CN105460239B - 一种具有缓冲功能的伸缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有缓冲功能的伸缩装置，包括装置底座上端主体结构为一级套筒，一级套筒内嵌套有二级套筒，二级套筒内嵌套有三级套筒；中间的齿轮丝杠轴在驱动电机组驱动下，可以使得丝杠螺母带动二级套筒运动；同时驱动电机组驱动拉索收放轮收放拉索，与处于二级套筒和三级套筒间的伸展压簧合力，使得三级套筒运动；并在处于伸出状态时，伸展压簧使之具有缓冲功能。本发明能够在较小的布局空间和重量范围下，将安装在其上端的捕获装置伸出或者收回操作之外，还能够实现捕获过程中的轴向缓冲，从而为顺利捕获目标飞行器提供便利条件，具有多功能、结构简单、动作可靠等优点。

Description

一种具有缓冲功能的伸缩装置

技术领域

本发明涉及伸缩装置设计技术领域，特别涉及一种具有缓冲功能的伸缩装置。

背景技术

随着对空间飞行器间捕获对接需求的日益提高，尤其要求在有限的载荷空间、重量范围下，要求将捕获装置伸出，并在两个飞行器捕获过程中完成轴向作用力缓冲，接着在两个飞行器完成捕获后，实现两个空间飞行器的拉近操作。

目前，空间飞行器捕获装置伸缩装置正处于初期预先研究阶段，尚不能够在较小的布局空间和重量范围下，将捕获装置伸出或者收回操作之外，还能够实现轴向缓冲功能，从而为捕获装置顺利捕获目标飞行器提供便利条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有缓冲功能伸缩装置，以解决现有的空间飞行器在捕获另一个空间飞行器将其拉近时，在较小的布局空间和重量范围下，不能够在将捕获装置伸出或者收回操作之外实现轴向缓冲功能的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种具有缓冲功能的伸缩装置，包括装置底座，装置底座上设有一级套筒，一级套筒内嵌套有二级套筒，二级套筒内嵌套有三级套筒；

所述装置底座上设有导向轮，导向轮上设有拉锁，所述拉锁的一端与拉锁收放轮相连，拉锁的另一端与三级套筒的顶盖相连，

所述一级套筒与一齿轮丝杠轴相连，所述二级套筒具有一底部，二级套筒的底座与丝杠螺母紧固连接，所述丝杠螺母装配于所述齿轮丝杠轴上；

所述二级套筒与所述三级套筒之间设有伸展压簧，所述伸展压簧的下端与所述二级套筒的底部相接触，上端与三级套筒的顶盖相接触；

其中，还包括一驱动电机组，用于为所述拉锁收放轮及所述齿轮丝杠轴提供驱动力。

较佳地，所述拉锁收放轮通过一紧固螺母与位于该紧固螺母中间的驱动齿轮紧固连接，所述驱动齿轮通过驱动齿轮轴承组装配于装置底座内部；所述驱动齿轮的上端与所述驱动电极组相连接。

