CN104179795B - 基于阻力弹簧的低冲击展开铰链 - Google Patents
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Abstract
基于阻力弹簧的低冲击展开铰链，它涉及一种低冲击展开铰链。本发明为解决涡卷弹簧驱动的太阳翼展开铰链展开末端会产生很大的展开角速度，造成展开铰链锁定冲击的问题。外环套装在铰链中心轴上且与底环相邻设置，底环与外环的相对的内孔上设置有凸起，外环与底环相对面上设有螺旋槽，底环上的凸起与外环上的螺旋槽相互滑动配合，外环的另一端面上设置有两个凸块，脱离套筒套装铰链中心轴上，脱离套筒的一端设有两个与所述两个凸块配合的凹槽，内环套装在铰链中心轴上且位于外环内，阻力弹簧安装在脱离套筒的另一端上，阻力弹簧的内圈固定在脱离套筒的另一端上，阻力弹簧的外端与螺柱的另一端的弹簧固定轴套连接。本发明用于空间可展开机构上。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于阻力弹簧的展开铰链，具体涉及一种基于阻力弹簧的低冲击展开铰链。
背景技术
展开铰链由于同时具备铰链、展开、锁定功能，被广泛应用于空间可展开机构，这些机构普遍有尺寸大、重量轻、一旦被激振很难衰减的特点，因此展开铰链要求展开过程中尽量避免冲击，防止构件发生共振导致损坏或者影响工作状态。
目前由涡卷弹簧驱动的太阳翼展开铰链展开末端会产生很大的展开角速度，造成展开铰链锁定冲击。
发明内容
本发明为解决目前由涡卷弹簧驱动的太阳翼展开铰链展开末端会产生很大的展开角速度，造成展开铰链锁定冲击的问题，进而提供了一种基于阻力弹簧的低冲击展开铰链。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
本发明的基于阻力弹簧的低冲击展开铰链包括脱离套筒、内环、阻力弹簧、外环、底环、定位套筒、公铰、涡卷弹簧、弹簧固定轴套、母铰、外接杆垫筒、螺柱、铰链中心轴、两个弹簧卡环和两个弹簧固定轴套；公铰上设有两个支撑座，铰链中心轴固定安装在公铰的两个支撑座上，母铰的上部安装在铰链中心轴上且母铰的上部位于公铰的两个支撑座之间，螺柱穿装在母铰的上部，螺柱与铰链中心轴平行设置，两个弹簧固定轴套通过两个弹簧卡环套装在螺柱的两端上，外接杆垫筒固套在螺柱的中部，涡卷弹簧安装在铰链中心轴的一端上，涡卷弹簧的内圈固定在铰链中心轴上，涡卷弹簧的外端与螺柱一端的弹簧固定轴套连接；
定位套筒固定套装在铰链中心轴上，定位套筒的一端与远离涡卷弹簧的支撑座的外侧壁相接触，底环套装在定位套筒的上且与远离涡卷弹簧的支撑座的外侧壁相接触，底环设有一体制成的臂杆，臂杆的自由端套装在外接杆垫筒上，外环套装在铰链中心轴上且与底环相邻设置，底环与外环的相对的内孔上设置有凸起，外环与底环相对面上设有螺旋槽，底环上的凸起与外环上的螺旋槽相互滑动配合，外环的另一端面上设置有两个凸块，脱离套筒套装铰链中心轴上，脱离套筒的一端设有两个与所述两个凸块配合的凹槽，内环套装在铰链中心轴上且位于外环内，阻力弹簧安装在脱离套筒的另一端上，阻力弹簧的内圈固定在脱离套筒的另一端上，阻力弹簧的外端与螺柱的另一端的弹簧固定轴套连接。
本发明的有益效果是：
本发明的基于阻力弹簧的低冲击展开铰链设置了与涡卷弹簧反向的阻力弹簧，提供一个不断增加的阻尼力矩，阻力弹簧将弹性势能储存，阻力弹簧可以将储存的能量在铰链转动到某一位置时自由释放，在储存能量的过程中，储存能量的弹簧提供阻力矩，从而大大降低了铰链展开末端的角速度，进而降低了铰链的锁定冲击力；
本发明的基于阻力弹簧的低冲击展开铰链不影响原有铰链展开结果和锁定。
附图说明
