CN110630127B - 一种用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构，属于航天电源机箱技术领域，解决了现有航天电源机箱二级铰链机构实现较大的移动距离时，占用较大的空间、结构不紧凑的问题。可收缩二级铰链机构包括框件、门件、中心旋转轴、导向轴和导向件；导向件包括上导板和下导板，上导板和下导板通过导板连接板连接，上导板和下导板的一端均设有腰形通孔，上导板和下导板的另一端均设有第三通孔；框件与导向件通过中心旋转轴铰接，门件与导向件通过导向轴铰接。本发明能够实现航天电源机箱二级铰链机构移动时占用空间小。

Description

一种用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构

技术领域

本发明涉及航天电源机箱技术领域，尤其涉及一种用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构。

背景技术

目前航天电源机箱常用的二级铰链机构包括：框件、门件、中心旋转轴、门框旋转轴和门旋转轴，框件绕门框旋转轴转动，门件绕门旋转轴转动，门件和框件绕中心旋转轴转动，门件通过框件和门框旋转轴实现移动。申请人在长期实践过程中经过深入研究发现：采用目前的二级铰链机构时，当要实现一定的移动距离时，二级铰链机构的门件和框件尺寸大，占用较大的空间，并且结构不紧凑，尤其是在航天领域中，由于航天设备的空间有限，因此如何在有限空间内降低航天电源机箱的占用空间并实现结构紧凑至关重要。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构，至少能够解决以下技术问题之一：

(1)现有的航天电源机箱用二级铰链机构实现一定的移动距离时，占用较大的空间；(2)结构不紧凑。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明公开了一种用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构，可收缩二级铰链机构包括框件、门件、中心旋转轴、导向轴和导向件；导向件包括上导板和下导板，上导板和下导板通过导板连接板连接，上导板和下导板的一端均设有腰形通孔，上导板和下导板的另一端均设有第三通孔；框件与导向件通过中心旋转轴铰接，门件与导向件通过导向轴铰接。

在一种可能的设计中，框件包括框件上板和框件下板，框件上板和框件下板通过框件连接板连接，框件上板和框件下板的一端均设有第一通孔；门件包括门件上板和门件下板，门件上板和门件下板通过门件连接板连接，门件上板和门件下板的一端均设有第二通孔。

在一种可能的设计中，中心旋转轴穿过第一通孔和第三通孔，导向轴穿过第二通孔和腰形通孔。

在一种可能的设计中，可收缩二级铰链机构还包括导向销。

在一种可能的设计中，中心旋转轴和导向轴均为阻尼轴。

在一种可能的设计中，可收缩二级铰链机构还包括门框旋转轴；框件上板和框件下板的另一端均设有第四通孔，门框旋转轴置于第四通孔内。

在一种可能的设计中，可收缩二级铰链机构还包括门旋转轴，门件上板和门件下板的另一端设有第五通孔，门旋转轴置于第五通孔内。

在一种可能的设计中，框件上板的上表面和框件下板的下表面均设有凸起。

在一种可能的设计中，框件上板、框件连接板和框件下板是一体成型，门件上板、门件连接板和门件下板是一体成型，上导板、导板连接板和下导板是一体成型。

在一种可能的设计中，框件上板、框件连接板和框件下板可拆卸连接，门件上板、门件连接板和门件下板可拆卸连接，上导板、导板连接板和下导板可拆卸连接。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)本发明提供的用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构，通过设置导向件，并且通过在导向件上设置腰形通孔，通过中心旋转轴将框件与导向件连接起来，通过导向轴将门件与导向件连接起来，通过导向轴在腰形通孔的移动实现二级铰链的可收缩功能，此种结构紧凑，与传统铰链相比，当要实现一定的移动距离时，可收缩二级铰链机构的门件和框件尺寸小，节省空间。

