CN107933972B - 一种太阳能电池帆板展开限位机构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳能电池帆板领域，具体地说是一种太阳能电池帆板展开限位机构，包括旋转轴、固定铰链及活动铰链，固定铰链的一侧及活动铰链的一侧分别开设有轴孔，所述旋转轴由该固定铰链一侧的轴孔及活动铰链一侧的轴孔穿过、与固定铰链和活动铰链连接；所述旋转轴上套设有扭簧，该扭簧一端的扭簧臂与所述活动铰链相连，另一端的扭簧臂为自由端，该自由端在所述活动铰链绕旋转轴转动展开后与固定铰链抵接；所述固定铰链及活动铰链上分别设有用于展开后限位的限位凸台。本发明容易装配，构件数目少，结构简单，重量轻，体积小，可靠性高。

Description

一种太阳能电池帆板展开限位机构
技术领域
本发明属于太阳能电池帆板领域，具体地说是一种太阳能电池帆板展开限位机构。
背景技术
大部分的航天器都以太阳能为主要的能量来源，为了使航天器长时间工作，就必须展开太阳能电池帆板，因此太阳能帆板展开机构在航天领域中非常重要。现有的太阳能电池帆板展开机构结构复杂、体积大，增加了整体重量和使用空间，浪费资源及空间；并且装配难度较大，工作时易受环境影响，降低了产品的可靠性。
发明内容
针对现有航天器太阳能电池帆板展开存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种太阳能电池帆板展开限位机构。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明包括旋转轴、固定铰链及活动铰链，其中固定铰链的一侧及活动铰链的一侧分别开设有轴孔，所述旋转轴由该固定铰链一侧的轴孔及活动铰链一侧的轴孔穿过、与固定铰链和活动铰链连接；所述旋转轴上套设有扭簧，该扭簧一端的扭簧臂与所述活动铰链相连，另一端的扭簧臂为自由端，该自由端在所述活动铰链绕旋转轴转动展开后与固定铰链抵接；所述固定铰链及活动铰链上分别设有用于展开后限位的限位凸台；
其中：所述活动铰链与旋转轴连接的一侧设有多个安装环A，每个安装环A上均开设有轴孔A；所述固定铰链与旋转轴连接的一侧设有多组、每组两个安装环B，每个安装环B上均开设有轴孔B；每个所述安装环A均插入一组两个安装环B之间，所述旋转轴由各轴孔A及各轴孔B穿过；
所述活动铰链上位于最外侧的两个安装环A与对应插入的两个安装环B中的位于外侧的安装环B之间分别设有套在旋转轴上的扭簧；
任一组的两个所述安装环B中的任一个安装环B上沿径向开有螺纹孔，紧固螺钉由该螺纹孔穿过与所述旋转轴抵接，限制旋转轴的旋转和轴向移动；
任一组的两个所述安装环B中的任一个安装环B上安装有球头柱塞，该球头柱塞的头部与插入该组中的安装环A的一侧抵接；与所述球头柱塞头部抵接的安装环A上开有限位孔，所述球头柱塞的头部在活动铰链绕旋转轴转动展开后滑入该限位孔中；
所述旋转轴的两端分别设有防止轴向移动的开口挡圈；
所述固定铰链上开有固定孔，所述扭簧一端的扭簧臂插入该固定孔内；所述活动铰链上设有供另一端扭簧臂放置抵接的凹台。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明容易装配，构件数目少，结构简单，重量轻，体积小，可靠性高。
2.本发明固定铰链上开设有螺纹孔，紧固螺钉穿过螺纹孔与旋转轴抵接，可限制旋转轴的转动和轴向移动。
3.本发明固定铰链的安装环B上安装有球头柱塞，该球头柱塞的头部在展开后滑入活动铰链的安装环A上开设的限位孔中，展开限位效果好。
4.本发明固定铰链和活动铰链上均设有限位凸台，通过改变限位凸台的位置，可以改变活动铰链的张开角度，以适应不同的需求。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图之一；
