CN111101789B - 一种单点控制多点联动的高精度快速锁紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明提高了一种单点控制多点联动的快速锁紧机构，其包括由双支耳(1‑1)和开口单支耳(1‑2)、辅助支耳(2)、浮动节(3)、一字节块(3‑1)、十字节块(3‑2)、油缸支座(4)、锁紧油缸(5)、连接轴(6)、销轴(7)、锁紧传感器(8)、分离传感器(9)、阵面折叠支耳(12)，该锁紧机构仅采用一个锁紧油缸及一套液压管路系统。单套锁紧油缸及液压管路系统结构紧凑，利于布置在空间比较紧凑的狭窄空间，这对高集成化阵面的设计尤为重要；另外，单套控制系统及锁紧油缸克服了传统设计中控制点与锁紧点相同导致的液压控制系统多且复杂、可靠性低的缺点。

Description

一种单点控制多点联动的高精度快速锁紧机构

技术领域

本发明涉及一种锁紧装置，尤其涉及一种单点控制多点联动的高精度快速锁紧机构。

背景技术

阵面结构是实现雷达性能和战术指标的重要载体，随着有源相控阵雷达技术的快速发展，其结构上也逐渐呈现出功能多元化、布局集成化、口径大型化及外形轻薄化等多种特点。

车载雷达为满足运输及高机动性能要求，大口径轻薄化阵面必然需通过分块折叠设计来实现；为满足良好的电性能，克服各分块雷达间的阵面出现张口进而导致单元间距变大、单元反射面的平面度降低、分块间电连续难以保证等问题，设计中多通过在各分块间设计锁紧机构来消除各分块间的间隙。随着阵面集成化程度和可靠性要求的不断提高，对锁紧机构的布置空间及控制系统的可靠性提出了很高要求，据此本发明中设计了单点控制多点联动的高精度快速锁紧机构。

发明内容

本发明的目的在于设计一种结构形式新颖紧凑、精度高、控制系统简单可靠、满足由多块阵面快速拼接而成的雷达的高精度、高集成及高机动的性能要求。

本发明的技术方案是提供了一种单点控制多点联动的快速锁紧机构，其包括由双支耳和开口单支耳、辅助支耳、浮动节、一字节块、十字节块、油缸支座、锁紧油缸、连接轴、销轴、锁紧传感器、分离传感器、阵面折叠支耳，其特征在于：

开口单支耳固定在第一阵面的结合侧面上，双支耳和辅助支耳固定在第二阵面的结合侧面上，

锁紧油缸通过油缸支座固定在第二阵面的结合侧面上，锁紧油缸两侧的活动端可以在液压控制下伸出或收缩；

锁紧油缸两侧分别设置有销轴和连接轴，其中，每个销轴用于连接对应的双支耳和单支耳，锁紧油缸的活动轴、销轴和连接轴之间分别通过浮动节连接；当锁紧油缸推动活动轴伸缩时，能够带动销轴和连接轴一起运动；

阵面折叠支耳固定在与第二阵面的结合侧面垂直的平面上，当第一阵面的结合侧面和第二阵面的结合侧面呈开合垂直状态时，阵面折叠支耳用于支撑第一阵面。

锁紧传感器和分离传感器分别布置在两个连接轴最外侧端部，用于实时监控锁紧机构的工作状态。

进一步地，锁紧油缸的两侧分别布置两个双支耳和辅助支耳，相邻两个辅助支耳夹在对应两个双支耳的之间。

进一步地连接轴穿过辅助支耳，从而保证其运动过程的稳定。

进一步地浮动节具有十字节块和一字节块，十字节块为端面分别开设槽口的圆柱体，两个端面的槽口位置相差90°，一字节块的一侧设置有与十字节块槽口连接的凸起，另一侧设置有活动轴、销轴和连接轴连接的螺纹孔。