(2)通过设置导向销实现导向功能；通过导向轴和导向销的共同作用，保证门件只能沿着导向件滑动，而不能绕着导向件转动。

(3)通过将中心旋转轴和导向轴设置为阻尼轴，保证可收缩二级铰链机构可以在任何位置停止，不会因为风或者振动让铰链机构的位置改变。

(4)通过设置柔性部件，避免使用过程中碰撞导致二级铰链机构的损坏。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例可收缩二级铰链机构的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中框件的结构示意图；

图3为本发明实施例中门件的结构示意图；

图4为本发明实施例中导向件的结构示意图。

附图标记：

1-框件；1a-框件上板；1b-框件连接板；1c-框件下板；2-门件；2a-门件上板；2b-门件连接板；2c-门件下板；3-中心旋转轴；4-腰形通孔；4-门框旋转轴；5-门旋转轴；6-导向轴；7-导向件；7a-上导板；7b-导板连接板；7c-下导板；8-导向销。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

目前常用的航天电源二级铰链机构包括：框件、门件、中心旋转轴、门框旋转轴和门旋转轴，框件绕门框旋转轴转动，门件绕门旋转轴转动，门件和框件绕中心旋转轴转动，门件通过框件和门框旋转轴实现移动。申请人在长期实践过程中经过深入研究发现：采用目前的二级铰链机构时，当要实现一定的移动距离时，二级铰链机构的门件和框件尺寸大，占用较大的空间，并且结构不紧凑，尤其是在航天领域中，由于航天设备的空间有限，因此如何在有限空间内降低航天电源机箱的占用空间并实现结构紧凑至关重要。申请人经过大量深入研究，针对传统航天电源二级铰链机构的占用较大的空间、结构不紧凑问题，通过设置导向件，显著增大二级铰链机构的移动距离，该种可收缩二级铰链机构的占地空间小，结构紧凑，使用方便，适用航天电源机箱。

实施例1

本实施例公开了一种用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构，如图1-4所示，可收缩二级铰链机构包括框件1、门件2、中心旋转轴3、导向轴6和导向件7；框件1包括框件上板1a和框件下板1c，框件上板1a和框件下板1c通过框件连接板1b连接，框件上板1a和框件下板1c的一端设有第一通孔；门件2包括门件上板2a和门件下板2c，门件上板2a和门件下板2c通过门件连接板2b连接，门件上板2a和门件下板2c的一端设有第二通孔；导向件7包括上导板7a和下导板7c，上导板7a和下导板7c通过导板连接板7b连接，上导板7a和下导板7c的一端设有腰形通孔，上导板7a和下导板7c的另一端设有第三通孔；中心旋转轴3通过第一通孔和第三通孔将框件1与导向件7连接起来，导向轴6通过第二通孔和腰形通孔将门件2与导向件7连接起来，框件1、门件2、中心旋转轴3、导向轴6和导向件7均可以为1个或多个。

与现有技术相比，本实施例提供的可收缩二级铰链机构，通过设置导向件，并且通过在导向件上设置腰形通孔，通过中心旋转轴将框件与导向件连接起来，通过导向轴将门件与导向件连接起来，通过导向轴在腰形通孔的移动实现二级铰链的可收缩功能，此种结构紧凑，当要实现一定的移动距离时，二级铰链机构的门件和框件尺寸较小，节省空间；并且门件、中心旋转轴、导向轴和导向件均可以为多个，这样在需要实现大距离移动时，可以多设置几个门件、中心旋转轴、导向轴和导向件，从而保证每个门件和导向件的长度不至于过长。

值得注意的是，可收缩二级铰链机构还包括导向销8，门件上板2a的下表面和门件下板2c的上表面上均设置导向销盲孔，在上导板7a的上表面和下导板7c的下表面设置导向凹槽，导向销8的一端安装在导向销盲孔中，导向销8的另一端插入导向凹槽内，导向销8为圆柱形；通过导向轴6和导向销8的共同作用，保证了门件2只能沿着导向件7滑动，而不能绕着导向件7转动。

