CN105253327B - 一种集中式变角度展开锁定机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集中式变角度展开锁定机构。现有分立式锁解装置的同步性较差，集中式锁解装置适用性较差。本发明的第一主板和第二主板均通过两根转轴铰接在两个底座上；内筒与外筒的内壁构成滑动副；n根第一推杆的一端均与外筒铰接，另一端分别与一块第一主板铰接；n根第二推杆的一端均与内筒铰接，另一端分别与一块第二主板铰接；外筒与第一电机的输出轴固接；内筒的内端与第二电机的电机座固接，外端与活塞杆固接；压簧置于外筒内，且两端分别与外筒和第二电机固接；弹簧锁定机构置于内筒内；第一主板和第二主板与底座之间均设有限位锁定机构。本发明通过一个动力源实现所有展开锁定机构的展开，且能实现展开机构的变角度展开。
Description
技术领域
本发明属于航空航天领域，涉及空间展开机构，具体涉及一种集中式变角度展开锁定机构。
背景技术
空间展开锁定机构是各类航天器及其它空间机构上的重要组成部分，广泛应用于通讯卫星、中继卫星、电子侦察卫星等。现有的空间展开锁定机构有采用分立式锁解装置，也有采用集中式锁解装置。分立式锁解装置的同步性相对较差，若采用现有集中式锁解装置，则展开角度相同，即同步性好，但同时带来的问题是适用性较差。
发明内容
本发明的目的是针对现有空间展开机构同步性差或展开角度不变的缺陷，提出一种集中式变角度展开锁定机构，即通过一个动力源实现所有展开锁定机构的展开，且可通过活塞杆改变纵向滑动长度实现展开机构的变角度展开，为空间机构完成后续作业提供更大操作空间。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括底座、转轴、第一主板、第二主板、第一推杆、第二推杆、外筒、内筒、活塞杆、压簧、第一电机、第二电机、弹簧锁定机构和限位锁定机构；n块第一主板和n块第二主板以外筒为中心沿圆周均布，且第一主板和第二主板交错布置，n≥2；所述第一主板和第二主板的底部均通过两根转轴铰接在两个底座上；所述的内筒与外筒的内壁构成滑动副；n根第一推杆的一端均与外筒铰接，另一端分别与一块第一主板铰接；n根第二推杆的一端均与内筒铰接，另一端分别与一块第二主板铰接；所述的外筒与第一电机的输出轴固接；第一电机为直线电机；内筒的内端与第二电机的电机座固接，外端与活塞杆固接；第二电机为旋转电机；所述的压簧置于外筒内，且两端分别与外筒和第二电机固接；所述的弹簧锁定机构置于内筒内，实现与内、外筒的锁定或解锁；所述的第一主板和第二主板与底座之间均设有限位锁定机构，实现第一主板和第二主板展开后的锁定。
所述外筒的底部开设沿圆周均布的k个下限位孔，顶部开设沿圆周均布的k个上限位孔；k≥3；所述的弹簧锁定机构包括转盘、锁定弹簧、限位销和拉索；所述的转盘与第二电机的输出轴固接；k个限位销分别与内筒对应的一个侧壁孔构成滑动副，且分别设置在外筒对应的一个下限位孔内；限位销与内筒通过锁定弹簧连接，并通过拉索与转盘连接。
所述的底座开设有导向槽；导向槽的外端端部开设锁定孔；所述的限位锁定机构包括锁定销、弹簧座和限位弹簧；所述的锁定销与弹簧座构成滑动副；所述的限位弹簧安装于弹簧座内，一端与弹簧座固接，另一端与锁定销固接；所述的弹簧座与第一主板或第二主板固接；所述锁定销的外端与底座的导向槽构成滑动副。
所述第一主板和第二主板的结构完全相同，且顶部处于同一高度位置。
