CN108223509B - 一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构 - Google Patents
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Abstract
一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，属于空间技术研究领域。本发明解决了现有的空间柔性臂在发射时易因振动、冲击载荷的作用而受到损害的问题。盖板的一侧与基座转动连接，基座的顶部沿其长度方向开设有第一通槽，盖板上沿其长度方向开设有第二通槽，第一支撑座和若干第二支撑座均固接在基座的一侧面，第一支撑座的上表面固接有第一耳板，每个第二支撑座的上表面均并排固接有第二耳板和第三耳板，每个耳板上均开设有通孔，拉杆轴依次穿装在若干通孔内，第二耳板和第三耳板之间的拉杆轴上固装一个下锁钩，下锁钩与所述第三耳板之间的拉杆轴上套装一个压缩弹簧。本发明用于使空间柔性臂在发射过程中免受损害。
Description
技术领域
本发明涉及一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，属于空间技术研究领域。
背景技术
全球平均每年发射80-130颗卫星，然而有2-3颗卫星未能正确入轨，而正确入轨的卫星中，又有5-10颗在寿命初期(入轨后前30天)即失效，这导致了巨大的经济损失。例如，我国的鑫诺二号卫星，于2006年10月29日发射升空后，卫星虽然成功定轨，且卫星的测控、姿轨控等分系统均处于良好的状态，然而，由于太阳帆板二次展开和天线展开未能完成，卫星无法正常工作，这颗耗资20亿人民币、设计寿命为15年的卫星随即成了一颗废星。为了尽可能挽回损失，各国正在研究以空间机器人为手段、以卫星维修和生命延长为目的的在轨服务技术。空间柔性臂是一种有效的在轨维修工具，由于它的灵巧性，它能在有限的操作空间(如钻到狭缝或内腔中)实施其他工具所难以企及的维修任务。由于其构型又细又长，导致其强度和刚度有限，如果在发射时不可靠压紧，在发射载具的强烈振动、冲击下，其损坏是不可避免的。
发明内容
本发明是为了解决现有的空间柔性臂在发射时易因振动、冲击载荷的作用而受到损害的问题，进而提供了一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，它包括基座、盖板、拉杆轴、第一支撑座、若干第二支撑座、若干上锁钩、若干下锁钩、若干压缩弹簧，所述第二支撑座、上锁钩、下锁钩、压缩弹簧的数量相等，所述基座固接在卫星舱板上，盖板的一侧与基座转动连接，基座的顶部沿其长度方向开设有第一通槽，盖板上沿其长度方向开设有第二通槽，柔性臂压紧状态下，第一通槽与第二通槽上下正对设置，且柔性臂放置在第一通槽与第二通槽之间，第一支撑座和若干第二支撑座均固接在基座的一侧面，第一支撑座的上表面固接有第一耳板，每个第二支撑座的上表面均并排固接有第二耳板和第三耳板，每个耳板上均开设有通孔，且若干通孔同轴设置，拉杆轴依次穿装在若干通孔内，所述第二耳板和第三耳板之间的拉杆轴上固装一个下锁钩，所述下锁钩与所述第三耳板之间的拉杆轴上套装一个压缩弹簧，上锁钩及下锁钩均为L型钩体，若干上锁钩并排固接在盖板的另一侧，且柔性臂压紧状态下，若干上锁钩与若干下锁钩一一对应设置并呈勾紧状态，所述拉杆轴上还固接有手柄，拉杆轴与第一耳板之间通过键连接，且拉杆轴沿其轴向滑动设置。
进一步地，盖板与基座通过若干销轴转动连接，且销轴设置在基座上远离第一支撑座的一侧，若干所述销轴均平行于基座设置，且每个销轴上均套装有扭簧。
进一步地，所述销轴的数量为两个。
进一步地，所述第二支撑座的数量为两个，且对称分布在第一支撑座的两侧。
进一步地，所述凹槽为弧形凹槽。
进一步地，上锁钩的上部加工有外螺纹，上锁钩穿装在盖板上，且通过螺母固定，下锁钩与拉杆轴之间通过螺钉连接。
进一步地，拉杆轴的侧壁沿其轴线方向开设有第一键槽，第一耳板上开设有第二键槽，第二键槽的长度小于第一键槽设置。
进一步地，所述键为平键。
进一步地，手柄设置在拉杆轴的一端部，且手柄与拉杆轴之间通过螺栓固接。
进一步地，所述盖板为硬铝合金盖板，所述基座为硬铝合金基座，且第一通槽的表面及第二通槽的表面均镀有MoS2膜。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
一、本发明通过上锁钩和下锁钩的搭接，实现基座和盖板对柔性臂的夹紧，能够使空间柔性臂在发射时免受振动冲击载荷的损害，并且在入轨后，能够通过手柄以外力拉拽的形式可靠地释放柔性臂。
二、第一通槽和第二通槽使基座和盖板适应柔性臂的形状，增大了压紧的接触面积，使压紧更加可靠。在释放柔性臂时，拖动手柄使下锁钩与上锁钩脱开，实现解锁(即释放)。
三、结构简单，能够预紧，工作可靠，成本低。
附图说明
图1为柔性臂锁紧状态示意图；
图2为柔性臂解锁状态示意图；
图3为图1的P处放大示意图；
图4为图2的I处放大示意图；