为了能够将框件1与使用场景配合起来，例如为了能够将框件1固定在航天电源机箱的门框上，可收缩二级铰链机构还包括门框旋转轴4，在框件上板1a和框件下板1c的另一端均设有第四通孔，门框旋转轴4置于第四通孔内，门框旋转轴4的一端设有螺纹(此处只在一端设有螺纹而不是两端均设置螺纹是为了方便门框旋转轴4插入第四通孔内)，门框旋转轴4通过螺纹固定在门框上。

值得注意的是，可收缩二级铰链机构还包括门旋转轴5，门件上板2a和门件下板2c的另一端设有第五通孔，门旋转轴5置于第五通孔内。

为了适应不同的场景，中心旋转轴3、导向轴6和门旋转轴5的一端均设有螺纹，在不同的场景下，可以将中心旋转轴3、导向轴6或门旋转轴5固定，实现可收缩二级铰链机构多角度的转动，适用性广。

具体的，框件上板1a、框件下板1c、门件上板2a、门件下板2c、上导板7a和下导板7c均为长方体，框件上板1a、框件下板1c、门件上板2a、门件下板2c的长度均相同。

由于在航空航天领域中，减重是一个很大的需求，为了减轻可收缩二级铰链机构的重量，框件上板1a、框件下板1c、门件上板2a、门件下板2c、上导板7a和下导板7c的厚度(即长方体的宽度)可以尽量减少，为了保证可收缩二级铰链机构的强度，同时减轻可收缩二级铰链机构的重量，框件上板1a、框件下板1c、门件上板2a和门件下板2c的高度过大会占用较大空间，高度过小的话会导致框件1和门件2的强度不足，因此控制框件上板1a、框件下板1c、门件上板2a和门件下板2c的尺寸均为：长60～70mm，宽11～15mm，高11～15mm；控制上导板7a和下导板7c的尺寸均为：长60～70mm，宽10～13mm，高10～13mm；控制框件连接板1b的长度为160～200mm。

示例性的，框件上板1a、框件下板1c、门件上板2a和门件下板2c的尺寸均为：长65mm，宽12.5mm，高12.5mm；上导板7a和下导板7c的尺寸均为：长65mm，宽10mm，高10mm；框件连接板1b的长度为180mm。

由于腰形通孔的两边需要封闭，因此腰形通孔的长度小于上导板7a的长度，为了保证腰形通孔的使用寿命，上导板7a与腰形通孔的长度差为6～10mm。

为了防止框件1在移动的过程中框件上板1a和框件下板1c与固定部件干涉，框件上板1a的上表面和框件下板1c的下表面均设有凸起，凸起的形状为长方体，凸起的高度过大会导致框件1的尺寸过大，占用空间大，凸起的尺寸过小的话，防干涉效果较差，因此，控制凸起的尺寸为：长11～15mm，宽10～13mm，高5～8mm；示例性的，凸起的尺寸为：长11mm，宽10mm，高5mm。

具体的，第一通孔至第五通孔的直径均为3～6mm，示例性的，第一通孔至第五通孔的直径均为4mm。

具体的，为了简化制备工序，降低制造成本，框件上板1a、框件连接板1b和框件下板1c是一体成型的，门件上板2a、门件连接板2b和门件下板2c是一体成型的，上导板7a、导板连接板7b和下导板7c是一体成型的，同时一体成型也能够保证框件1、门件2和导向件7的各部分均匀一致，保证框件1、门件2和导向件7具有一定的强度。

具体的，为了方便安装和拆卸，框件上板1a、框件连接板1b和框件下板1c是可拆卸连接的，门件上板2a、门件连接板2b和门件下板2c是可拆卸连接的，上导板7a、导板连接板7b和下导板7c是可拆卸连接的，采用可拆卸连接的连接方式，运送或者安装时，各部分部件是分散的个体，占用空间较小；使用过程中，当部分部件发生损坏时可以将其拆卸下来进行更换或者维修，方便快捷，仅更换部分部件能够保证其他部件的正常使用，不至于浪费，进而能够降低成本。

