專利名稱：關(guān)節(jié)鉸間歇分流式多次折展鎖解機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多次折展鎖解機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種可進(jìn)行多次折展鎖解，用于航
天器次結(jié)構(gòu)如折疊式天線、太陽翼等關(guān)節(jié)鉸間的聯(lián)接機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
多次折展鎖解機(jī)構(gòu)是天線、太陽翼等航天器次結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)間機(jī)構(gòu)的重要組成部分， 目前國內(nèi)絕大多數(shù)航天器次結(jié)構(gòu)均屬于一次性空間展開鎖定，不具有重復(fù)折疊、展開功能。 即航天器次結(jié)構(gòu)以折疊壓縮狀送入太空，入軌后一次性展開成所需的構(gòu)型。當(dāng)航天器變軌 運行時，展開狀態(tài)的次結(jié)構(gòu)易發(fā)生變形和姿態(tài)擾動。本發(fā)明是為了解決航天器次結(jié)構(gòu)的多 次展開_鎖定_解鎖_折疊以及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)動力分散等問題，使航天器大型折疊式次結(jié)構(gòu) 在太空任意軌道均可根據(jù)需要進(jìn)行多次高可靠的折展與鎖解，以保證航天器的飛行安全， 提高航天器的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種關(guān)節(jié)鉸間歇分流式多次折展鎖 解機(jī)構(gòu)。本發(fā)明可減少關(guān)節(jié)鉸間的占用空間，減小因機(jī)械結(jié)構(gòu)的過度集中而引起的系統(tǒng)誤 差放大，增大單路傳遞的動力，適用于天線、太陽翼等航天器次結(jié)構(gòu)的重復(fù)折展鎖解。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下 —種關(guān)節(jié)鉸間歇分流式可重復(fù)折展鎖解機(jī)構(gòu)，其特征在于，它包括關(guān)節(jié)主軸、第 一不完全內(nèi)齒輪、關(guān)節(jié)右鉸、支撐套、鎖解螺母、壓簧、鎖解器、蝸桿、蝸輪、第二不完全內(nèi)齒 輪、從動帶輪、同步帶、大齒輪、第二不完全外齒輪、軸端支承、小齒輪、限位支承、鎖解螺桿、 關(guān)節(jié)左鉸、第一不完全外齒輪。 進(jìn)一步地，所述從動輪、第一不完全外齒輪和第二不完全外齒輪固定于關(guān)節(jié)主軸 上。第一不完全內(nèi)齒輪固定于關(guān)節(jié)右鉸上，并與第一不完全外齒輪同軸配合構(gòu)成第一不完 全齒輪副。支撐套與關(guān)節(jié)左鉸固連，并同軸裝配于關(guān)節(jié)主軸上，與關(guān)節(jié)主軸構(gòu)成旋轉(zhuǎn)副。蝸 桿的上端與支撐套相連并構(gòu)成旋轉(zhuǎn)副。在蝸桿下端與蝸桿同體的第二不完全內(nèi)齒輪與第二 不完全外齒輪構(gòu)成第二不完全齒輪副。與蝸桿垂直配對的蝸輪的軸裝配于與支撐套同體的 軸端支承上，并在蝸輪的左軸端同軸裝配了大齒輪。鎖解螺桿通過限位支承固連于關(guān)節(jié)左 鉸上，并使其只轉(zhuǎn)動不移動。在鎖解螺桿的中端，同軸裝配有小齒輪，與大齒輪構(gòu)成直齒輪 副。鎖解器、壓簧固定于關(guān)節(jié)右鉸上，壓簧、鎖解螺母被限位于鎖解器內(nèi)，使其在鎖解器內(nèi)只 滑動而不轉(zhuǎn)動。當(dāng)鎖解螺桿與鎖解器接觸，并在壓簧的作用下，鎖解螺桿與鎖解螺母通過螺 紋副聯(lián)接。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果 1、間歇分流式設(shè)計充分利用了航天器次結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)鉸間的有限空間；
