CN101074722A - 扭转弹簧驱动铰链的减速机构 - Google Patents

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本发明提供的是一种扭转弹簧驱动铰链的减速机构。它包括调节凸轮和摩擦力调节器两部分，调节凸轮固定在扭转弹簧驱动铰链的旋转轴上，摩擦力调节器的组成包括固定在扭转弹簧驱动铰链的动杆上的外筒，安装在外筒中的压缩弹簧，位于压缩弹簧上下两端的压盖与摩擦橡胶块，铰接在外筒上的调节摆杆，调节凸轮上开有曲线槽，调节摆杆的一端压在压盖上、另一端深入到曲线槽中。本发明通过其结构实现铰链间摩擦力随扭转弹簧扭角的改变而变化，从而使扭转弹簧驱动下铰链的两构件间相对转动速度减小，达到运动平稳。

Description

扭转弹簧驱动铰链的减速机构
(一)技术领域
本发明涉及的是一种减速装置，具体地说是一种扭转弹簧驱动装置的减速机构。
(二)背景技术
目前，利用弹簧蓄能释放来驱动机构的方式由于其结构简单，实现容易而被普遍被采用。
而这种驱动方式在弹簧蓄能释放初期驱动力大，导致加速度大，而随着弹簧变形的减小，驱动力也在下降，加速度随之也下降。这样就导致运动不平稳，会产生附加振动，这对于运动精度有要求的工作场合就不适用了。
扭转弹簧驱动铰链的组成一般包括旋转轴，安装在旋转轴上的定杆、动杆和位于定杆和动杆之间的扭转弹簧。浙江大学研制了一种扭簧驱动构架式空间展开天线，此天线主要由杆和铰链构成，铰链处放置扭转弹簧。此天线在卫星发射时是折叠起来的，外部加约束使其不能展开。当卫星发送到天空中，天线外面的约束去掉，天线各铰链在弹簧的驱动下发生相对转动，天线展开。由于天线是有很高的精度要求的，如果在展开过程中各杆件转速变化过大，就会导致天线整体发生振动，对天线精度产生影响。但弹簧的驱动力又不能人为控制，因此这一问题一直没有解决。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种能使铰链两个构件间相对转动加速度降低、运动平稳性提高的扭转弹簧驱动铰链的减速机构。
本发明的目的是这样实现的：它包括调节凸轮和摩擦力调节器两部分，调节凸轮固定在扭转弹簧驱动铰链的旋转轴上，摩擦力调节器的组成包括固定在扭转弹簧驱动铰链的动杆上的外筒，安装在外筒中的压缩弹簧，位于压缩弹簧上下两端的压盖与摩擦橡胶块，铰接在外筒上的调节摆杆，调节凸轮上开有曲线槽，调节摆杆的一端压在压盖上、另一端深入到曲线槽中。
本发明还可以包括：
1、调节凸轮上的曲线槽是弧形槽，弧形槽的顶点靠近旋转轴轴线。
2、压盖和摩擦橡胶块与外筒有间隙，压盖和摩擦橡胶块可以沿着外筒内壁进行滑动。
在初始位置，扭转弹簧具有一定的扭角，因此当动杆或定杆取消约束时，动杆和定杆件会发生相对转动。这时在调节凸轮限制摆杆位置的作用下产生对旋转轴很大的压力，从而使得摩擦橡胶块对旋转轴产生大的摩擦力，从而削弱了弹簧的驱动力，减小运动起始阶段的运动加速度，减小了冲击，增加了运动平稳性。随着扭转弹簧的扭角减小，调节凸轮不同位置的限位导致摆杆的摆角发生变化，促使压盖向上运动，压缩弹簧受到的压力减小。这样摩擦力调节器与旋转轴间压力减小，旋转时的摩擦力减小。所以，扭转弹簧的扭角减小，弹簧驱动力降低，摩擦力调节器产生的摩擦力也变小。这样就保证了既减小了弹簧的驱动力，又使得摩擦力与驱动力发生同趋势的变化，令铰链中两个构件运动到位。
本发明通过其结构实现铰链间摩擦力随扭转弹簧扭角的改变而变化，从而使扭转弹簧驱动下铰链的两构件间相对转动速度减小，达到运动平稳。
(四)附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是摩擦力调节器的结构示意图；
图3是调节凸轮的结构示意图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1，在由旋转轴3，安装在旋转轴上的定杆6、动杆4和位于定杆和动杆之间的扭转弹簧5组成的扭转弹簧驱动铰链上设置有由摩擦力调节器1和调节凸轮2组成的扭转弹簧驱动铰链的减速机构。
同时结合图2，摩擦力调节器1的组成包括调节摆杆11、压盖12、压缩弹簧14、外筒13和摩擦橡胶块15。
其中，摩擦力调节器1与动杆4通过螺钉固定，摩擦力调节器1的摩擦橡胶块15与旋转轴3紧贴；调节凸轮2固定于旋转轴3上，摩擦力调节器1的调节摆杆11插入调节凸轮2的槽中。
在摩擦力调节器1中，调节摆杆11与外筒13相铰接；压盖12、压缩弹簧14和摩擦橡胶块15都置于外筒13中；压盖12和摩擦橡胶块15与外筒13有间隙，压盖12和摩擦橡胶块15可以沿着外筒13内壁进行滑动；压缩弹簧14夹在压盖12和摩擦橡胶块15之间；外筒13侧壁开有螺孔，通过螺栓与动杆4相连。
同时结合图3，调节凸轮2开有曲线槽，此槽的形状可以保证随着扭转弹簧的扭角减小，摆杆靠近旋转轴轴线。
由于在初始位置，扭转弹簧5具有一定的扭角，因此当动杆4或定杆6取消约束时，动杆4和定杆6间会发生相对转动。这时摩擦力调节器1在调节凸轮2限制摆杆11位置的作用下产生对旋转轴3很大的压力，从而使得摩擦橡胶块15对旋转轴3产生大的摩擦力，从而削弱了弹簧14的驱动力，减小运动起始阶段的运动加速度，减小了冲击，增加了运动平稳性。随着扭转弹簧5的扭角减小，调节凸轮2不同位置的限位导致摆杆11的摆角发生变化，促使压盖12向上运动，压缩弹簧14受到的压力减小。这样摩擦力调节器1与旋转轴3间压力减小，旋转时的摩擦力减小。所以，扭转弹簧5的扭角减小，弹簧驱动力降低，摩擦力调节器1产生的摩擦力也变小。这样就保证了既减小了弹簧的驱动力，又使得摩擦力与驱动力发生同趋势的变化，令铰链中两个构件运动到位。

Claims (3)

1、一种扭转弹簧驱动铰链的减速机构，其特征是：它包括调节凸轮和摩擦力调节器两部分，调节凸轮固定在扭转弹簧驱动铰链的旋转轴上，摩擦力调节器的组成包括固定在扭转弹簧驱动铰链的动杆上的外筒，安装在外筒中的压缩弹簧，位于压缩弹簧上下两端的压盖与摩擦橡胶块，铰接在外筒上的调节摆杆，调节凸轮上开有曲线槽，调节摆杆的一端压在压盖上、另一端深入到曲线槽中。
2、根据权利要求1所述的扭转弹簧驱动铰链的减速机构，其特征是：调节凸轮上的曲线槽是弧形槽，弧形槽的顶点靠近旋转轴轴线。
3、根据权利要求1或2所述的扭转弹簧驱动铰链的减速机构，其特征是：压盖和摩擦橡胶块与外筒有间隙，压盖和摩擦橡胶块可以沿着外筒内壁进行滑动。
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