CN107804488B - 一种小型门闩式太阳帆板机械锁紧机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种小型门闩式太阳帆板机械锁紧机构，包括楔形动滑件、动滑件滑动槽、环形弹性绳、楔形锁紧槽，楔形动滑件具有楔形表面，并在该表面上开有环形弹性绳安装凹槽。动滑件滑动槽与楔形锁紧槽配合为楔形动滑件提供滑动路径，其中楔形锁紧槽中具有与楔形动滑件相配合的楔形槽以及安装环形弹性绳的凹槽。动滑件滑动槽与楔形锁紧槽分别安装在两块太阳帆板上，收拢时，楔形动滑件位于动滑件滑动槽中，环形弹性绳处于最大拉紧位置；展开时，楔形动滑件沿着动滑件滑动槽与楔形锁紧槽的槽道在环形弹性绳的作用下滑动至锁紧槽，直至锁紧。本发明结构简单且安装精度要求不高，特别适用于太阳帆板展开后沿着垂直板面方向的定向锁紧场合。
Description
技术领域
本发明涉及航天器技术领域，尤其涉及一种主要用于太阳帆板展开到位后无间隙与抖动的定向锁紧机构。
背景技术
目前，展开式太阳翼在卫星发射阶段收拢于卫星侧壁，入轨后展开到位并锁紧。锁紧方式的选择取决于太阳翼的展开驱动机构，如驱动机构为带簧铰链式，其铰链展开后自身的刚度即可完成锁紧功能，不需专门的锁紧，但该种展开方式受限于太阳翼自身的重量，整星的空间等因素。小卫星应用较广的是扭簧荷叶式或改进的扭簧驱动式，大卫星多采用杆式关节铰结构，配合驱动机构、传动机构完成大型太阳翼展开锁定，也有不少小卫星因为尺寸的限制不采用锁定设计，仅依靠铰链中的扭簧把太阳翼限制在展开位置上，但该种方式对弹簧刚性要求高，展开冲击较大且随着时间的变化锁紧力较小。实现现有小型太阳翼锁紧机构较简单且可靠性高的大多为机械式锁紧，其原理是在公铰链上设计不同类型的齿形突起，当到达锁定位置时，齿形突起落入母铰链响应的槽中，完成锁定。该种锁紧方式在小型卫星中广泛使用，演变出了不同的齿形配合、销孔配合等，但也存在配合间隙无法避免或安装精度要求极高的问题。
现有的门闩式机械锁紧，一般为锥形销或带锥形导向的圆柱销与圆柱孔的配合。多存在间隙或对销导向管的对中度要求极高，对中不理想即使有前端锥状导向，也会存在锁紧失效。在公差较大时则会导致配合间隙增大；单纯锥形销则会绕着圆柱孔出口位置晃动。而锁紧时的驱动力一般为单根橡胶绳或弹簧驱动，单根橡胶绳在驱动直径较大的销时，若驱动力分散不均匀，则会导致销晃动影响锁紧过程。弹簧驱动为压缩或拉伸驱动，在路径较大时，压缩驱动不适用，而拉伸驱动与橡胶绳具有同样的缺陷。因此，设计一种小型、简单、紧配合的锁紧机构具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种门闩式机械锁紧机构，以解决现有太阳帆板机械锁紧存在配合间隙或安装精度要求高的问题，且能够在振动环境中越锁越紧。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种小型门闩式锁紧机构，包括楔形动滑件、动滑件滑动槽、环形弹性绳、楔形锁紧槽；其中，楔形动滑件具有楔形表面，并在该表面上开有环形弹性绳安装凹槽；动滑件滑动槽与楔形锁紧槽配合为楔形动滑件提供滑动路径，其中，楔形锁紧槽中具有与楔形动滑件相配合的楔形槽以及安装环形弹性绳的凹槽；动滑件滑动槽与楔形锁紧槽分别安装在两块太阳帆板上，收拢时，楔形动滑件位于动滑件滑动槽中，环形弹性绳处于最大拉紧位置；展开时，楔形动滑件沿着动滑件滑动槽与楔形锁紧槽的槽道在环形弹性绳的作用下滑动至锁紧槽，直至锁紧。