2、驅(qū)動動力分流路線短，提高了機(jī)械效率和可靠度； 3、采用蝸輪蝸桿鎖解傳動機(jī)構(gòu)，其反向自鎖功能提高了鎖解機(jī)構(gòu)的冗余可靠度；
4、應(yīng)用范圍廣，本發(fā)明除可用作航天器折疊式次結(jié)構(gòu)多級關(guān)節(jié)鉸以外，還可應(yīng)用 到其他空間可展開機(jī)構(gòu)和地面機(jī)構(gòu)上。
圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡圖； 圖中1、關(guān)節(jié)主軸，2、第一不完全內(nèi)齒輪，3、關(guān)節(jié)右鉸，4、支撐套，5、鎖解螺母，6、 壓簧，7、鎖解器，8、蝸桿，9、蝸輪，10、第二不完全內(nèi)齒輪，11、從動帶輪，12、同步帶，13、大齒 輪，14、第二不完全外齒輪，15、軸端支承，16、小齒輪，17、限位支承，18、鎖解螺桿，19、關(guān)節(jié) 左鉸，20、第一不完全外齒輪。
具體實施例方式
為了減少關(guān)節(jié)鉸間的占用空間，減小因機(jī)械結(jié)構(gòu)的過度集中而引起的系統(tǒng)誤差放 大，增大單路傳遞的動力，本發(fā)明采用間歇分流式可重復(fù)折展鎖解機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)適用于多級 航天器次結(jié)構(gòu)的折展與鎖解。動力源通過同步帶的傳動帶動從動帶輪的轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動折 展不完全齒輪副動作，實現(xiàn)動力的第一路分流，該路分流的運動特征為關(guān)節(jié)主軸轉(zhuǎn)動，第 一不完全外齒輪固定于關(guān)節(jié)主軸且隨之轉(zhuǎn)動，第一不完全內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動，三者同軸，完成關(guān)節(jié) 鉸的折展。之后，折展不完全齒輪副處于間歇狀態(tài)，關(guān)節(jié)主軸驅(qū)動鎖解不完全齒輪副動作， 實現(xiàn)動力的第二路分流，該路分流的運動特征為關(guān)節(jié)主軸轉(zhuǎn)動，第二不完全外齒輪固定于 關(guān)節(jié)主軸且轉(zhuǎn)動，第二不完全內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動蝸輪蝸桿動作并將動力沿左90。方向傳遞，
鎖解螺桿轉(zhuǎn)動，鎖解螺母移動，壓簧提供預(yù)應(yīng)力，實現(xiàn)關(guān)節(jié)鉸的可靠鎖解。 本發(fā)明的工作原理是關(guān)節(jié)鉸間歇分流式多次折展鎖解機(jī)構(gòu)由動力源、關(guān)節(jié)鉸基 板、折展機(jī)構(gòu)和鎖解機(jī)構(gòu)組成。通過關(guān)節(jié)主軸上的兩對不完全齒輪副間歇式工作實現(xiàn)動力 的分流和功能的分解，其中的折展功能通過折展不完全齒輪副來完成，而鎖解功能則通過 鎖解不完全齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、齒輪傳動及螺旋傳動完成。鎖解器內(nèi)的壓簧確保鎖解 的安全、可靠。 下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。
