CN110775303B - 一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱 - Google Patents

Abstract

一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱。包括主框体(1)、螺杆(2)、支承组件(3)、齿轮系(4)、动力接口(5)；主框体(1)为三棱柱状框架结构；螺杆(2)分布在主框体(1)的三个棱边处；多个支承组件(3)沿主框体(1)的轴向分步在主框体(1)的棱边上；齿轮系(4)、动力接口(5)保持接触串联，共同布置在主框体(1)的下框(1‑4)上；动力接口(5)接入驱动力，齿轮系(4)同步驱动各螺杆(2)旋转。本发明解决大型一维展开机构根部大承载及运动同步控制的问题。

Description

一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种单驱联动的展开机构收藏箱。

背景技术

随着我国空间任务的快速发展，航天器大型化趋势越来越明显，航天器对在轨功率的需求的增加促进了大面积太阳翼的发展。一维展开机构是大型航天器的太阳翼的核心部件之一，能够实现太阳翼的多次重复展收、支撑和精确定位，因此展开机构的收藏箱需具备低功率、精确传动及大承载性能，以满足展开机构长期可靠在轨运行的需求。

现有的其他构型展开机构，一方面，需多驱动源对机构的展开或收拢动作进行控制，导致控制同步性差、传动精度低；另一方面，根部承载刚度较小、回转稳定性差，直接影响展开机构的承载能力。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：为了解决大型一维展开机构根部大承载及运动同步控制的问题，本发明提供了一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱，为展开机构的伸展臂提供了高强度、高刚度的底部支撑，并通过单驱动源联动驱动螺杆以保证运动传递的同步性。

本发明所采用的技术方案是：一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱，包括主框体、螺杆、支承组件、齿轮系、动力接口；主框体为三棱柱状框架结构；螺杆分布在主框体的三个棱边处；多个支承组件沿主框体的轴向分步在主框体的棱边上；齿轮系、动力接口保持接触串联，共同布置在主框体的下框上；动力接口接入驱动力，齿轮系同步驱动各螺杆旋转。

所述主框体包括上框、纵梁A、纵梁B和下框，上框和下框分别通过纵梁A、纵梁B连接，主框体每个三棱柱面上对称安装纵梁A、纵梁B。

螺杆两端分别由主框体的上框和下框支撑。

支承组件包括支承架、滚轮、固定轴，支撑架为弧形框架，两个滚轮通过固定轴对称安装在支撑架上；支撑架两端分别与纵梁A、纵梁B连接。

齿轮系包括驱动轮、传递轮、中心轮、过渡轮和螺杆齿轮；中心轮安装在下框中心处，螺杆齿轮分别安装在下框的三个角上，螺杆齿轮与螺杆连接，驱动轮安装在动力接口处，驱动轮与传递轮外啮合，传递轮与中心轮啮合，中心轮分别通过过渡轮驱动三个螺杆齿轮。

一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱，还包括加强筋；主框体的三棱柱面上安装多个加强筋。加强筋为X形。

上框、下框和支承组件的材料均为钛合金板材。纵梁A、纵梁B和加强筋的材料为铝基复合材料。螺杆和齿轮系的材料为不锈钢耐磨材料。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明能够将具有三角形截面的桁架折展式伸展臂进行折叠与展开，其具有高承载、高刚度性能以及通过单驱动源实现多螺杆联动的功能。

(2)本发明对空间大型展开机构的在轨展收动作起折叠、展开作用，单一电驱动源可通过所述齿轮系同步驱动所述螺杆，主框体与所述螺杆具有高承载、高刚度性能，螺杆由支承组件支承后具有高回转稳定性，能够保证空间大型展开机构的展开与构型保持需求。