进一步地，所述楔形动滑件的前端为具有一定斜度的楔形表面，为了方便所述楔形动滑件的插入，其头部设置有导向过渡弧。
进一步地，在所述楔形动滑件的中部设置一小凹槽，在楔形动滑件1拔出时将工具插入其中滑出动滑件。
进一步地，所述动滑件滑动槽具有“回”字结构，其上表面开有长凹槽，配合所述楔形动滑件的中部的小凹槽拔出所述楔形动滑件。
进一步地，所述动滑件滑动槽有四个安装脚，用于与太阳帆板连接。
进一步地，所述动滑件滑动槽的侧面内表面与其相对面和楔形动滑件均为间隙配合，间隙控制在0.5～1mm之间；所述动滑件滑动槽的上表面与其相对面与楔形动滑件为过渡配合，相对面距离与楔形动滑件的厚度名义尺寸相同，一个为上偏差极限0.05mm，一个控制下偏差极限0.05mm。
进一步地，动滑件滑动槽与楔形锁紧槽的上下两面与楔形动滑件紧配合，为了防止滑动过程卡死，楔形动滑件滑动过程左右两边为间隙配合。
进一步地，所述楔形锁紧槽的楔形面与楔形动滑件的楔形斜面具有相同的斜度，所述楔形锁紧槽的四个安装脚与另一太阳帆板连接，环形弹性绳绕过所述楔形锁紧槽的前挡块，所述楔形锁紧槽的上端面与其相对面为小间隙配合，所述楔形锁紧槽的单侧面与所述动滑件滑动槽的侧面内表面安装时处于同一平面。
进一步地，所述楔形锁紧槽的楔形面加工时控制其为极限下偏差。
进一步地，楔形动滑件的楔形斜面加工时控制其为极限上偏差。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：结构简单，锁紧完成后不会因为配合间隙或振动环境导致太阳翼锁紧松动，且安装精度要求不高，特别适用于太阳帆板展开后沿着垂直板面方向的定向锁紧场合。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是楔形动滑件示意图；
图3是动滑件滑动槽示意图；
图4是楔形锁紧槽示意图；
图5是该锁紧机构应用于太阳帆板折叠90°时示意图；
图6是该锁紧机构应用于太阳帆板折叠180°时示意图；
图7是图6A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明的小型门闩式太阳帆板机械锁紧机构，如图1所示，包括楔形动滑件1、动滑件滑动槽2、环形弹性绳3、楔形锁紧槽4，工作时，动滑件滑动槽2与楔形锁紧槽4分别安装在两个太阳帆板接缝内侧，太阳帆板展平后，楔形动滑件1在环形弹性绳3的作用下拉入楔形锁紧槽4的凹槽中，此时，动滑件1的楔形面与锁紧槽4的楔形面紧配合，完成锁紧。
所述的楔形动滑件1的外形如图2所示，其前端为具有一定斜度的楔形配合面13，楔形配合面13与后端连接处开有凹槽5，用于安装环形弹性绳3，为了方便楔形动滑件的插入，其头部均设置有导向过渡弧12。同时，在其中部设置一小凹槽14，在楔形动滑件1拔出时将工具插入其中滑出动滑件。
所述的动滑件滑动槽2如图3所示，具有“回”字结构，其上表面开有长凹槽6，配合小凹槽14拔出楔形动滑件1，四个安装脚8用于与太阳帆板连接，侧面内表面7与其相对面和楔形动滑件1均为间隙配合，间隙控制在0.5～1mm之间，上表面16与其相对面与楔形动滑件1为过渡配合，相对面距离与楔形动滑件1的厚度名义尺寸相同，一个为上偏差极限0.05mm，一个控制下偏差极限0.05mm。斜面15是为了防止动滑件滑动槽2与楔形锁紧槽4安装距离较近时，折叠太阳帆板过程中两者干涉。