较佳地，驱动齿轮的左侧与所述齿轮丝杠轴啮合；其中，所述拉锁的另一端穿过一装置中心通道与所述三级套筒的顶盖相连。

较佳地，所述驱动齿轮的右侧与一传感器齿轮啮合，所述传感器齿轮与一旋转传感器紧固连接，所述旋转传感器紧固装配在装置底座内。

较佳地，所述一级套筒的底部固定于所述装置底座上，所述驱动电机组紧固安装在所述一级套筒的底部上。

较佳地，所述齿轮丝杠轴通过齿轮丝杠轴承组装配于所述一级套筒的底部。

较佳地，所述二级套筒的底部上一侧设有直线轴承，直线轴承的中心装配有空心导轨，所述空心导轨的下端由所述装置底座及所述一级套筒夹紧限位；

所述三级套筒的顶盖上设有走线孔，所述空心导轨的上端与所述走线孔的位置相互对应；

其中，所述装置底座及所述一级套筒与所述空心导轨的下端相对位置处设有圆柱孔，所述圆柱孔、空心导轨及走线孔用于提供走线通道。

较佳地，所述伸展压簧套设于所述丝杠螺母的外围。

较佳地，所述二级套筒的侧壁上设有导向槽，所述三级套筒的下端侧壁上设有导向端子，所述导向端子与所述导向槽相匹配。

本发明提供的具有缓冲功能的伸缩装置，具有多功能、结构简单、动作可靠等优点，在较小的布局空间和重量范围下，能够完成将捕获装置伸出或者收回操作之外，还能够实现捕获过程中的轴向缓冲，从而为安装在本发明上端的捕获装置等顺利捕获目标飞行器提供便利条件。

附图说明

图1为本发明优选实施例提供的装置缩回到位状态结构示意图；

图2为本发明优选实施例提供的装置中间过程状态结构示意图；

图3为本发明优选实施例提供的装置伸出到位状态结构示意图；

图4为本发明优选实施例提供的装置缓冲状态结构示意图。

标号说明：1-装置底座；2-一级套筒；3-二级套筒底座；4-二级套筒；5-直线轴承；6-空心导轨；7-三级套筒；8-三级套筒顶盖；9-走线孔；10-伸展压簧；11-驱动电机组；12-导向槽；13-导向端子；14-传感器齿轮；15-旋转传感器；16-驱动齿轮轴承组；17-驱动齿轮；18-紧固螺母；19-拉索收放轮；20-导向轮；21-拉索；22-齿轮丝杠轴；23-齿轮丝杠轴承组；24-丝杠螺母。

具体实施方式

参见示出本实施例的附图，下文将更详细地描述本。然而，本可以以许多不同形式实现，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，并且使本技术领域的技术人员完全了解本的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大或缩小了层及区域的尺寸及相对尺寸。

参考图1-3所示，本发明优选实施例提供了一种具有缓冲功能的伸缩装置，其下端主体结构为装置底座1安装于飞行器上，其上端三级套筒顶盖8上可以安装捕获装置等需要伸出及缩回的装置。

具体的，装置底座1的上端主体结构为一级套筒2，一级套筒2的底部固定于装置底座1上；一级套筒2内嵌套有二级套筒4，二级套筒4内嵌套有三级套筒7；装置底座1下方靠近中心的位置处设有导向轮20，导向轮20上有拉索21，拉索21的一端与拉索收放轮19相连接，拉索21另一端通过装置中心通道与三级套筒顶盖8相连接，该中心通道位于三个套筒的同心轴处，且齿轮丝杠轴22的内部为中空结构，中心通道即位于齿轮丝杠轴22的内部，以为拉锁21提供运动空间；拉索收放轮19通过紧固螺母18与其中间的驱动齿轮17紧固连接，驱动齿轮17通过驱动齿轮轴承组16装配在装置底座1的内部；驱动齿轮17的上端与驱动电机组11相连接，驱动齿轮17左侧与齿轮丝杠轴22啮合，驱动齿轮17右侧与传感器齿轮14啮合；传感器齿轮14与下方的旋转传感器15紧固连接，旋转传感器15紧固装配在装置底座1内；驱动电机组11紧固安装在一级套筒2的底部上；齿轮丝杠轴22通过齿轮丝杠轴承组23，装配在装置底座1和一级套筒2的底部中心位置上；齿轮丝杠轴22上装配有丝杠螺母24；丝杠螺母24紧固连接着二级套筒底座3，二级套筒底座3上左侧紧固连接着直线轴承5，直线轴承5中心装配有空心导轨6，且空心导轨6下端被装置底座1和一级套筒2夹紧限位，空心导轨6上方正对着三级套筒顶盖8上的走线孔9，装置底座1及一级套筒2与空心导轨6的下端相对位置处设有圆柱孔，该圆柱孔、空心导轨6及走线孔9可以为安装在本发明上端的装置提供走线通道；二级套筒底座3和三级套筒顶盖8之间的丝杠螺母24的外围，装配有伸展压簧10；二级套筒底座3上方外围与二级套筒4紧固连接，二级套筒4右侧壁上设计有导向槽12；导向槽12与三级套筒7下端右侧上紧固连接的导向端子13相匹配。