附图说明

图1是本发明的高承载单驱联动的展开机构收藏箱的结构示意图；

图2是本发明的主框体结构示意图；

图3是本发明的支承组件结构示意图；

图4是本发明的齿轮系的结构示意图。

附图标识：1为主框体、2为螺杆、3为支承组件、4为齿轮系、5为动力接口、6为加强筋；1-1为下框、1-2为纵梁A、1-3为纵梁B、1-4为下框；3-1为支承架、3-2为滚轮、3-3为固定轴；4-1为驱动轮、4-2为传递轮、4-3为中心轮、4-4为过渡轮、4-5为螺杆齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1～4所示，一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱的如图1可示，包括主框体1、螺杆2、支承组件3、齿轮系4、动力接口5、加强筋6。主框体1是所述收藏箱的承力及功能部件安装的主结构，由镂空状的空间结构相互固连而成，整体形状呈三棱柱体，加强筋6安装在主框体1的三棱柱面；主框体1包括上框1-1、纵梁A1-2、纵梁B1-3和下框1-4，上框1-1和下框1-4分别通过纵梁A1-2、纵梁B1-3连接，主框体1每个三棱柱面上对称安装纵梁A1-2、纵梁B1-3。螺杆2分布在主框体1的三个边角处，两端分别由主框体1的上框1-1和下框1-4支撑；支承组件3沿主框体1的轴向分步安装在纵梁A1-2、纵梁B1-3上；支承组件3包括支承架3-1、滚轮3-2、固定轴3-3，支撑架3-1为弧形框架，两个滚轮3-2通过固定轴3-3对称安装在支撑架3-1上；支撑架3-1两端分别与纵梁A1-2、纵梁B1-3连接；齿轮系4、动力接口5保持接触串联，共同布置在主框体1的下框1-4上；齿轮系4包括驱动轮4-1、传递轮4-2、中心轮4-3、过渡轮4-4和螺杆齿轮4-5。中心轮4-3安装在下框1-4中心处，螺杆齿轮4-5分别安装在下框1-4的三个角上，螺杆齿轮4-5与螺杆2连接，驱动轮4-1安装在动力接口5处，驱动轮4-1与传递轮4-2外啮合，传递轮4-2与中心轮4-3啮合，中心轮4-3分别通过过渡轮4-4驱动三个螺杆齿轮4-5。

齿轮系4通过单驱动源可实现对三根螺杆2的同步联动控制，支承组件3对螺杆2进行根部径向辅助支承，可提高螺杆2及主框体1的承载刚度及强度，并保证转动稳定性。

支承组件3通过滚轮3-2对螺杆2进行非包裹式径向支承，可提高螺杆的刚度及承载能力，并保证螺杆转动的稳定性。

上框1-1、下框1-4和支承组件3主结构均采用高比强度的钛合金板材，纵梁A1-2、纵梁B1-3和加强筋6采用高比刚度的铝基复合材料，螺杆2和齿轮系4的材料为高强高刚不锈钢耐磨材料。

本发明主要应用于大型航天器的大型一维展开机构，提供了一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱，为展开机构的伸展臂提供了高强度、高刚度的底部支撑，并通过单驱动源联动驱动螺杆以保证运动传递的同步性。

本技术领域的技术人员应理解，本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求。任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，所作的任何变动和修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。

Claims (7)

1.一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱，其特征在于，包括主框体(1)、螺杆(2)、支承组件(3)、齿轮系(4)、动力接口(5)；主框体(1)为三棱柱状框架结构；螺杆(2)分布在主框体(1)的三个棱边处；多个支承组件(3)沿主框体(1)的轴向分步在主框体(1)的棱边上；齿轮系(4)、动力接口(5)保持接触串联，共同布置在主框体(1)的下框(1-4)上；动力接口(5)接入驱动力，齿轮系(4)同步驱动各螺杆(2)旋转；

所述主框体(1)包括上框(1-1)、纵梁A(1-2)、纵梁B(1-3)和下框(1-4)，上框(1-1)和下框(1-4)分别通过纵梁A(1-2)、纵梁B(1-3)连接，主框体(1)每个三棱柱面上对称安装纵梁A(1-2)、纵梁B(1-3)；

支承组件(3)包括支承架(3-1)、滚轮(3-2)、固定轴(3-3)，支撑架(3-1)为弧形框架，两个滚轮(3-2)通过固定轴(3-3)对称安装在支撑架(3-1)上；支撑架(3-1)两端分别与纵梁A(1-2)、纵梁B(1-3)连接；

齿轮系(4)包括驱动轮(4-1)、传递轮(4-2)、中心轮(4-3)、过渡轮(4-4)和螺杆齿轮(4-5)；中心轮(4-3)安装在下框(1-4)中心处，螺杆齿轮(4-5)分别安装在下框(1-4)的三个角上，螺杆齿轮(4-5)与螺杆(2)连接，驱动轮(4-1)安装在动力接口(5)处，驱动轮(4-1)与传递轮(4-2)外啮合，传递轮(4-2)与中心轮(4-3)啮合，中心轮(4-3)分别通过过渡轮(4-4)驱动三个螺杆齿轮(4-5)。

2.根据权利要求1所述的一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱，其特征在于：螺杆(2)两端分别由主框体(1)的上框(1-1)和下框(1-4)支撑。

3.根据权利要求2所述的一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱，其特征在于：还包括加强筋(6)；主框体(1)的三棱柱面上安装多个加强筋(6)。

4.根据权利要求3所述的一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱，其特征在于：加强筋(6)为X形。

5.根据权利要求4所述的一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱，其特征在于：上框(1-1)、下框(1-4)和支承组件(3)的材料均为钛合金板材。

6.根据权利要求5所述的一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱，其特征在于：纵梁A(1-2)、纵梁B(1-3)和加强筋(6)的材料为铝基复合材料。

7.根据权利要求6所述的一种高承载单驱联动的展开机构收藏箱，其特征在于：螺杆(2)和齿轮系(4)的材料为不锈钢耐磨材料。

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