如圖1所示，本發(fā)明的關(guān)節(jié)鉸間歇分流式可重復(fù)折展鎖解機(jī)構(gòu)，包括關(guān)節(jié)主軸1、 第一不完全內(nèi)齒輪2、關(guān)節(jié)右鉸3、支撐套4、鎖解螺母5、壓簧6、鎖解器7、蝸桿8、蝸輪9、 第二不完全內(nèi)齒輪10、從動帶輪11、同步帶12、大齒輪13、第二不完全外齒輪14、軸端支承 15、小齒輪16、限位支承17、鎖解螺桿18、關(guān)節(jié)左鉸19、第一不完全外齒輪20。
從動輪11、第一不完全外齒輪20和第二不完全外齒輪14固定于關(guān)節(jié)主軸1上。 第一不完全內(nèi)齒輪2固定于關(guān)節(jié)右鉸3上，并與第一不完全外齒輪20同軸配合構(gòu)成第一不 完全齒輪副。支撐套4與關(guān)節(jié)左鉸19固連，并同軸裝配于關(guān)節(jié)主軸1上，與關(guān)節(jié)主軸1構(gòu) 成旋轉(zhuǎn)副。蝸桿8的上端與支撐套4相連并構(gòu)成旋轉(zhuǎn)副，在蝸桿8下端與蝸桿8同體的第 二不完全內(nèi)齒輪10與第二不完全外齒輪14構(gòu)成第二不完全齒輪副。同時，與蝸桿8垂直 配對的蝸輪9的軸裝配于與支撐套4同體的軸端支承15上，并在蝸輪9的左軸端同軸裝配 了大齒輪13。鎖解螺桿18通過限位支承17固連于關(guān)節(jié)左鉸19上，并使其只轉(zhuǎn)動不移動。 在鎖解螺桿18的中端，同軸裝配有小齒輪16，與大齒輪13構(gòu)成直齒輪副。鎖解器7、壓簧 6固定于關(guān)節(jié)右鉸3上，壓簧6、鎖解螺母5被限位于鎖解器7內(nèi)，使其在鎖解器7內(nèi)只滑動而不轉(zhuǎn)動。當(dāng)鎖解螺桿18與鎖解器7接觸，并在壓簧6的作用下，鎖解螺桿18與鎖解螺母 5通過螺紋副聯(lián)接。 其中，從動帶輪11和同步帶12配合，為關(guān)節(jié)鉸機(jī)構(gòu)提供的動力；關(guān)節(jié)右鉸3上的 第一不完全內(nèi)齒輪2與關(guān)節(jié)主軸1上端的第一不完全外齒輪20構(gòu)成折展不完全齒輪副；關(guān) 節(jié)主軸1下端的不完全外齒輪14與蝸桿同軸的不完全內(nèi)齒輪10構(gòu)成鎖解不完全齒輪副。 該折展不完全齒輪副與關(guān)節(jié)主軸1 第一路動力分流機(jī)構(gòu)包括關(guān)節(jié)主軸1、折展不完全齒輪副2、20 ;第二路動力分流 機(jī)構(gòu)包括關(guān)節(jié)主軸l，鎖解不完全齒輪副10、14(傳動鎖解動力)，蝸輪蝸桿齒輪副8、9(實 現(xiàn)動力方向的90°改變)，直齒輪副13、 16，螺旋副5、 18 (執(zhí)行鎖解功能)，壓簧6 (提供預(yù) 應(yīng)力，提高鎖解冗余可靠度)組成。所述的關(guān)節(jié)鉸間歇分流式多次折展鎖解機(jī)構(gòu)包括動力 源、折展機(jī)構(gòu)、鎖解機(jī)構(gòu)、關(guān)節(jié)右鉸3和關(guān)節(jié)左鉸19，所述機(jī)構(gòu)主要通過間歇式兩路分流傳 動來完成關(guān)節(jié)鉸的折展與鎖解。動力源通過同步帶12的傳動帶動從動帶輪11轉(zhuǎn)動，從而 使關(guān)節(jié)主軸1同步轉(zhuǎn)動，驅(qū)動折展不完全齒輪副，實現(xiàn)關(guān)節(jié)鉸的展開，完成動力的第一路分 流。關(guān)節(jié)鉸展開后，折展齒輪副處于間歇狀態(tài)，鎖解不完全齒輪副工作，將動力傳遞給蝸桿 8，經(jīng)蝸輪9、直齒輪副(大齒輪13、小齒輪16)將動力傳遞給鎖解螺桿18，轉(zhuǎn)動副17限位支 撐，使鎖解螺桿18只旋轉(zhuǎn)不移動；在關(guān)節(jié)鉸展開到位后，鎖解螺桿18旋轉(zhuǎn)，鎖解螺母5與鎖 解螺桿18構(gòu)成螺旋副，在壓簧6的輔助作用下，鎖解螺母5左移，鎖解螺桿18與鎖解螺母 5擰緊而實現(xiàn)鎖定，完成動力的第二路分流。反之，則實現(xiàn)解鎖折疊過程的間歇分流功能。