本实施例提供的具有缓冲功能的伸缩装置的工作过程及原理如下：

参考图1至图4，其下端主体结构为装置底座1安装于飞行器上，其上端三级套筒顶盖8上可以安装捕获装置等需要伸出及缩回的装置，处于缩回到位状态，如图1所示。

当具有缓冲功能的伸缩装置执行伸出操作时，控制驱动电机组11正旋，驱动电机组11下端的驱动齿轮17正旋，从而带动齿轮丝杠轴22反旋、拉索收放轮19正旋和传感器齿轮14反旋；齿轮丝杠轴22反旋时，齿轮丝杠轴22上的丝杠螺母24由于紧固在二级套筒底座3上，二级套筒底座3上紧固的直线轴承5在被装置底座1和一级套筒2限位的空心导轨6约束之下，二级套筒底座3只能在丝杠螺母24的驱动之下向上运动，从而驱动二级套筒4向上伸出而无法旋转；拉索收放轮19正旋时，拉索收放轮19释放拉索21，三级套筒7顶盖在伸展压簧10的作用力下向上运动，从而带动三级套筒7向上伸出，且三级套筒7下端右侧上紧固连接的导向端子13与二级套筒7右侧壁上设计的导向槽12相匹配，使得三级套筒7只能向上伸出而无法旋转。在一段时间的伸出操作后，具有缓冲功能的伸缩装置处于中间过程状态如图2所示，各种不同的中间过程和具有缓冲功能的伸缩装置参数设计，可以满足不同的伸出长度和对应的缓冲性能需求；以及通过设计驱动电机组11、丝杠螺母24、拉索收放轮19等参数，可以控制二级套筒4和三级套筒7的向上伸出速度；传感器齿轮14反旋带动旋转传感器15给出信号，从而可以据此解算二级套筒4和三级套筒7的伸出位置。具有缓冲功能的伸缩装置也可以按照最大伸出长度能力，继续执行伸出操作，直至具有缓冲功能的伸缩装置到达伸出到位状态，如图3所示。

当具有缓冲功能的伸缩装置执行缓冲操作时，缓冲功能伸缩装置可以按照设计需求，处于中间过程状态如图2所示，也可以处于伸出到位状态如图3所示；假设具有缓冲功能的伸缩装置到达伸出到位状态，此时，在二级套筒4和三级套筒7伸出到位，三级套筒7和二级套筒底座3间由于只依靠伸展压簧10支撑，因此，三级套筒顶盖8受到向下作用力时，伸展压簧10自然可以起到轴向缓冲作用，三级套筒7和三级套筒顶盖8受压向下运动，处于缓冲状态，如图4所示。

当具有缓冲功能的伸缩装置执行缩回操作时，驱动电机组11反旋，驱动电机组11下端的驱动齿轮17反旋，从而带动齿轮丝杠轴22正旋、拉索收放轮19反旋和传感器齿轮14正旋；齿轮丝杠轴22正旋时，齿轮丝杠轴22上的丝杠螺母24由于紧固在二级套筒底座3上，二级套筒底座3上紧固的直线轴承5在被装置底座1和一级套筒2限位的空心导轨6约束之下，二级套筒底座3只能在丝杠螺母24的驱动之下向下运动，从而驱动二级套筒4向下缩回而无法旋转；拉索收放轮19反旋时，拉索收放轮19收紧拉索21，三级套筒顶盖8在拉索21作用力下，克服伸展压簧10的作用力向下运动，从而带动三级套筒7向下缩回，且三级套筒7下端右侧上紧固连接的导向端子13与二级套筒4右侧壁上设计的导向槽12相匹配，使得三级套筒7只能向下缩回而无法旋转；通过设计驱动电机组11、丝杠螺母24、拉索收放轮19等参数，可以控制二级套筒4和三级套筒7的向下缩回速度；传感器齿轮14正旋带动旋转传感器15给出信号，从而可以据此解算二级套筒4和三级套筒7的缩回位置；具有缓冲功能的伸缩装置可以一直执行缩回操作，直至到达指定缩回位置，或者到达缩回到位状态复位，如图1所示。

