CN103682548B - 一体式有源展开装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式有源展开装置，包括电机、电机端盖、杯式谐波减速器组件、高速轴、低速轴、小锥齿轮、中间轴、大锥齿轮、输出轴、大圆柱齿轮、小圆柱齿轮和齿轮箱；电机端盖分别连接电机和齿轮箱；杯式谐波减速器组件与齿轮箱连接；高速轴径向与杯式谐波减速器组件连接，高速轴轴向一端与电机连接；低速轴分别连接杯式谐波减速器组件和小锥齿轮；中间轴固定在齿轮箱上并与大锥齿轮和小圆柱齿轮连接；输出轴固定在齿轮箱上并与大圆柱齿轮连接；小锥齿轮与大锥齿轮、和大、小圆柱齿轮均形成齿轮副联接。该装置结构紧凑轻质，且齿轮箱一体设计，有效保证整机集成的安装精度，并具有较大传动力和承载能力，从而满足大惯量、高负载天线的展开。

Description

一体式有源展开装置

技术领域

本发明涉及航天器天线技术领域，尤其涉及一种应用于航天器大惯量、高负载天线展开的一体式有源展开装置。

背景技术

航天器平面天线具有重量大、面积大、尺寸大的特点，作为其展开动力源的天线有源展开装置需要提供更大的输出能力。为满足小型化和轻量化的应用需求，谐波减速器在空间有源展开机构领域获得较多的应用，而且有源展开装置内部谐波减速器的装配质量是保证有源展开装置固体润滑谐波传动减速器的运转寿命、可靠性和实现预期技术指标的关键、重要因素之一。国内以往的型号有利用有源展开装置完成大面积太阳电池阵或天线的展开，这些展开装置无论从设计技术的成熟度，还是型号的应用情况都是良好的。对于空间大惯量、高负载的电池阵和天线，其不足之处主要表现在：

（1）机构系统集成复杂、重量较重，不能满足空间机构轻质高效的长远发展要求；

（2）为保证谐波减速器高可靠、高稳定、长寿命运行，谐波减速器安装精度要求较高，对实际安装操作要求较高；

（3）展开承载能力低，不能满足天线、太阳阵等负载增大后所需的展开力矩；

因此，为了提供一种结构紧凑、轻质高效，齿轮箱一体化设计的一体式有源展开装置，有效保证整机集成时机械接口的安装精度，实现机构的高效、高品质装配。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种有效保证机械接口安装精度高、实现机构高效、高品质装配，且具有较大传动力和承载能力，能满足后续大惯量、高负载天线展开的结构紧凑、轻质高效的一体式有源展开装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种一体式有源展开装置，该装置包括一电机、电机端盖、杯式谐波减速器组件、高速轴、低速轴、小锥齿轮、中间轴、大锥齿轮、输出轴、大圆柱齿轮、小圆柱齿轮和齿轮箱；其中：所述电机端盖一端与所述电机连接，另一端与所述齿轮箱连接；所述杯式谐波减速器组件连接所述齿轮箱；所述高速轴径向与所述杯式谐波减速器组件连接，所述高速轴轴向一端与所述电机连接；所述低速轴一端与所述杯式谐波减速器组件连接，另一端与所述小锥齿轮连接；所述中间轴固定在所述齿轮箱上，且所述中间轴分别与所述大锥齿轮和所述小圆柱齿轮连接；所述输出轴固定在所述齿轮箱上，且所述输出轴与所述大圆柱齿轮连接；所述小锥齿轮和所述大锥齿轮之间为齿轮副联接；所述小圆柱齿轮和所述大圆柱齿轮之间为齿轮副联接。