本发明具有的有益效果：
1、采用曲柄滑块机构实现展开锁定功能，结构简单紧凑，易于实现；
2、采用集中式锁解装置，运用一个动力源使所有展开锁定机构同时展开到位，有效提高了机构的展开同步性；
3、实现了变角度展开，为空间机构完成后续作业提供更大操作空间，应用范围广，适用性强；
4、利用机构展开到位时的轴向限位与弹簧锁定机构实现冗余可靠锁定，减小机构展开到位时的冲击力，提高了机构稳定性和可靠性。
附图说明
图1是本发明初始锁定状态时的整体结构示意图；
图2是本发明完全展开锁定状态时的整体结构示意图一；
图3是本发明完全展开锁定状态时的整体结构示意图二；
图4是本发明的内、外筒装配纵向剖视图；
图5是本发明的内、外筒装配横向截面图；
图6是本发明弹簧锁定机构初始锁定状态下的结构示意图；
图7是本发明的底座结构立体图；
图8是本发明中限位锁定机构的结构剖视图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图1、4、6和图8所示，一种集中式变角度展开锁定机构，包括底座1、转轴2、第一主板3-1、第二主板3-2、第一推杆4-1、第二推杆4-2、外筒5-1、内筒5-2、活塞杆5-3、压簧5-4、第一电机6-1、第二电机6-2、弹簧锁定机构7和限位锁定机构8；两块第一主板3-1和两块第二主板3-2以外筒5-1为中心沿圆周均布，且第一主板3-1和第二主板3-2交错布置；第一主板3-1和第二主板3-2的结构完全相同，底部均通过两根转轴2铰接在两个底座1上，顶部处于同一高度位置；内筒5-2与外筒5-1的内壁构成滑动副；两根第一推杆4-1的一端均与外筒5-1铰接，另一端分别与一块第一主板3-1铰接；两根第二推杆4-2的一端均与内筒5-2铰接，另一端分别与一块第二主板3-2铰接；外筒5-1与第一电机6-1的输出轴固接；第一电机6-1为直线电机；内筒5-2的内端与第二电机6-2的电机座固接，外端与活塞杆5-3固接；第二电机6-2为旋转电机；压簧5-4置于外筒5-1内，且两端分别与外筒5-1和第二电机6-2固接。弹簧锁定机构7置于内筒5-2内，实现与内、外筒的锁定或解锁。第一主板3-1和第二主板3-2与底座1之间均设有限位锁定机构8，实现第一主板3-1和第二主板3-2展开后的锁定。
如图4、5和6所示，外筒5-1的底部开设沿圆周均布的四个下限位孔5-5，顶部开设沿圆周均布的四个上限位孔5-6。弹簧锁定机构7包括转盘7-1、锁定弹簧7-2、限位销7-3和拉索7-4；转盘7-1与第二电机6-2的输出轴固接；四个限位销7-3与内筒5-2的四个侧壁孔构成滑动副，且分别设置在外筒5-1对应的一个下限位孔5-5内；限位销7-3与内筒5-2通过锁定弹簧7-2连接，并通过拉索7-4与转盘7-1连接。
如图7和8所示，底座开设有导向槽1-1；导向槽1-1的外端端部开设锁定孔1-2；限位锁定机构8包括锁定销8-1、弹簧座8-2和限位弹簧8-3；锁定销8-1与弹簧座8-2构成滑动副；限位弹簧8-3安装于弹簧座8-2内，一端与弹簧座8-2固接，另一端与锁定销8-1固接；弹簧座8-2与第一主板3-1或第二主板3-2固接；锁定销8-1的外端与底座1的导向槽1-1构成滑动副；锁定孔1-2防止锁定销8-1过位脱出。
该集中式变角度展开锁定机构的工作原理：
该集中式变角度展开锁定机构在空间机构发射阶段可靠地锁紧，在空间机构入轨后，解除约束，解锁并展开至规定角度后再次锁定，为空间机构完成后续动作做准备。