综上所述，本发明提供了一种具有缓冲功能的伸缩装置，包括装置底座上端主体结构为一级套筒，一级套筒内嵌套有二级套筒，二级套筒内嵌套有三级套筒；中间的齿轮丝杠轴在驱动电机组驱动下，可以使得丝杠螺母带动二级套筒运动；同时驱动电机组驱动拉索收放轮收放拉索，与处于二级套筒和三级套筒间的伸展压簧合力，使得三级套筒运动；并在处于伸出状态时，伸展压簧使之具有缓冲功能。本发明能够在较小的布局空间和重量范围下，将安装在其上端的捕获装置伸出或者收回操作之外，还能够实现捕获过程中的轴向缓冲，从而为顺利捕获目标飞行器提供便利条件，具有多功能、结构简单、动作可靠等优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对本发明所做的变形或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述的权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种具有缓冲功能的伸缩装置，其特征在于，包括装置底座，装置底座上设有一级套筒，一级套筒内嵌套有二级套筒，二级套筒内嵌套有三级套筒；所述装置底座上设有导向轮，导向轮上设有拉锁，所述拉锁的一端与拉锁收放轮相连，拉锁的另一端与三级套筒的顶盖相连，

所述一级套筒与一齿轮丝杠轴相连，所述二级套筒具有一底部，二级套筒的底座与丝杠螺母紧固连接，所述丝杠螺母装配于所述齿轮丝杠轴上；

所述二级套筒与所述三级套筒之间设有伸展压簧，所述伸展压簧的下端与所述二级套筒的底部相接触，上端与三级套筒的顶盖相接触；

其中，还包括一驱动电机组，用于为所述拉锁收放轮及所述齿轮丝杠轴提供驱动力；

所述拉锁收放轮通过一紧固螺母与位于该紧固螺母中间的驱动齿轮紧固连接，所述驱动齿轮通过驱动齿轮轴承组装配于装置底座内部；所述驱动齿轮的上端与所述驱动电机组相连接。

2.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的伸缩装置，其特征在于，驱动齿轮的左侧与所述齿轮丝杠轴啮合；其中，所述拉锁的另一端穿过一装置中心通道与所述三级套筒的顶盖相连。

3.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的伸缩装置，其特征在于，所述驱动齿轮的右侧与一传感器齿轮啮合，所述传感器齿轮与一旋转传感器紧固连接，所述旋转传感器紧固装配在装置底座内。

4.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的伸缩装置，其特征在于，所述一级套筒的底部固定于所述装置底座上，所述驱动电机组紧固安装在所述一级套筒的底部上。

5.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的伸缩装置，其特征在于，所述齿轮丝杠轴通过齿轮丝杠轴承组装配于所述一级套筒的底部。

6.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的伸缩装置，其特征在于，所述二级套筒的底部上一侧设有直线轴承，直线轴承的中心装配有空心导轨，所述空心导轨的下端由所述装置底座及所述一级套筒夹紧限位；

所述三级套筒的顶盖上设有走线孔，所述空心导轨的上端与所述走线孔的位置相互对应；

其中，所述装置底座及所述一级套筒与所述空心导轨的下端相对位置处设有圆柱孔，所述圆柱孔、空心导轨及走线孔用于提供走线通道。

7.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的伸缩装置，其特征在于，所述伸展压簧套设于所述丝杠螺母的外围。

8.根据权利要求1所述的具有缓冲功能的伸缩装置，其特征在于，所述二级套筒的侧壁上设有导向槽，所述三级套筒的下端侧壁上设有导向端子，所述导向端子与所述导向槽相匹配。