较佳地，所述电机端盖与所述电机和所述齿轮箱之间通过螺钉连接，所述杯式谐波减速器组件与所述齿轮箱之间通过螺钉连接。

较佳地，所述高速轴径向与所述杯式谐波减速器组件通过键连接，且所述高速轴轴向的一端与所述电机通过键连接。

较佳地，所述低速轴与所述杯式谐波减速器组件通过螺钉连接，且所述低速轴与所述小锥齿轮之间通过键连接。

较佳地，所述中间轴与所述大锥齿轮和所述小圆柱齿轮均通过键连接。

较佳地，所述输出轴与所述大圆柱齿轮通过双键连接。

较佳地，所述输出轴与所述大圆柱齿轮之间为双平键连接，且所述平键为180°对称设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明的一体式有源展开装置将原有谐波减速器壳体与齿轮箱壳体合并为一个零件，且合并后齿轮箱的功能不变，从而简化了整机集成效果，使得整机结构紧凑，有效减轻了整机的重量。

2、本发明提供的一体式有源展开装置，通过壳体的一体化设计，使得谐波减速器齿轮、低速轴、低速轴轴承等零件的安装接口之间的相对精度均可在一个零件中由加工保证，避免了通过谐波减速器壳体转接带来的误差。

3、本发明的一体式有源展开装置，在原有装置的基础上增加了一级圆柱齿轮副传动，从而提高展开装置的带载能力，可满足后续大惯量、高负载天线的使用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一体式有源展开装置的外形图（收拢和展开状态相同）；

图2为本发明实施例提供的一体式有源展开装置的结构剖视图。

符号列表：

01-电机，02-电机端盖，03-杯式谐波减速器组件，04-高速轴，05-低速轴，06-小锥齿轮，07-中间轴，08-大锥齿轮，09-输出轴，10-大圆柱齿轮，11-小圆柱齿轮，12-齿轮箱。

具体实施方式：

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细的描述本发明。然而，本发明可以以不同形式、规格等实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使更多的有关本技术领域的人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚可见，可能放大或缩小了相对尺寸。

先参考图1详细描述根据本发明实施的一体式有源展开装置，如图1所示，本发明提供的一体式有源展开装置，包括电机01、电机端盖02、杯式谐波减速器组件03、高速轴04、低速轴05、小锥齿轮06、中间轴07、大锥齿轮08、输出轴09、大圆柱齿轮10、小圆柱齿轮11和齿轮箱11；该电机端盖02的两端分别与电机01和齿轮箱12连接，该杯式谐波减速器组件03连接齿轮箱12，该高速轴04径向与杯式谐波减速器组件03连接，轴向的一端与电机01连接；该低速轴05的两端分别与杯式谐波减速器组件03和小锥齿轮06连接；该中间轴07固定在齿轮箱12上，并分别与大锥齿轮08和小圆柱齿轮11连接；该输出轴09固定在齿轮箱12上，并与大圆柱齿轮10连接；该小锥齿轮06和大锥齿轮08形成齿轮副联接，该小圆柱齿轮11和大圆柱齿轮10形成齿轮副联接。该一体式有源展开装置结构紧凑、轻质高效，齿轮箱12采用一体化设计，有效保证了整机集成时机械接口的安装精度，实现机构的高效、高品质装配，并具有较大传动比和承载能力。

具体实施过程中，可参考图1至图2，本发明实施的一体式有源展开装置包括一电机01和与该电机01连接的齿轮箱12；其中，该电机01和齿轮箱12通过一电机端盖02连接，该电机端盖02还连接一杯式谐波减速器组件03，该杯式谐波减速器组件03由刚轮、柔轮和波发生器3个组成；一高速轴04径向连接该杯式谐波减速器组件03，且一端与该电机01连接；该低速轴05一端与杯式谐波减速器组件03连接，另一端与小锥齿轮06连接；该齿轮箱12上分别设置有一中间轴07和一输出轴09，该中间轴07固定在该齿轮箱12上并分别与一大锥齿轮08和一小圆柱齿轮11连接，该输出轴09固定在该齿轮箱12上并与一大圆柱齿轮10连接。

其中，该大锥齿轮08和小锥齿轮06形成齿轮副联接，该大圆柱齿轮10和小圆柱齿轮11形成齿轮副连接。从而使该一体式有源展开装置，结构紧凑、有效保证了整机集成时机械接口的安装精度。