为了保证可收缩二级铰链机构可以在任何位置停止，不至于因为风或者振动让铰链机构的位置改变，中心旋转轴3和导向轴6均为阻尼轴。

由于可收缩二级铰链机构在使用过程中门件2会不可避免的与框件1发生碰撞，为了避免门件2和框件1碰撞导致门件2或框件1发生损坏，在框件上板1a和框件下板1c上的第一通孔这一侧的侧面(竖直面)的四条边上均设置柔性部件起到防撞作用，例如柔性部件为橡胶条；在门件上板2a和门件下板2c的匹配部位也设置柔性部件起到防撞作用，例如柔性部件为橡胶条。

具体的，为了提高可收缩二级铰链机构的强度，延长使用寿命，同时保证可收缩二级铰链机构使用一定时间后还能保证光洁明亮的外观，不至于在空气中氧化或者腐蚀，可收缩二级铰链机构的材质为铝合金或不锈钢。

具体的，本实施例中，如果要实现用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构打开到最大状态时的宽度为190mm，则框件上板1a、框件下板1c、门件上板2a、门件下板2c、上导板7a和下导板7c的尺寸均为：长65mm；在收缩到最窄状态时，可收缩二级铰链机构的宽度为70mm。

与现有技术相比，本实施例提供的用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构通过设置导向件，并且通过在导向件上设置腰形通孔，通过中心旋转轴将框件与导向件连接起来，通过导向轴将门件与导向件连接起来，通过导向轴在腰形通孔的移动实现二级铰链的可收缩功能，此种结构紧凑，当要实现一定的移动距离时，二级铰链机构的门件和框件尺寸较小，节省空间；通过设置导向销实现导向功能；通过设置柔性部件，避免使用过程中碰撞导致二级铰链机构的损坏。

实施例2

本实施例公开了一种用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构的使用方法。采用实施例1所述的用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构，用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构的使用方法包括如下步骤：

步骤S1、可收缩二级铰链机构打开到最大状态；

步骤S2、可收缩二级铰链机构关闭到最小状态。

具体的，步骤S1中，可收缩二级铰链机构打开到最大状态的步骤为：门件2绕中心旋转轴3转动，并带动导向轴6沿导向件7上的腰形通孔向远离中心旋转轴3的方向滑动、导向销8沿导向件7上的导向凹槽滑动；中心旋转轴3带动框件1绕门框旋转轴4转动；当导向轴6滑动到导向件7的腰形通孔远离中心旋转轴3的一端时，可收缩二级铰链机构打开到最大状态。

具体的，步骤S2中，可收缩二级铰链机构关闭到最小状态的步骤为：

门件2绕中心旋转轴3转动，并带动导向轴6沿导向件7上的腰形通孔向靠近中心旋转轴3的方向滑动、导向销8沿导向件7上的导向凹槽滑动；中心旋转轴3带动框件1绕门框旋转轴4转动；当导向轴6滑动到导向件7的腰形通孔靠近中心旋转轴3的一端时，可收缩二级铰链机构关闭到最小状态。

对比例1

本对比例公开了一种二级铰链，包括框件、门件、中心旋转轴、门框旋转轴和门旋转轴。具体的，本对比例中，如果要实现可收缩二级铰链机构打开到最大状态时的长度为190mm，则框件和门件尺寸均为：长97mm，收缩到最窄状态时，二级铰链机构的宽度为101mm。