如图4所示，所述的楔形锁紧槽4，用于与动滑件滑动槽2配合组成楔形动滑件1的滑道，其中，楔形面10(加工时控制其为极限下偏差)与楔形动滑件1(加工时控制其为极限上偏差)的楔形斜面具有相同的斜度，四个安装脚9与另一太阳帆板连接，环形弹性绳3绕过前挡块11，上端面17与其相对面为小间隙配合，单侧面18与侧面内表面7安装时处于同一平面。为了方便楔形动滑件1的滑入，去除单侧面18的相对面同时减少卡住风险。斜面19与动滑件滑动槽2的斜面15作用相同。
图5、图6分别给出了太阳帆板折叠时，本发明的锁紧机构的安装位置示意。图中的粗实线为环形弹性绳3的位置，整个使用过程处于拉伸状态，由于其宽度方向覆盖动滑件，其锁紧力分布较均匀。此时，弹性绳处于最大行程位置。当其中一个太阳帆板展开时，楔形动滑件1在环形弹性绳3的作用下进入凹槽，完成柔性锁紧，实现太阳帆板定向锁紧。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种小型门闩式太阳帆板机械锁紧机构，其特征在于：所述锁紧机构包括楔形动滑件、动滑件滑动槽、环形弹性绳、楔形锁紧槽；其中，楔形动滑件具有楔形表面，并在该表面上开有环形弹性绳安装凹槽；动滑件滑动槽与楔形锁紧槽配合为楔形动滑件提供滑动路径，其中，楔形锁紧槽中具有与楔形动滑件相配合的楔形槽以及安装环形弹性绳的凹槽；动滑件滑动槽与楔形锁紧槽分别安装在两块太阳帆板上，收拢时，楔形动滑件位于动滑件滑动槽中，环形弹性绳处于最大拉紧位置；展开时，楔形动滑件沿着动滑件滑动槽与楔形锁紧槽的槽道在环形弹性绳的作用下滑动至锁紧槽，直至锁紧，所述楔形动滑件的前端为具有一定斜度的楔形表面，为了方便所述楔形动滑件的插入，其头部设置有导向过渡弧，在所述楔形动滑件的中部设置一小凹槽，在楔形动滑件拔出时将工具插入其中滑出动滑件，所述动滑件滑动槽具有“回”字结构，其上表面开有长凹槽，配合所述楔形动滑件的中部的小凹槽拔出所述楔形动滑件，所述动滑件滑动槽的侧面内表面与其相对面和楔形动滑件均为间隙配合，间隙控制在0.5 ~1mm之间；所述动滑件滑动槽的上表面与其相对面与楔形动滑件为过渡配合，相对面距离与楔形动滑件的厚度名义尺寸相同，一个为上偏差极限0.05mm，一个控制下偏差极限0.05mm。
2.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于：所述动滑件滑动槽有四个安装脚，用于与太阳帆板连接。
3.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于：动滑件滑动槽与楔形锁紧槽的上下两面与楔形动滑件紧配合，为了防止滑动过程卡死，楔形动滑件滑动过程左右两边为间隙配合。
4.根据权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于：所述楔形锁紧槽的楔形面与楔形动滑件的楔形斜面具有相同的斜度，所述楔形锁紧槽的四个安装脚与另一太阳帆板连接，环形弹性绳绕过所述楔形锁紧槽的前挡块，所述楔形锁紧槽的上端面与其相对面为小间隙配合，所述楔形锁紧槽的单侧面与所述动滑件滑动槽的侧面内表面安装时处于同一平面。
5.根据权利要求4所述的锁紧机构，其特征在于：所述楔形锁紧槽的楔形面加工时控制其为极限下偏差。
6.根据权利要求4所述的锁紧机构，其特征在于：楔形动滑件的楔形斜面加工时控制其为极限上偏差。
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