而且，在具体实施过程中，该电机端盖02的两端分别与电机01和齿轮箱12通过螺钉固定连接，该杯式谐波减速器组件03通过螺钉与齿轮箱12固定连接；该高速轴04径向与该杯式谐波减速器组件03通过键连接，轴向的一端与电机01通过键连接。该低速轴05的一端与杯式谐波减速器组件03通过螺钉连接，另一端与小锥齿轮06通过键连接；该中间轴07固定在该齿轮箱12上，并分别通过键与该大锥齿轮08和小圆柱齿轮11连接；该输出轴09固定在该齿轮箱12上，并通过双平键与该大圆柱齿轮10连接，而且，该平键采用180°对称布置。

本发明提供的一体式有源展开装置，能够达到如下较优效果：

1、通过一体式有源展开装置将谐波减速器壳体与齿轮箱壳体合并为一个整体，且合并后并未改变齿轮箱的功能，使该整机结构紧凑、轻质高效，使整机集成效果简化，有效减轻了整机的重量。

2、通过一体式有源展开装置壳体的整体设计，使得谐波减速器齿轮、低速轴、轴承等零件的安装接口之间的相对精度均可在一个零件中由加工保证，避免了通过谐波减速器壳体转接带来的误差，有效保证了整机集成时机械接口的安装精度，实现机构的高效、高品质装配。

3、通过在原有装置的基础上增加了一级圆柱齿轮副传动，从而提高展开装置的带载能力，并使该一体式有源展开装置具有较大的传动力，从而满足后续大惯量、高负载天线的展开。

然而，本发明提供的一体式有源装置并不以上述实施例提出为限，本发明中的杯式谐波减速器组件并不以此为限，还可以通过多个杯式谐波减速器组合从而与电机和电机端盖连接；且该高速轴与低速轴为相对于转速的高低而言，并未对其具体的转速进行限定。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动在内。

Claims (7)

1.一种一体式有源展开装置，其特征在于，包括一电机、电机端盖、杯式谐波减速器组件、高速轴、低速轴、小锥齿轮、中间轴、大锥齿轮、输出轴、大圆柱齿轮、小圆柱齿轮和齿轮箱；其中：

所述电机端盖一端与所述电机连接，另一端与所述齿轮箱连接；

所述杯式谐波减速器组件连接所述齿轮箱；

所述高速轴径向与所述杯式谐波减速器组件连接，所述高速轴轴向一端与所述电机连接；

所述低速轴一端与所述杯式谐波减速器组件连接，另一端与所述小锥齿轮连接；

所述中间轴固定在所述齿轮箱上，且所述中间轴分别与所述大锥齿轮和所述小圆柱齿轮连接；

所述输出轴固定在所述齿轮箱上，且所述输出轴与所述大圆柱齿轮连接；

所述小锥齿轮和所述大锥齿轮之间为齿轮副联接；

所述小圆柱齿轮和所述大圆柱齿轮之间为齿轮副联接。

2.根据权利要求1所述的一体式有源展开装置，其特征在于，所述电机端盖与所述电机和所述齿轮箱之间通过螺钉连接，所述杯式谐波减速器组件与所述齿轮箱之间通过螺钉连接。

3.根据权利要求1所述的一体式有源展开装置，其特征在于，所述高速轴径向与所述杯式谐波减速器组件通过键连接，且所述高速轴轴向的一端与所述电机通过键连接。

4.根据权利要求1所述的一体式有源展开装置，其特征在于，所述低速轴与所述杯式谐波减速器组件通过螺钉连接，且所述低速轴与所述小锥齿轮之间通过键连接。

5.根据权利要求1所述的一体式有源展开装置，其特征在于，所述中间轴与所述大锥齿轮和所述小圆柱齿轮均通过键连接。

6.根据权利要求1所述的一体式有源展开装置，其特征在于，所述输出轴与所述大圆柱齿轮通过双键连接。

7.根据权利要求6所述的一体式有源展开装置，其特征在于，所述输出轴与所述大圆柱齿轮之间为双平键连接，且所述双平键为180°对称设置。