图2为本发明的立体结构示意图之二；
图3为本发明展开状态的结构主视图；
图4为图3的左视图；
图5为本发明收缩状态的结构主视图；
图6为图5的仰视图；
图7为本发明的爆炸图；
其中：1为旋转轴，2为开口挡圈A，3为固定铰链，4为紧固螺钉，5为扭簧A，6为活动铰链，7为球头柱塞，8为扭簧B，9为开口挡圈B，10为安装环A，11为轴孔A，12为安装环B，13为轴孔B，14为螺纹孔，15为限位凸台，16为固定孔，17为凹台，18为限位孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～7所示，本发明包括旋转轴1、固定铰链3及活动铰链6，其中活动铰链6与太阳能电池帆板相连，固定铰链3的一侧及活动铰链6的一侧分别开设有轴孔，活动铰链6与旋转轴1连接的一侧设有多个安装环A10，每个安装环A10上均开设有轴孔A11；固定铰链3与旋转轴1连接的一侧设有多组、每组两个安装环B12，每个安装环B12上均开设有轴孔B13。每个安装环A10均插入一组两个安装环B12之间，旋转轴1由各轴孔A11及各轴孔B13穿过。活动铰链6上位于最外侧的两个安装环A10与对应插入的两个安装环B12中的位于外侧的安装环B12之间分别设有套在旋转轴1上的扭簧。任一组的两个安装环B12中的任一个安装环B12上沿径向开有螺纹孔14，紧固螺钉4由该螺纹孔14穿过与旋转轴1抵接，限制旋转轴1的旋转和轴向移动。任一组的两个安装环B12中的任一个安装环B12上安装有球头柱塞7，该球头柱塞7的头部与插入该组中的安装环A10的一侧抵接。固定铰链3及活动铰链6上分别设有用于展开后限位的限位凸台15。
本实施例的活动铰链6的一侧设有两个安装环A10、另一侧为平板状，每个安装环A10上均开有轴孔A11，在活动铰链6平板状的另一侧的左右两侧边缘各设有一个凹台17，每个凹台17均位于安装环A10的外侧。本实施例的固定铰链3的一侧对应设有两组、共四个安装环B12，固定铰链3的另一侧为平板状；每个安装环B12上均开有轴孔B13。活动铰链6上的两个安装环A10各插入一组两个安装环B12中，两个轴孔A11和四个轴孔B13的轴向中心线共线。旋转轴1由两个轴孔A11和四个轴孔B13中穿过，一端设有开口挡圈A2，另一端设有开口挡圈B9，两个开口挡圈可以防止旋转轴1的轴向移动。
固定铰链3位于左侧的第一个安装环B12与活动铰链6左侧的安装环A10之间设有扭簧A5，固定铰链3位于右侧的第四侧安装环B12与活动铰链6右侧的安装环A10之间设有扭簧B8。扭簧A5和扭簧B8分别套设在旋转轴1上，固定铰链3上位于左右两侧各开设有一个固定孔16，扭簧A5和扭簧B8一端的扭簧臂各插入一个固定孔16内，扭簧A5和扭簧B8另一端扭簧臂在活动铰链6展开后放置在凹台17上。扭簧A5和扭簧B8为展开限位机构的展开提供驱动力，其储存的扭转势能驱动与太阳能帆板连接的活动铰链6绕旋转轴1作展开运动。
本实施例在固定铰链3上位于左侧的第一个安装环B12上沿径向开设有螺纹孔14，紧固螺钉4由该螺纹孔14穿过后与旋转轴1抵接，限制旋转轴1的旋转和轴向移动。固定铰链3上位于右侧的第三个安装环B12上设有球头柱塞7，活动铰链6上的安装环A10的侧面上开有限位孔18，球头柱塞7的头部在活动铰链6绕旋转轴1转动展开后滑入该限位孔18中。本实施例在固定铰链3位于左侧的第二个安装环B12上及活动铰链6左侧的安装环A10上均设有限位凸台15。
本发明的工作原理为：