图1是本发明的基于阻力弹簧的低冲击展开铰链的主视剖视图，图2是本发明的基于阻力弹簧的低冲击展开铰链的轴侧图，图3是本发明的基于阻力弹簧的低冲击展开铰链的安装分解视图。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1～3所示，本实施方式的基于阻力弹簧的低冲击展开铰链包括脱离套筒1、内环2、阻力弹簧3、外环4、底环5、定位套筒6、公铰8、涡卷弹簧9、弹簧固定轴套11、母铰12、外接杆垫筒13、螺柱14、铰链中心轴15、两个弹簧卡环10和两个弹簧固定轴套11；公铰8上设有两个支撑座，铰链中心轴15固定安装在公铰8的两个支撑座上，母铰12的上部安装在铰链中心轴15上且母铰12的上部位于公铰8的两个支撑座之间，螺柱14穿装在母铰12的上部，螺柱14与铰链中心轴15平行设置，两个弹簧固定轴套11通过两个弹簧卡环10套装在螺柱14的两端上，外接杆垫筒13固套在螺柱14的中部，涡卷弹簧9安装在铰链中心轴15的一端上，涡卷弹簧9的内圈固定在铰链中心轴15上，涡卷弹簧9的外端与螺柱14一端的弹簧固定轴套11连接；
定位套筒6固定套装在铰链中心轴15上，定位套筒6的一端与远离涡卷弹簧9的支撑座的外侧壁相接触，底环5套装在定位套筒6的上且与远离涡卷弹簧9的支撑座的外侧壁相接触，底环5设有一体制成的臂杆，臂杆的自由端套装在外接杆垫筒13上，外环4套装在铰链中心轴15上且与底环5相邻设置，底环5与外环4的相对的内孔上设置有凸起，外环4与底环5相对面上设有螺旋槽，底环5上的凸起与外环4上的螺旋槽相互滑动配合，外环4的另一端面上设置有两个凸块，脱离套筒1套装铰链中心轴15上，脱离套筒1的一端设有两个与所述两个凸块配合的凹槽，内环2套装在铰链中心轴15上且位于外环4内，阻力弹簧3安装在脱离套筒1的另一端上，阻力弹簧3的内圈固定在脱离套筒1的另一端上，阻力弹簧3的外端与螺柱14的另一端的弹簧固定轴套11连接。
母铰12可以绕着铰链中心轴15的轴线转动，铰链中心轴15通过方孔被固定在公铰8上，螺柱14起到一个转接作用，即螺柱14把驱动涡卷弹簧9的驱动力矩转化为储能机构的输入，弹簧固定轴套11可以绕螺柱14自由转动，弹簧固定轴套11的两端采用弹簧卡环10以防止轴向串动，当驱动涡卷弹簧9带动母铰12转动时，与母铰12相连的螺柱14也会随之转动；
在公铰8的另一侧，铰链中心轴15和定位套筒6通过平键相连，底环5套在定位套筒6的底部，当驱动涡卷弹簧9带动母铰12和螺柱14转动时，同样带动底环5转动，外环4只能沿着定位套筒6平动，外环4与底环5相对面上设有螺旋槽，底环5上的凸起与外环4上的螺旋槽相互滑动配合，在底环5转动时，底环5上的凸起沿着螺旋槽旋进，使得外环4沿着定位套筒6轴线方向平动；
阻力弹簧3的内圈固定在脱离套筒1的另一端上，脱离套筒1的一端设有两个与所述两个凸块配合的凹槽，用来与外环4的两个凸块连接配合。
在初始状态下，所述两个凸块配合的凹槽与两个凸块卡接，母铰12转动带动阻力弹簧3转动，阻力弹簧3在转动过程中，外环4的平动使得外环4逐渐摆脱脱离套筒1卡槽的约束，在外环4的两个凸块没有完全脱离凹槽时，驱动涡卷弹簧9的一部分能量就储存在了阻力弹簧3内，直到脱离套筒1与外环4完全分离，阻力弹簧3的内端约束被解除，之前储存的能量被自由释放出来，脱离套筒1与外环4完全分离以后，驱动涡卷弹簧9驱动母铰12继续转动，直到旋转到指定位置。
具体实施方式二：如图2和图3所示，本实施方式所述阻力弹簧3为涡卷弹簧。如此设计，由于驱动源是涡卷弹簧9，当阻力弹簧3设计为涡卷弹簧时，驱动源的力矩可以直接作用在阻力弹簧3上，不再需要其它机构转换力矩，便于直接储存能量。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：如图3所示，本实施方式外环4上两个凸块沿圆周方向均布设置，脱离套筒1上的两个凹槽沿圆周方向均布设置。如此设计，外环4上两个凸块在脱离套筒1的两个凹槽内同时滑动，使得脱离套筒1对称受力，避免脱离套筒1在轴线方向上因为压力过大摩擦自锁。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式所述脱离套筒1的另一端的横截面为矩形。