具体的，要实现打开到最大状态时的长度一定时，实施例1和对比例1的框件和门件的尺寸如下表1所示，由表1可知，如果要实现可收缩二级铰链机构打开到最大状态时的宽度为190mm，本申请实施例1的则框件上板1a、框件下板1c、门件上板2a、门件下板2c、上导板7a和下导板7c的尺寸均为：长65mm，在收缩到最窄状态时，可收缩二级铰链机构的宽度为70mm；对比例1的框件和门件尺寸均为：长97mm，收缩到最窄状态时，二级铰链机构的宽度为101mm，远远大于本申请实施例的70mm；如果要实现可收缩二级铰链机构打开到最大状态时的宽度为175mm，本申请实施例1的则框件上板1a、框件下板1c、门件上板2a、门件下板2c、上导板7a和下导板7c的尺寸均为：长60mm，在收缩到最窄状态时，可收缩二级铰链机构的宽度为65mm；对比例1的框件和门件尺寸均为：长89.5mm，收缩到最窄状态时，二级铰链机构的宽度为93.5mm，远远大于本申请实施例的65mm；如果要实现可收缩二级铰链机构打开到最大状态时的宽度为205mm，本申请实施例1的则框件上板1a、框件下板1c、门件上板2a、门件下板2c、上导板7a和下导板7c的尺寸均为：长70mm，在收缩到最窄状态时，可收缩二级铰链机构的宽度为75mm；对比例1的框件和门件尺寸均为：长104.5mm，收缩到最窄状态时，二级铰链机构的宽度为108.5mm，远远大于本申请实施例的75mm；可以看出，采用本申请实施例的可收缩二级铰链机构能够明显节省空间。

表1实施例1和对比例1的参数

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于航天电源机箱的可收缩二级铰链机构，其特征在于，所述可收缩二级铰链机构包括框件(1)、门件(2)、中心旋转轴(3)、导向轴(6)和导向件(7)；所述导向件(7)包括上导板(7a)和下导板(7c)，所述上导板(7a)和下导板(7c)通过导板连接板(7b)连接，所述上导板(7a)和下导板(7c)的一端均设有腰形通孔，所述上导板(7a)和下导板(7c)的另一端均设有第三通孔；所述框件(1)与导向件(7)通过中心旋转轴(3)铰接，所述门件(2)与导向件(7)通过导向轴(6)铰接；

所述框件(1)包括框件上板(1a)和框件下板(1c)，所述框件上板(1a)和框件下板(1c)通过框件连接板(1b)连接，所述框件上板(1a)和框件下板(1c)的一端均设有第一通孔；所述门件(2)包括门件上板(2a)和门件下板(2c)，所述门件上板(2a)和门件下板(2c)通过门件连接板(2b)连接，所述门件上板(2a)和门件下板(2c)的一端均设有第二通孔；

所述中心旋转轴(3)穿过第一通孔和第三通孔，所述导向轴(6)穿过第二通孔和腰形通孔。

2.根据权利要求1所述的可收缩二级铰链机构，其特征在于，所述可收缩二级铰链机构还包括导向销(8)。

3.根据权利要求1所述的可收缩二级铰链机构，其特征在于，所述中心旋转轴(3)和导向轴(6)均为阻尼轴。

4.根据权利要求1所述的可收缩二级铰链机构，其特征在于，所述可收缩二级铰链机构还包括门框旋转轴(4)；

所述框件上板(1a)和框件下板(1c)的另一端均设有第四通孔，所述门框旋转轴(4)置于第四通孔内。

5.根据权利要求4所述的可收缩二级铰链机构，其特征在于，所述可收缩二级铰链机构还包括门旋转轴(5)，所述门件上板(2a)和门件下板(2c)的另一端设有第五通孔，所述门旋转轴(5)置于第五通孔内。

6.根据权利要求1所述的可收缩二级铰链机构，其特征在于，所述框件上板(1a)的上表面和框件下板(1c)的下表面均设有凸起。

7.根据权利要求4-6任一项所述的可收缩二级铰链机构，其特征在于，所述框件上板(1a)、框件连接板(1b)和框件下板(1c)是一体成型，所述门件上板(2a)、门件连接板(2b)和门件下板(2c)是一体成型，所述上导板(7a)、导板连接板(7b)和下导板(7c)是一体成型。

8.根据权利要求6所述的可收缩二级铰链机构，其特征在于，所述框件上板(1a)、框件连接板(1b)和框件下板(1c)可拆卸连接，所述门件上板(2a)、门件连接板(2b)和门件下板(2c)可拆卸连接，所述上导板(7a)、导板连接板(7b)和下导板(7c)可拆卸连接。

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