本发明的初始状态为固定铰链3与活动铰链6成90°的状态，为收缩状态。旋转轴1由固定铰链3两端的开口挡圈A2和开口挡圈B9固定，防止轴向移动。紧定螺钉4安装于固定铰链3上第一个安装环B12上开设的螺纹孔14中，与旋转轴1抵触，限制旋转轴1的旋转和轴向移动。扭簧A5、扭簧B8提供扭力，带动活动铰链6，并旋转到水平位置；同时固定铰链3中的球头柱塞7的一端(头部)最终滑入活动铰链6上端开设的限位孔18中，起到限位作用。扭簧A5和扭簧B8一端的扭簧臂插入固定孔16中，另一端的扭簧臂放置在凹台17内。扭簧A5和扭簧B8为活动铰链6的展开提供驱动力，使活动铰链6带动太阳能帆板展开；展开后，固定铰链3和活动铰链6上的限位凸台15抵接，以限制活动铰链6的展开角度。通过改变固定铰链3与活动铰链6上限位凸台15的位置，可以改变铰链的张开角度，以适应不同的需求。

Claims (7)

1.一种太阳能电池帆板展开限位机构，其特征在于：包括旋转轴(1)、固定铰链(3)及活动铰链(6)，其中固定铰链(3)的一侧及活动铰链(6)的一侧分别开设有轴孔，所述旋转轴(1)由该固定铰链(3)一侧的轴孔及活动铰链(6)一侧的轴孔穿过、与固定铰链(3)和活动铰链(6)连接；所述旋转轴(1)上套设有扭簧，该扭簧一端的扭簧臂与所述活动铰链(6)相连，另一端的扭簧臂为自由端，该自由端在所述活动铰链(6)绕旋转轴(1)转动展开后与固定铰链(3)抵接；所述固定铰链(3)及活动铰链(6)上分别设有用于展开后限位的限位凸台(15)；
所述活动铰链(6)与旋转轴(1)连接的一侧设有多个安装环A(10)，每个安装环A(10)上均开设有轴孔A(11)；所述固定铰链(3)与旋转轴(1)连接的一侧设有多组、每组两个安装环B(12)，每个安装环B(12)上均开设有轴孔B(13)；每个所述安装环A(10)均插入一组两个安装环B(12)之间，所述旋转轴(1)由各轴孔A(11)及各轴孔B(13)穿过。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池帆板展开限位机构，其特征在于：所述活动铰链(6)上位于最外侧的两个安装环A(10)与对应插入的两个安装环B(12)中的位于外侧的安装环B(12)之间分别设有套在旋转轴(1)上的扭簧。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池帆板展开限位机构，其特征在于：任一组的两个所述安装环B(12)中的任一个安装环B(12)上沿径向开有螺纹孔(14)，紧固螺钉(4)由该螺纹孔(14)穿过与所述旋转轴(1)抵接，限制旋转轴(1)的旋转和轴向移动。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池帆板展开限位机构，其特征在于：任一组的两个所述安装环B(12)中的任一个安装环B(12)上安装有球头柱塞(7)，该球头柱塞(7)的头部与插入该组中的安装环A(10)的一侧抵接。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池帆板展开限位机构，其特征在于：与所述球头柱塞(7)头部抵接的安装环A(10)上开有限位孔(18)，所述球头柱塞(7)的头部在活动铰链(6)绕旋转轴(1)转动展开后滑入该限位孔(18)中。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池帆板展开限位机构，其特征在于：所述旋转轴(1)的两端分别设有防止轴向移动的开口挡圈。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池帆板展开限位机构，其特征在于：所述固定铰链(3)上开有固定孔(16)，所述扭簧一端的扭簧臂插入该固定孔(16)内；所述活动铰链(6)上设有供另一端扭簧臂放置抵接的凹台(17)。
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