图5为拉杆轴平移约束示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～5说明本实施方式，一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，它包括基座1、盖板2、拉杆轴3、第一支撑座4、若干第二支撑座5、若干上锁钩6、若干下锁钩7和若干压缩弹簧8，所述第二支撑座5、上锁钩6、下锁钩7和压缩弹簧8的数量相等，所述基座1固接在卫星舱板101上，盖板2的一侧与基座1转动连接，基座1的顶部沿其长度方向开设有第一通槽1-1，盖板2上沿其长度方向开设有第二通槽2-1，柔性臂100压紧状态下，第一通槽1-1与第二通槽2-1上下正对设置，且柔性臂100放置在第一通槽1-1与第二通槽2-1之间，第一支撑座4和若干第二支撑座5均固接在基座1的一侧面，第一支撑座4的上表面固接有第一耳板9，每个第二支撑座5的上表面均并排固接有第二耳板10和第三耳板11，每个耳板上均开设有通孔12，且若干通孔12同轴设置，拉杆轴3依次穿装在若干通孔12内，所述第二耳板10和第三耳板11之间的拉杆轴3上固装一个下锁钩7，所述下锁钩7与所述第三耳板11之间的拉杆轴3上套装一个压缩弹簧8，上锁钩6及下锁钩7均为L型钩体，若干上锁钩6并排固接在盖板2的另一侧，且柔性臂100压紧状态下，若干上锁钩6与若干下锁钩7一一对应设置并呈勾紧状态，所述拉杆轴3上还固接有手柄13，拉杆轴3与第一耳板9之间通过键14连接，且拉杆轴3沿其轴向滑动设置。
基座1与卫星舱板101通过螺栓21连接，拉杆轴3贯通第一支撑座4及第二支撑座5，可轴向移动；压缩弹簧8套装在拉杆轴3上，将下锁钩7压靠在第二支撑座5上的第二耳板10上。
解锁时，外力拖动手柄13，拉杆轴3带动下锁钩7对压缩弹簧8施加轴向压力，最终使上锁钩6和下锁钩7脱开，盖板2与基座1分离，柔性臂100解锁。
拉杆轴3与第一耳板9之间通过键14连接，且拉杆轴3沿其轴向作往复运动，防止拉杆轴3转动。
每个空间柔性臂100通过两个压紧释放机构压紧，每一对上锁钩6和下锁钩7之间的搭接作为一个锁紧点，保证锁紧的可靠性。
本发明申请适用于对锁紧力要求不大的场合。
每个空间柔性臂根据实际需要选择合适的压紧释放机构数量，优选为两个(如图1和图2所示)
本发明申请无需火工品或其它解锁器，可采用刚性臂作为解锁工具，解锁时，无明显振动、冲击。
具体实施方式二：结合图1～4说明本实施方式，盖板2与基座1通过若干销轴15转动连接，且销轴15设置在基座1上远离第一支撑座4的一侧，若干所述销轴15均平行于基座1设置，且每个销轴15上均套装有扭簧16。如此设计，钮簧的两端分别与盖板2和基座1固接，通过销轴15上套装的扭簧16，对盖板2实施扭转力矩。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1～4说明本实施方式，所述销轴15的数量为两个。如此设计，保证盖板2与基座1之间的连接稳固的同时，降低生产成本。其它组成与连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1～4说明本实施方式，所述第二支撑座5的数量为两个，且对称分布在第一支撑座4的两侧。如此设计，保证盖板2与基座1之间的连接稳固的同时，降低生产成本，每个压紧释放机构有两个锁紧点，呈对称布置，保证了锁紧的平衡性以及锁紧的可靠性。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图1～4说明本实施方式，第一通槽1-1及第二通槽2-1均为弧形通槽。如此设计，适应柔性臂100形状，增大了压紧的接触面积，使压紧更加可靠。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图1～4说明本实施方式，上锁钩6的上部加工有外螺纹，上锁钩6穿装在盖板2上，且通过螺母17固定，下锁钩7与拉杆轴3之间通过螺钉连接。如此设计，便于上锁钩6及下锁钩7的拆卸及安装，其中，利用上锁钩6上的螺母17(锁紧螺母17)实现对柔性臂100的压紧力调节，即用力矩扳手将锁紧螺母17拧紧，上锁钩6向上移动，从而将柔性臂100压紧。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七：结合图5说明本实施方式，拉杆轴3的侧壁沿其轴线方向开设有第一键槽19，第一耳板9上开设有第二键槽20，第二键槽20的长度小于第一键槽19设置。如此设计，第一键槽19为拉杆轴3平移键槽，第二键槽20为轮毂键槽，用于安放平键14，如此，拉杆轴3只能沿其轴向平移而不会转动。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
具体实施方式八：结合图5说明本实施方式，所述键14为平键。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
具体实施方式九：结合图1～4说明本实施方式，手柄13设置在拉杆轴3的一端部，且手柄13与拉杆轴3之间通过螺栓21固接。如此设计，手柄13设置在拉杆轴3的一端部，便于操作；手柄13与拉杆轴3之间通过螺栓21固接，便于拆装。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。
