CN111268180B - 一种太空桁架快接误差调整机构 - Google Patents
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Abstract
一种太空桁架快接误差调整机构，属于桁架快插对接机构技术领域。所述太空桁架快接误差调整机构，包括两个支撑架以及并联设置于两个支撑架之间的支链一、支链二和支链三，支撑架包括三角形的连接架，所述连接架的三个顶点均连接有双向快插接头，双向快插接头为对称结构，其包括端盖、套筒和接头基座，所述接头基座的两侧均连接有套筒，所述套筒与端盖连接，所述接头基座的内部设置有基座柱凸，支链一包括串联设置的电动缸一和十字万向铰，支链二包括串联设置的电动缸二、偏转铰和球铰，支链三包括串联设置的球铰、连接杆和球铰。所述太空桁架快接误差调整机构，其能够调整太空桁架对接误差，保证桁架整体直线精度。
Description
技术领域
本发明涉及桁架快插对接机构技术领域，特别涉及一种太空桁架快接误差调整机构。
背景技术
一些特定功能的太空运行卫星需要桁架式的功能结构，而且对太空桁架式结构有一定的直线精度要求。桁架单元组合对接时存在误差，且长距离桁架多个单元依次对接时，误差累积将导致桁架直线度偏差增大，不满足其功能要求。故需要在桁架单元对接过程中进行实时误差调整，以满足长距离桁架直线精度要求。由于太空桁架升空运载的轻质量需求，太空桁架多采用管式部件，现有的太空桁架对接机构只能对桁架管体进行自锁，长距离的太空桁架对接产生的误差无法调节。
发明内容
为了解决现有技术存在的太空桁架对接装置误差调整能力的不足等技术问题，本发明提供了一种针对管式桁架基本组件、能够实现三角形桁架快速对接、同时具备误差调整能力的太空桁架快接误差调整机构，其能够调整太空桁架对接误差，保证桁架整体直线精度。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种太空桁架快接误差调整机构，用于将桁架管连接成桁架并能够进行误差调整，包括两个支撑架以及并联设置于两个支撑架之间的支链一、支链二和支链三；
所述支撑架包括三角形的连接架，所述连接架的三个顶点均连接有双向快插接头；所述双向快插接头为对称结构，其包括端盖、套筒和接头基座，所述接头基座的两侧均连接有套筒，所述套筒与端盖连接，所述接头基座的内部设置有基座柱凸；
所述支链一包括串联设置的电动缸一和十字万向铰；
所述支链二包括串联设置的电动缸二、偏转铰和球铰；
所述支链三包括串联设置的球铰、连接杆和球铰。
进一步的，所述支链一、支链二和支链三的一端分别与一个支撑架的三个双向快插接头连接，所述支链一、支链二和支链三的另一端分别与另一个支撑架的三个双向快插接头连接。
进一步的，所述接头基座与套筒连接处设置有内簧片，所述套筒和端盖的连接处设置有内簧片，所述基座柱凸的两端均设置有外簧片。
优选的，所述内簧片和外簧片均为圆环形结构，所述外簧片焊接在基座柱凸上。
所述接头基座为左右对称的回转体结构。
所述端盖的接口处为内倒角结构。
所述连接架的三个顶点均设置有套管，用于与双向快插接头连接。
本发明有益效果是：
1)本发明采用直插式设计，不需要对接锁紧驱动机构，桁架误差调整机构对接速度快、方便快捷，插接机构无需锁紧驱动，驱动电机少，满足太空桁架拼接的少驱动需求；
2)能够实现太空中三角桁架的上下俯仰和左右偏转两自由度的误差调节；
3)能够实现太空中三角桁架拼装误差的主动调节；
4)本发明结构灵活，通过串接球铰、电动缸、偏转铰、十字万向铰等结构，使各支链能够灵活偏转且可通过调整电动缸伸缩实现对三角形桁架直线精度的主动控制；
5)本发明安装高效，通过双向快插接头使桁架在安装连接过程中更高效，提升太空桁架安装速度。