进一步地，天线在正常工作时，第一阵面和第二阵面展开到位之前，锁紧油缸带动连接轴将销轴运动出开口单支耳的轴孔，此状态下销轴与锁紧点呈分离状态；第一阵面和第二阵面当阵面展开到位后，锁紧油缸带动连接轴将销轴大直径部分推进由双支耳和开口单支耳组成的锁紧点轴孔中以实现锁紧机构的锁紧状态。

进一步地，锁紧传感器与分离传感器都是霍尔传感器，通过合理布置两个传感器与连接轴的相对位置使得锁紧时，连接轴与锁紧传感器接近，使锁紧传感器产生电信号，终端显示为“1”，此时另一端的分离传感器远离连接轴将不产生电信号，终端显示为“0”；反之，当锁紧机构处于分离状态时，连接轴远离锁紧传感器将不产生电信号，终端显示为“0”，连接轴与分离传感器接近产生电信号，终端显示为“1”。

本发明的有益效果是：

(1)锁紧机构仅采用一个锁紧油缸及一套液压管路系统。单套锁紧油缸及液压管路系统结构紧凑，利于布置在空间比较紧凑的狭窄空间，这对高集成化阵面的设计尤为重要；另外，单套控制系统及锁紧油缸克服了传统设计中控制点与锁紧点相同导致的液压控制系统多且复杂、可靠性低的缺点；

(2)通过布置信号传感器对锁紧机构的锁紧与分离状态进行监控，确保利用该锁紧机构的阵面始终处于安全的工作状态。避免出现工作状态下未锁紧到位或阵面折叠前锁紧机构未完全分离的情况发生；

(3)通过在各锁紧点间布置径向可调节的浮动节来消除各销轴间的同轴度误差，同时可消除销轴在阵面锁紧过程中的受载变形引起的销轴直线度降低及运动不灵活的问题；

(4)通过设计开口支耳解决阵面展开及折叠过程中联动销轴与支耳的干涉问题；

(5)通过精细化的尺寸链设计避免了现场装配过程中的调整环节，提高了装配效率。

附图说明

图1是本发明锁紧机构的结构示意图(爆炸图)。

图2是锁紧机构锁紧状态下的结构示意图。

图3是锁紧机构阵面安装图(锁紧状态)。

图4是锁紧机构阵面安装图(分离状态)。

图5是锁紧点结构示意图。

图6是浮动节结构示意图。

图7是锁紧点双支耳和开口单支耳示意图。

其中：1.锁紧点；1-1.双支耳；1-2.开口单支耳；2.辅助支耳；3.浮动节；3-1.浮动节座1；3-2.浮动节座2；4.油缸支座；5.锁紧油缸；6.连接轴；7.销轴；8.锁紧传感器；9.分离传感器；10.第一阵面；11.第二阵面；12.阵面折叠支耳。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，该实施例提供了一种单点控制多点联动的快速锁紧机构，其包括由双支耳1-1和开口单支耳1-2组成的4个锁紧点1、4个辅助支耳2、6个浮动节3、一字节块3-1、十字节块3-2、油缸支座4、锁紧油缸5、连接轴6、4根销轴7、锁紧传感器8、分离传感器9、阵面折叠支耳12。

其中，开口单支耳1-2固定在第一阵面10的结合侧面上，双支耳1-1和辅助支耳2固定在第二阵面11的结合侧面上，且锁紧油缸5的两侧分别布置两个双支耳1-1和辅助支耳2，相邻两个辅助支耳2夹在对应两个双支耳1-1的之间；

锁紧油缸5通过油缸支座4固定在第二阵面11的结合侧面上，锁紧油缸5两侧的活动端可以在液压控制下伸出或收缩。

锁紧油缸5两侧分别设置有两个销轴7和一个连接轴6，其中，每个销轴7用于连接对应的双支耳1-1和单支耳1-2，

锁紧油缸5的活动轴、销轴7和连接轴6之间分别通过浮动节3连接。当锁紧油缸5推动活动轴伸缩时，能够带动销轴7和连接轴6一起运动。

其中，连接轴6穿过辅助支耳2，从而保证其运动过程的稳定。

浮动节3具有十字节块3-2和一字节块3-1，如图6所示，十字节块3-2为端面分别开设槽口的圆柱体，两个端面的槽口位置相差90°，一字节块3-1的一侧设置有与十字节块3-2槽口连接的凸起，另一侧设置有活动轴、销轴7和连接轴6连接的螺纹孔。