具体实施方式十：结合图1～5说明本实施方式，所述盖板2为硬铝合金盖板，所述基座1为硬铝合金基座，且第一通槽1-1的表面及第二通槽2-1的表面均镀有MoS2膜。如此设计，第一通槽1-1的表面及第二通槽2-1的表面均镀有MoS2膜，以进行空间防冷焊措施。其它组成与连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
工作原理：
将上锁钩6固定在盖板2上，下锁钩7固接在拉杆轴3上并在弹簧的作用下靠紧第二耳板10；拉杆轴3只能沿其自身轴向移动。压紧时，上锁钩6和下锁钩7搭接，在压缩弹簧8的作用下，下锁钩7始终向上锁钩6的一侧推进，使上锁钩6和下锁钩7不会脱开，解锁时，用外力拨动手柄13，使手柄13带动拉杆轴3对压缩弹簧8施加压力，并使上锁钩6沿拉杆轴3轴向移动，最终与上锁钩6脱离，实现柔性臂100的解锁。在压紧过程中，通过扭簧16能够使盖板2带动上锁钩6有向上的运动趋势，使上锁钩6与下锁钩7保持一定的压紧作用力而不会脱开，进一步保证盖板2与基座1之间的压紧力；在解锁过程中，通过扭簧16能够在上锁钩6与下锁钩7脱离后，将盖板2主动扭转到基座1的另一侧，从而更好的完成解锁。
Claims (9)
1.一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，它包括基座(1)、盖板(2)、拉杆轴(3)、第一支撑座(4)、若干第二支撑座(5)、若干上锁钩(6)、若干下锁钩(7)、和若干压缩弹簧(8)其特征在于：它还包括若干销轴(15)，所述第二支撑座(5)、上锁钩(6)、下锁钩(7)和压缩弹簧(8)的数量相等，所述基座(1)固接在卫星舱板(101)上，盖板(2)的一侧与基座(1)转动连接，基座(1)的顶部沿其长度方向开设有第一通槽(1-1)，盖板(2)上沿其长度方向开设有第二通槽(2-1)，柔性臂(100)压紧状态下，第一通槽(1-1)与第二通槽(2-1)上下正对设置，且柔性臂(100)放置在第一通槽(1-1)与第二通槽(2-1)之间，第一支撑座(4)和若干第二支撑座(5)均固接在基座(1)的一侧面，第一支撑座(4)的上表面固接有第一耳板(9)，每个第二支撑座(5)的上表面均并排固接有第二耳板(10)和第三耳板(11)，每个耳板上均开设有通孔(12)，且若干通孔(12)同轴设置，拉杆轴(3)依次穿装在若干通孔(12)内，所述第二耳板(10)和第三耳板(11)之间的拉杆轴(3)上固装一个下锁钩(7)，所述下锁钩(7)与所述第三耳板(11)之间的拉杆轴(3)上套装一个压缩弹簧(8)，上锁钩(6)及下锁钩(7)均为L型钩体，若干上锁钩(6)并排固接在盖板(2)的另一侧，且柔性臂(100)压紧状态下，若干上锁钩(6)与若干下锁钩(7)一一对应设置并呈勾紧状态，所述拉杆轴(3)上还固接有手柄(13)，拉杆轴(3)与第一耳板(9)之间通过键(14)连接，且拉杆轴(3)沿其轴向滑动设置，盖板(2)与基座(1)通过若干销轴(15)转动连接，且销轴(15)设置在基座(1)上远离第一支撑座(4)的一侧，若干所述销轴(15)均平行于基座(1)设置，且每个销轴(15)上均套装有扭簧(16)。
2.根据权利要求1所述的一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于：所述销轴(15)的数量为两个。
3.根据权利要求1或2所述的一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于：所述第二支撑座(5)的数量为两个，且对称分布在第一支撑座(4)的两侧。
4.根据权利要求3所述的一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于：第一通槽(1-1)及第二通槽(2-1)均为弧形通槽。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于：上锁钩(6)的上部加工有外螺纹，上锁钩(6)穿装在盖板(2)上，且通过螺母(17)固定，下锁钩7与拉杆轴3之间通过螺钉连接。
6.根据权利要求5所述的一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于：拉杆轴(3)的侧壁沿其轴线方向开设有第一键槽(19)，第一耳板(9)上开设有第二键槽(20)，第二键槽(20)的长度小于第一键槽(19)设置。
7.根据权利要求6所述的一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于：所述键(14)为平键。
8.根据权利要求1、2、4、6或7所述的一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于：手柄(13)设置在拉杆轴(3)的一端部，且手柄(13)与拉杆轴(3)之间通过螺栓(21)固接。
9.根据权利要求8所述的一种外力解锁的空间柔性臂压紧释放机构，其特征在于：所述盖板(2)为硬铝合金盖板，所述基座(1)为硬铝合金基座，且第一通槽(1-1)的表面及第二通槽(2-1)的表面均镀有MoS2膜。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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