩的內表面沿圓周方向粘貼設置一圈所述加熱片。

10.根據權利要求1所述的用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，其特征在于：所述溫度傳感器為熱敏電阻、熱電偶或鉑電阻。

技術總結
本發明涉及航天或真空低溫技術領域，尤其涉及一種用于真空低溫環境下的并聯機器人溫控裝置，包括上平臺保溫罩、下平臺保溫罩、多層隔熱組件、溫度傳感器、加熱片以及隔熱墊；上平臺保溫罩安裝在上平臺上，下平臺保溫罩安裝在下平臺上；通過并聯機器人溫控裝置的設置，在并聯機器人中形成若干個加熱區，溫度傳感器設置在每個加熱區；伸縮桿通過上鉸鏈的關節與上平臺連接，伸縮桿與電機均固定在電機支座上，電機支座通過下鉸鏈的關節與下平臺連接；提供的控溫裝置能夠有效解決真空低溫環境下，并聯機器人大行程、大角度快速運動，活動關節多，裸露的位置不固定，無法用多層隔熱組件將其全部包覆，進而導致漏熱嚴重，控溫難度高的技術難題。

技術研發人員：劉春龍,楊志永,化延堂,張敏,胡日查,韓春楊,申軍立,朱明超,霍琦,李昂
受保護的技術使用者：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28