阵面折叠支耳12固定在与第二阵面11的结合侧面垂直的平面上，当第一阵面10的结合侧面和第二阵面11的结合侧面呈开合垂直状态时，阵面折叠支耳12用于支撑第一阵面10。

锁紧传感器8和分离传感器9分别布置在两个连接轴6最外侧端部，用于实时监控锁紧机构的工作状态。

图2～图5说明了锁紧机构的两种工作状态：锁紧状态和分离状态。这两种状态下的锁紧机构的工作过程如下：

分离状态至锁紧状态的运动过程：

天线在正常工作时，第一阵面10和第二阵面11将由如图4所示的折叠状态沿折叠支耳12旋转至如图3所示的展开状态。

阵面展开到位之前，锁紧油缸5带动连接轴6将销轴7运动出开口单支耳1-2的轴孔，此状态下销轴7与锁紧点的位置关系如图5所示的锁紧点分离状态图一致；

在阵面展开到位的过程中，开口单支耳1-2的开口形状与第二阵面11的运动轨迹一致进而保证阵面展开到位且未锁紧前开口单支耳1-2可顺利运动至双支耳1-1、销轴7同心；当阵面展开到位后，锁紧油缸5带动连接轴6将销轴7大直径部分推进由双支耳1-1和开口单支耳1-2组成的锁紧点轴孔中以实现锁紧机构的锁紧状态。

锁紧状态下，四个锁紧点可保证第一阵面10和第二阵面11间紧密结合，进而保证相邻单元间的位置精度。

锁紧状态至分离状态的运动过程：天线在运输或维护保养阶段，第一阵面10和第二阵面11将由如图3所示的展开状态沿折叠支耳12旋转至如图4所示的折叠状态。

两块阵面分离前，锁紧油缸5带动连接轴6将销轴7大直径部分脱离由双支耳1-1和开口单支耳1-2组成的锁紧点轴孔中以实现锁紧机构的解锁状态。

解锁以后，销轴7与锁紧点的位置关系如图5所示的锁紧点分离状态，此时，第一阵面10和第二阵面11逐步分离直到图4所示的阵面运输状态。

该锁紧机构中4个锁紧点仅通过单个油缸来推动由连接轴6和销轴7组成的一根约4米长轴的运动来实现锁紧点1的锁紧和分离，因此在锁紧和分离过程中连接轴将会弯曲变形或失稳，为避免该问题的发生，锁紧机构中增加了4个辅助支耳2来增加连接轴的轴向刚度。

如果由连接轴6和销轴7组成的约4米长轴通过整体加工而成，将对该轴的加工精度、刚度等提出严格要求，不但增加了加工成本也为产品的长期可靠使用带来考验。该实施例中为了避免此类问题，通过在各锁紧点间设计6个如图6所示的浮动节3，浮动节十字节块3-2和一字节块3-1之间可实现沿开槽方向运动，以此来降低连接轴与销轴之间的同轴度要求。

锁紧机构在锁紧和分离过程中，开口单支耳1-2和双支耳1-1会承受较大的切向力，设计中通过在两种支耳的安装支座上设计限位台阶以降低锁紧和分离过程中支耳固定螺钉所受的剪切力。