權(quán)利要求
一種關(guān)節(jié)鉸間歇分流式可重復(fù)折展鎖解機(jī)構(gòu)，其特征在于，它包括關(guān)節(jié)主軸(1)、第一不完全內(nèi)齒輪(2)、關(guān)節(jié)右鉸(3)、支撐套(4)、鎖解螺母(5)、壓簧(6)、鎖解器(7)、蝸桿(8)、蝸輪(9)、第二不完全內(nèi)齒輪(10)、從動帶輪(11)、同步帶(12)、大齒輪(13)、第二不完全外齒輪(14)、軸端支承(15)、小齒輪(16)、限位支承(17)、鎖解螺桿(18)、關(guān)節(jié)左鉸(19)、第一不完全外齒輪(20)。
1. 根據(jù)權(quán)利要求1所述關(guān)節(jié)鉸間歇分流式可重復(fù)折展鎖解機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述從 動輪(11)、第一不完全外齒輪(20)和第二不完全外齒輪(14)固定于關(guān)節(jié)主軸(1)上。第 一不完全內(nèi)齒輪(2)固定于關(guān)節(jié)右鉸(3)上，并與第一不完全外齒輪(20)同軸配合構(gòu)成第 一不完全齒輪副。支撐套(4)與關(guān)節(jié)左鉸(19)固連，并同軸裝配于關(guān)節(jié)主軸(1)上，與關(guān)節(jié) 主軸(1)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)副。蝸桿(8)的上端與支撐套(4)相連并構(gòu)成旋轉(zhuǎn)副。在蝸桿(8)下端 與蝸桿(8)同體的第二不完全內(nèi)齒輪(10)與第二不完全外齒輪(14)構(gòu)成第二不完全齒輪 副。與蝸桿(8)垂直配對的蝸輪(9)的軸裝配于與支撐套(4)同體的軸端支承(15)上，并 在蝸輪(9)的左軸端同軸裝配了大齒輪(13)。鎖解螺桿(18)通過限位支承(17)固連于關(guān) 節(jié)左鉸(19)上，并使其只轉(zhuǎn)動不移動。在鎖解螺桿(18)的中端，同軸裝配有小齒輪(16)， 與大齒輪(13)構(gòu)成直齒輪副。鎖解器(7)、壓簧(6)固定于關(guān)節(jié)右鉸(3)上，壓簧(6)、鎖解 螺母(5)被限位于鎖解器(7)內(nèi)，使其在鎖解器(7)內(nèi)只滑動而不轉(zhuǎn)動。當(dāng)鎖解螺桿(18) 與鎖解器(7)接觸，并在壓簧(6)的作用下，鎖解螺桿(18)與鎖解螺母(5)通過螺紋副聯(lián) 接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種關(guān)節(jié)鉸間歇分流式可重復(fù)折展鎖解機(jī)構(gòu)，采用兩對不完全齒輪副實現(xiàn)折展鎖解的間歇分流，將動力源輸入關(guān)節(jié)主軸的動力通過兩對不完全齒輪副間歇式分流到各功能機(jī)構(gòu)上；本發(fā)明有效利用了關(guān)節(jié)鉸間的空間、結(jié)構(gòu)緊湊、動力集中，間歇分流式的設(shè)計避免了機(jī)械結(jié)構(gòu)的集中化，易于實現(xiàn)高精度、高可靠性、大負(fù)載的運動，可應(yīng)用到空間可多次折展的機(jī)構(gòu)及地面多次展開機(jī)構(gòu)上。
文檔編號B64G1/22GK101716998SQ20091015484
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者武秋紅, 潘駿, 胡明, 陳文華, 陳昌足 申請人:浙江理工大學(xué)