本发明的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种太空桁架快接误差调整机构的整体结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种太空桁架快接误差调整机构的原理图；
图3是本发明实施例提供的双向快插接头的剖视示意图；
图4是本发明实施例提供的双向快插接头与桁架管插接后的剖视示意图；
图5是本发明实施例提供的太空桁架快接误差调整机构进行左偏调整的示意图；
图6是本发明实施例提供的太空桁架快接误差调整机构进行右偏调整的示意图；
图7是本发明实施例提供的太空桁架快接误差调整机构进行上偏调整的示意图；
图8是本发明实施例提供的太空桁架快接误差调整机构进行下偏调整的示意图；
图9是本发明实施例提供的太空桁架快接误差调整机构与桁架单元连接的示意图。
说明书附图中的附图标记包括：
1-双向快插接头，2-连接架，3-电动缸一，4-十字万向铰，5-球铰，6-偏转铰，7-电动缸二，8-端盖，9-内簧片，10-套筒，11-基座柱凸，12-接头基座，13-外簧片，14-桁架管，15-连接杆，16-套管，17-桁架单元，18-支链一，19-支链二，20-支链三。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“二”、“三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
为了解决现有技术存在的问题，如图1至图9所示，本发明提供了一种太空桁架快接误差调整机构，用于将桁架管14连接成桁架并能够进行误差调整，包括两个支撑架以及并联设置于两个支撑架之间的支链一18、支链二19和支链三20；
支撑架包括三角形的连接架2，连接架2的三个顶点均连接有双向快插接头1；双向快插接头1为左右对称结构，其包括端盖8、套筒10、接头基座12、内簧片9和外簧片13，接头基座12的两侧均连接有套筒10，接头基座12与套筒10连接处设置有内簧片9，套筒10与端盖8连接，套筒10和端盖8的连接处设置有内簧片9；接头基座12的内部设置有基座柱凸11，基座柱凸11的两端均设置有外簧片13；内簧片9和外簧片13均为圆环形结构，外簧片13焊接在基座柱凸11上；
支链一18包括串联设置的电动缸一3和十字万向铰4，串接后两端均与对应的快插接头固定连接；
支链二19包括串联设置的电动缸二7、偏转铰6和球铰5，串接后两端均与对应的快插接头固定连接；
支链三20包括串联设置的球铰5、连接杆15和球铰5，串接后两端均与对应的快插接头固定连接。
如图1和图2所示，支链一18、支链二19和支链三20的一端分别与一个支撑架的三个双向快插接头1连接，支链一18、支链二19和支链三20的另一端分别与另一个支撑架的三个双向快插接头1连接。具体设置为：支链一18中，电动缸一3的一端与一个支撑架的第一个双向快插接头1连接，电动缸一3的另一端与十字万向铰4连接，十字万向铰4与另一个支撑架的第一个双向快插接头1连接；支链二19中，电动缸二7的一端与一个支撑架的第二个双向快插接头1连接，电动缸二7的另一端依次与偏转铰6和球铰5连接，球铰5与另一个支撑架的第二个双向快插接头1连接；支链三20中，球铰5的一端与一个支撑架的第三个双向快插接头1连接，球铰5的另一端依次与连接杆15、球铰5以及另一个支撑架的第三个双向快插接头1连接；在上述三个支链连接的过程中，可根据实际情况在各部件的连接处设置连接件以实现连接，比如在电动缸、球铰5、十字万向铰4与双向快插接头1的连接端设置钢管以实现与双向快插接头1的连接。
本实施例中，三个双向快插接头1与连接架2固定连接组合成为三角形的支撑架，连接架2的三个顶点均设置有套管16，用于与双向快插接头1连接，双向快插接头1与套管16采用焊接方式连接。