通过在连接轴6两端分别布置锁紧传感器8和分离传感器9以实时监控锁紧机构的工作状态，确保锁紧机构安全工作。锁紧传感器与分离传感器都是霍尔传感器，通过合理布置两个传感器与连接轴的相对位置使得锁紧时，连接轴6与锁紧传感器8接近，使锁紧传感器8产生电信号，终端显示为“1”，此时另一端的分离传感器9远离连接轴6将不产生电信号，终端显示为“0”；反之，当锁紧机构处于分离状态时，连接轴6远离锁紧传感器8将不产生电信号，终端显示为“0”，连接轴6与分离传感器9接近产生电信号，终端显示为“1”。通过锁紧传感器8和分离传感器9在终端的信号显示实时监控锁紧机构的工作状态，为阵面的安全工作提供依据。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种单点控制多点联动的快速锁紧机构，其包括由双支耳(1-1)和开口单支耳(1-2)、辅助支耳(2)、浮动节(3)、一字节块(3-1)、十字节块(3-2)、油缸支座(4)、锁紧油缸(5)、连接轴(6)、销轴(7)、锁紧传感器(8)、分离传感器(9)、阵面折叠支耳(12)，其特征在于：

开口单支耳(1-2)固定在第一阵面(10)的结合侧面上，双支耳(1-1)和辅助支耳(2)固定在第二阵面(11)的结合侧面上，

锁紧油缸(5)通过油缸支座(4)固定在第二阵面(11)的结合侧面上，锁紧油缸(5)两侧的活动端可以在液压控制下伸出或收缩；

锁紧油缸(5)两侧分别设置有销轴(7)和连接轴(6)，其中，每个销轴(7)用于连接对应的双支耳(1-1)和单支耳(1-2)，锁紧油缸(5)的活动轴、销轴(7)和连接轴(6)之间分别通过浮动节(3)连接；当锁紧油缸(5)推动活动轴伸缩时，能够带动销轴(7)和连接轴(6)一起运动；

阵面折叠支耳(12)固定在与第二阵面(11)的结合侧面垂直的平面上，当第一阵面(10)的结合侧面和第二阵面(11)的结合侧面呈开合垂直状态时，阵面折叠支耳(12)用于支撑第一阵面(10)；

锁紧传感器(8)和分离传感器(9)分别布置在两个连接轴(6)最外侧端部，用于实时监控锁紧机构的工作状态。

2.根据权利要求1所述的单点控制多点联动的快速锁紧机构，其特征在于：锁紧油缸(5)的两侧分别布置两个双支耳(1-1)和辅助支耳(2)，相邻两个辅助支耳(2)夹在对应两个双支耳(1-1)之间。

3.根据权利要求1所述的单点控制多点联动的快速锁紧机构，其特征在于：连接轴(6)穿过辅助支耳(2)，从而保证其运动过程的稳定。

4.根据权利要求1所述的单点控制多点联动的快速锁紧机构，其特征在于：浮动节(3)具有十字节块(3-2)和一字节块(3-1)，十字节块(3-2)为端面分别开设槽口的圆柱体，两个端面的槽口位置相差90°，一字节块(3-1)的一侧设置有与十字节块(3-2)槽口连接的凸起，另一侧设置有活动轴、销轴(7)和连接轴(6)连接的螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的单点控制多点联动的快速锁紧机构，其特征在于：

天线在正常工作时，第一阵面(10)和第二阵面(11)展开到位之前，锁紧油缸(5)带动连接轴(6)将销轴(7)运动出开口单支耳(1-2)的轴孔，此状态下销轴(7)与锁紧点呈分离状态；

第一阵面(10)和第二阵面(11)当阵面展开到位后，锁紧油缸(5)带动连接轴(6)将销轴(7)大直径部分推进由双支耳(1-1)和开口单支耳(1-2)组成的锁紧点轴孔中以实现锁紧机构的锁紧状态。

6.根据权利要求1所述的单点控制多点联动的快速锁紧机构，其特征在于：

锁紧传感器与分离传感器都是霍尔传感器，通过合理布置两个传感器与连接轴的相对位置使得锁紧时，连接轴(6)与锁紧传感器(8)接近，使锁紧传感器(8)产生电信号，终端显示为“1”，此时另一端的分离传感器(9)远离连接轴(6)将不产生电信号，终端显示为“0”；反之，当锁紧机构处于分离状态时，连接轴(6)远离锁紧传感器(8)将不产生电信号，终端显示为“0”，连接轴(6)与分离传感器(9)接近产生电信号，终端显示为“1”。

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