如此设计，是为了固定阻力弹簧3的内端，防止阻力弹簧3的内端转动。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：本实施方式所述展开铰链还包括铰链轴套7，铰链轴套7套装在铰链中心轴15上且位于公铰8的两个支撑座之间。如此设计，可以调节公铰8和母铰12的轴向相对位置。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。
工作过程：
在初始状态下，所述两个凸块配合的凹槽与两个凸块卡接，在涡卷弹簧9力矩作用下，母铰12转动带动阻力弹簧3和底环转动，阻力弹簧3在转动过程中，由于涡卷弹簧的阻力矩随着转动的角度增大而增大，提供了一个不断增大的阻力矩，储存的能量不断增加；底环5内壁的突起会随着底环5的转动在外环4的螺旋槽内滑动，使外环4螺旋运动，即沿着轴线方向转动和平动，外环4的平动使外环4逐渐摆脱脱离套筒1卡槽的约束，直到脱离套筒1与外环4完全分离，阻力弹簧3的内端约束被解除，之前储存的能量被自由释放出来，脱离套筒1与外环4完全分离以后，驱动涡卷弹簧9驱动母铰12继续转动，直到旋转到指定位置。
Claims (5)
1.一种基于阻力弹簧的低冲击展开铰链，其特征在于：所述展开铰链包括脱离套筒(1)、内环(2)、阻力弹簧(3)、外环(4)、底环(5)、定位套筒(6)、公铰(8)、涡卷弹簧(9)、弹簧固定轴套(11)、母铰(12)、外接杆垫筒(13)、螺柱(14)、铰链中心轴(15)、两个弹簧卡环(10)和两个弹簧固定轴套(11)；公铰(8)上设有两个支撑座，铰链中心轴(15)固定安装在公铰(8)的两个支撑座上，母铰(12)的上部安装在铰链中心轴(15)上且母铰(12)的上部位于公铰(8)的两个支撑座之间，螺柱(14)穿装在母铰(12)的上部，螺柱(14)与铰链中心轴(15)平行设置，两个弹簧固定轴套(11)通过两个弹簧卡环(10)套装在螺柱(14)的两端上，外接杆垫筒(13)固套在螺柱(14)的中部，涡卷弹簧(9)安装在铰链中心轴(15)的一端上，涡卷弹簧(9)的内圈固定在铰链中心轴(15)上，涡卷弹簧(9)的外端与螺柱(14)一端的弹簧固定轴套(11)连接；
定位套筒(6)固定套装在铰链中心轴(15)上，定位套筒(6)的一端与远离涡卷弹簧(9)的支撑座的外侧壁相接触，底环(5)套装在定位套筒(6)的上且与远离涡卷弹簧(9)的支撑座的外侧壁相接触，底环(5)设有一体制成的臂杆，臂杆的自由端套装在外接杆垫筒(13)上，外环(4)套装在铰链中心轴(15)上且与底环(5)相邻设置，底环(5)与外环(4)的相对的内孔上设置有凸起，外环(4)与底环(5)相对面上设有螺旋槽，底环(5)上的凸起与外环(4)上的螺旋槽相互滑动配合，外环(4)的另一端面上设置有两个凸块，脱离套筒(1)套装铰链中心轴(15)上，脱离套筒(1)的一端设有两个与所述两个凸块配合的凹槽，内环(2)套装在铰链中心轴(15)上且位于外环(4)内，阻力弹簧(3)安装在脱离套筒(1)的另一端上，阻力弹簧(3)的内圈固定在脱离套筒(1)的另一端上，阻力弹簧(3)的外端与螺柱(14)的另一端的弹簧固定轴套(11)连接。
2.根据权利要求1所述的基于阻力弹簧的低冲击展开铰链，其特征在于：所述阻力弹簧(3)为涡卷弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的基于阻力弹簧的低冲击展开铰链，其特征在于：外环(4)上两个凸块沿圆周方向均布设置，脱离套筒(1)上的两个凹槽沿圆周方向均布设置。
4.根据权利要求3所述的基于阻力弹簧的低冲击展开铰链，其特征在于：所述脱离套筒(1)的另一端的横截面为矩形。
5.根据权利要求1、2或4所述的基于阻力弹簧的低冲击展开铰链，其特征在于：所述展开铰链还包括铰链轴套(7)，铰链轴套(7)套装在铰链中心轴(15)上且位于公铰(8)的两个支撑座之间。
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