如图3和图4所示，双向快插接头1为两端可同时插入桁架管14的自动锁紧结构，当桁架管14插入至双向快插接头1的基座柱凸11底端时，内簧片9卡住桁架管14外圆柱面，外簧片13卡住桁架管14内圆柱面，实现桁架管14与双向快插接头1的固定连接。接头基座12为左右对称的回转体结构，套筒10与接头基座12螺纹连接，并且螺纹连接后采用点焊方式锁死螺纹连接，同时圆环形内簧片9的外沿压接于套筒10与接头基座12之间；端盖8与套筒10螺纹连接，并且螺纹连接后采用点焊方式锁死螺纹连接，同时圆环形内簧片9的外沿压接于端盖8与套筒10之间。每个双向快插接头1共包含4个内簧片9，4个内簧片9在双向快插接头1内呈左右对称式设置，该设置可使桁架管14直接插入双向快插接头1且由内簧片9锁死。接头基座12内设置有圆柱状的基座柱凸11并且基座柱凸11上焊接有外簧片13能够提高双向快插接头1连接处强度及刚度。端盖8的接口处为内倒角结构，端盖8用于压紧内簧片9，其与桁架管14连接的接口处为内倒角式结构，具有导向作用，能够提高快接过程对接许用误差，提高快接速度及成功率。
本发明调整误差过程为：当机构中一个支撑架固定时，支链一18和支链二19中的两电动缸差动伸长缩短，实现机构的左右偏转调节。当机构中一个支撑架固定时，支链一18和支链二19中的两电动缸同时伸长或缩短，可实现机构的上下俯仰角度调节。最终实现桁架的左右偏转和上下俯仰自由度主动调节，提高太空桁架整体直线精度。
如图5和图6所示，本发明通过电动缸的差动伸缩调整机构左右偏转，从而调整桁架左右直线度误差。如图5所示，支链一18中电动缸一3收缩，支链二19中电动缸二7伸长，完成误差左偏调整。如图6所示，支链一18中电动缸一3伸长，支链二19中电动缸二7收缩，完成误差右偏调整。
如图7和图8所示，本发明通过电动缸同步伸缩调整机构上下偏转，从而调整桁架俯仰直线度误差。如图7所示，支链一18和支链二19中的电动缸同步伸长，完成误差上偏调整。如图8所示，支链一18和支链二19中的电动缸同步缩短，完成误差下偏调整。
如图9所示，本发明可根据不同桁架直线度精度要求，单个或多个间隔布置于桁架单元17之间，且每两个误差调整机构之间可根据需求布置不同数量的串接桁架单元17。
本发明的双向快插接头1亦可单独使用作为桁架管14之间连接的续接件。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种太空桁架快接误差调整机构，其特征在于，包括两个支撑架以及并联设置于两个支撑架之间的支链一、支链二和支链三；
所述支撑架包括三角形的连接架，所述连接架的三个顶点均连接有双向快插接头；所述双向快插接头为对称结构，其包括端盖、套筒和接头基座，所述接头基座的两侧均连接有套筒，所述套筒与端盖连接，所述接头基座的内部设置有基座柱凸；
所述支链一包括串联设置的电动缸一和十字万向铰；
所述支链二包括串联设置的电动缸二、偏转铰和球铰一；
所述支链三包括串联设置的球铰二、连接杆和球铰三。
2.根据权利要求1所述的太空桁架快接误差调整机构，其特征在于，所述支链一、支链二和支链三的一端分别与一个支撑架的三个双向快插接头连接，所述支链一、支链二和支链三的另一端分别与另一个支撑架的三个双向快插接头连接。
3.根据权利要求1所述的太空桁架快接误差调整机构，其特征在于，所述接头基座与套筒连接处设置有内簧片，所述套筒和端盖的连接处设置有内簧片，所述基座柱凸的两端均设置有外簧片。
4.根据权利要求3所述的太空桁架快接误差调整机构，其特征在于，所述内簧片和外簧片均为圆环形结构，所述外簧片焊接在基座柱凸上。
5.根据权利要求1所述的太空桁架快接误差调整机构，其特征在于，所述接头基座为左右对称的回转体结构。
6.根据权利要求1所述的太空桁架快接误差调整机构，其特征在于，所述端盖的接口处为内倒角结构。
7.根据权利要求1所述的太空桁架快接误差调整机构，其特征在于，所述连接架的三个顶点均设置有套管，用于与双向快插接头连接。
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