如图1、2、3、5和6所示，在初始状态时，该展开锁定机构的第一主板3-1和第二主板3-2位于同一高度，且均保持竖直，同时限位销7-3通过锁定弹簧7-2插入下限位孔5-5中。当空间机构入轨后，弹簧锁定机构7解锁，即第二电机6-2工作，带动转盘7-1开始转动，通过拉索7-4，带动限位销7-3向里缩回；当限位销7-3完全离开下限位孔5-5后，压簧5-4推动内筒5-2和活塞杆5-3向外运动，进而带动第二主板向外展开。当压簧5-4伸长至一定位置时，由于外筒5-1端面的限位作用，内筒5-2和活塞杆5-3停止运动，同时限位销7-3在锁定弹簧7-2的作用下插入上限位孔5-6中，实现对内筒5-2和活塞杆5-3的冗余锁定。此时第一主板3-1仍保持竖直，第二主板3-2展开一定角度。之后，第一电机6-1开始工作，推动外筒5-1和内筒5-2一起向上运动，带动第一主板3-1和第二主板3-2同时展开，实现集中式变角度展开。
如图1、7和8所示，当第一主板3-1和第二主板3-2向外展开时，锁定销8-1沿底座的导向槽1-1绕转轴2转动。当第一主板3-1和第二主板3-2分别展开至规定角度时，第一电机停止工作，同时锁定销8-1在限位弹簧8-3预紧力作用下进入锁定孔1-2，实现对整体空间机构的锁定。
Claims (4)
1.一种集中式变角度展开锁定机构，包括底座、转轴、第一主板、第二主板、第一推杆、第二推杆、外筒、内筒、活塞杆、第一电机和第二电机，其特征在于：还包括压簧、弹簧锁定机构和限位锁定机构；n块第一主板和n块第二主板以外筒为中心沿圆周均布，且第一主板和第二主板交错布置，n≥2；所述第一主板和第二主板的底部均通过两根转轴铰接在两个底座上；所述的内筒与外筒的内壁构成滑动副；n根第一推杆的一端均与外筒铰接，另一端分别与一块第一主板铰接；n根第二推杆的一端均与内筒铰接，另一端分别与一块第二主板铰接；所述的外筒与第一电机的输出轴固接；第一电机为直线电机；内筒的内端与第二电机的电机座固接，外端与活塞杆固接；第二电机为旋转电机；所述的压簧置于外筒内，且两端分别与外筒和第二电机固接；所述的弹簧锁定机构置于内筒内，实现与内、外筒的锁定或解锁；所述的第一主板和第二主板与底座之间均设有限位锁定机构，实现第一主板和第二主板展开后的锁定。
2.根据权利要求1所述的一种集中式变角度展开锁定机构，其特征在于：所述外筒的底部开设沿圆周均布的k个下限位孔，顶部开设沿圆周均布的k个上限位孔；k≥3；所述的弹簧锁定机构包括转盘、锁定弹簧、限位销和拉索；所述的转盘与第二电机的输出轴固接；k个限位销分别与内筒对应的一个侧壁孔构成滑动副，且分别设置在外筒对应的一个下限位孔内；限位销与内筒通过锁定弹簧连接，并通过拉索与转盘连接。
3.根据权利要求1所述的一种集中式变角度展开锁定机构，其特征在于：所述的底座开设有导向槽；导向槽的外端端部开设锁定孔；所述的限位锁定机构包括锁定销、弹簧座和限位弹簧；所述的锁定销与弹簧座构成滑动副；所述的限位弹簧安装于弹簧座内，一端与弹簧座固接，另一端与锁定销固接；所述的弹簧座与第一主板或第二主板固接；所述锁定销的外端与底座的导向槽构成滑动副。
4.根据权利要求1所述的一种集中式变角度展开锁定机构，其特征在于：所述第一主板和第二主板的结构完全相同，且顶部处于同一高度位置。
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