CN112412216A - 一种阻尼可调铰链、舱门结构以及航天器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻尼可调铰链、舱门结构以及航天器，该阻尼可调铰链包括由第一金属材料制成的第一铰支座、第二铰支座、套筒及预紧装置，第一铰支座与第二铰支座通过转轴可转动连接且两者之间设置有第一防磨结构，套筒套设于转轴且套筒与第一铰支座相对固定配合，套筒与第二铰支座可转动配合，套筒与第二铰支座之间设置有第二防磨结构，预紧装置设置于转轴上并将套筒压紧于第二铰支座，上述防磨结构由第二金属材料制成；该阻尼可调铰链整体采用金属材料制作，可保证铰链整体具有良好强度及耐用性，以适应外太空等恶劣环境，减少开合时的磨损，延长使用寿命，并可通过预紧装置实现对铰链阻尼的调节。

Description

一种阻尼可调铰链、舱门结构以及航天器
技术领域
本发明涉及铰链技术领域，特别涉及一种阻尼可调铰链、舱门结构以及航天器。
背景技术
阻尼铰链是指在打开或闭合时能够提供阻尼力的铰链，由于航天员需要维修航天器内部的装置，在打开航天器舱门时，需要使航天器舱门固定在任意位置，现有部分阻尼铰链在太空中温度差异大容易损坏，强度及耐用性较差；另有部分阻尼铰链中存在油等容易在太空中挥发的液体，如油压铰链，无法在太空中使用；还有部分阻尼铰链由于阻尼的存在开合时容易磨损的问题，不能长时间多次使用。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种阻尼可调铰链，以提高铰链的强度及耐用性，使其能够适应太空等恶劣环境，具有较长的使用寿命，并具有可根据使用者的需求对开合阻尼力大小适时调节的功能。
本发明的第二个目的在于提供一种采用上述阻尼可调铰链的舱门结构以及航天器。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种阻尼可调铰链，包括第一铰支座、第二铰支座、套筒以及预紧力可调的预紧装置，所述第一铰支座与所述第二铰支座通过转轴可转动连接，所述第一铰支座与所述第二铰支座的转动配合面之间设置有第一防磨结构，所述套筒套设于所述转轴且所述套筒的第一端与所述第一铰支座相对固定配合，所述套筒的第二端与所述第二铰支座可转动配合，所述套筒与所述第二铰支座的转动配合面之间设置有第二防磨结构，所述预紧装置设置于所述转轴上并将所述套筒压紧于所述第二铰支座，所述第一铰支座、所述第二铰支座、所述套筒以及所述预紧装置由第一金属材料制成，所述第一防磨结构以及所述第二防磨结构由第二金属材料制成。
优选地，所述第一防磨结构为第一防磨垫片，所述第一防磨垫片套设于所述套筒外且所述第一防磨垫片与所述套筒相对固定设置。
优选地，所述第一防磨结构以及所述第二防磨结构均由铝青铜制成。
优选地，所述预紧装置包括调整螺母以及弹性件，所述调整螺母与所述转轴螺纹配合，所述弹性件设置于所述调整螺母与所述套筒之间。
优选地，所述调整螺母设置有两个，两个所述调整螺母相互施加预紧力以避免所述调整螺母松脱。
优选地，所述弹性件由至少两个碟簧串联而成。
优选地，所述预紧装置还包括安装垫片，所述安装垫片设置于所述调整螺母与所述弹性件之间，且所述安装垫片与所述第一铰支座相对固定设置。
优选地，所述第一铰支座上设置有第一支座套，所述第二铰支座上设置有第二支座套，所述套筒的第一端设置于所述第一支座套内，所述套筒的第二端设置于所述第二支座套内，所述第二支座套远离所述第一支座套的一端固定设置有固定座，所述转轴的一端与所述固定座连接，所述转轴的另一端穿过所述第二支座套伸入所述第一支座套内并在所述第一支座套内与所述预紧装置配合连接。
优选地，所述第一铰支座上对称设置有两个所述第一支座套，所述第二铰支座上对称设置有两个所述第二支座套，两个所述第二支座套均位于两个所述第一支座套之间。
优选地，所述第一铰支座、所述第二铰支座、所述套筒以及所述预紧装置由不锈钢制成。
一种舱门结构，包括舱门以及舱体，所述舱门通过如上任意一项所述的阻尼可调铰链设置于所述舱体。
一种航天器，包括如上所述的舱门结构。
为实现上述目的，本发明提供了一种阻尼可调铰链，该阻尼可调铰链包括第一铰支座、第二铰支座、套筒以及预紧力可调的预紧装置，其中，第一铰支座与第二铰支座通过转轴可转动连接，第一铰支座与第二铰支座的转动配合面之间设置有第一防磨结构，套筒套设于转轴且套筒的第一端与第一铰支座相对固定配合，套筒的第二端与第二铰支座可转动配合，套筒与第二铰支座的转动配合面之间设置有第二防磨结构，预紧装置设置于转轴上并将套筒压紧于第二铰支座，第一铰支座、第二铰支座、套筒以及预紧装置由第一金属材料制成，第一金属材料为具有良好强度特性的材料，比如不锈钢或者一些高强度合金等，第一防磨结构以及第二防磨结构由第二金属材料制成，第二金属材料应当具有良好的耐磨特性，比如可以为铝青铜；上述阻尼可调铰链整体采用金属材料制作，并根据结构位置的不同，选择不同的金属材料进行制作，在保证铰链整体具有良好强度及耐用性，能够适应外太空等恶劣环境的同时，还能够减少其开合时的磨损，延长其使用寿命，并且通过预紧力可调的预紧装置可以调节套筒与第二铰支座的转动配合面之间的压力，从而通过控制两者间的摩擦力实现对铰链阻尼的调节，满足用户在使用过程中对不同阻尼大小的需求。
本发明还提供了一种舱门结构以及航天器，该舱门结构以及航天器包括如上所述的阻尼可调铰链，由于上述阻尼可调铰链具有上述技术效果，则采用该阻尼可调铰链的舱门结构以及航天器也应具有上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的阻尼可调铰链的侧视图；
图2为图1中的A向剖视图；
图3为图2中的B处局部放大示意图。
图中：
100为阻尼可调铰链；110为第一支座本体；111为第一安装孔；112为第一支座套；120为第二支座本体；121为第二安装孔；122为第二支座套；130为转轴；140为固定座；150为套筒；160为第一防磨垫片；170为第二防磨垫片；180为预紧装置，181为调整螺母；182为碟簧；183为安装垫片。
具体实施方式
本发明的核心之一在于提供一种阻尼可调铰链，该阻尼可调铰链的结构设计可提高铰链的强度及耐用性，使其能够适应太空等恶劣环境，具有较长的使用寿命，并具有可根据使用者的需求对开合阻尼力大小适时调节的功能。
本发明的另一核心在于提供一种基于上述阻尼可调铰链的舱门结构以及航天器。
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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的阻尼可调铰链的侧视图，图2为图1中的A向剖视图。
本发明实施例提供的一种阻尼可调铰链100，该阻尼可调铰链100包括第一铰支座、第二铰支座、套筒150以及预紧力可调的预紧装置180。
其中，第一铰支座与第二铰支座通过转轴130可转动连接，第一铰支座与第二铰支座的转动配合面之间设置有第一防磨结构，套筒150套设于转轴130且套筒150的第一端与第一铰支座相对固定配合，套筒150第一端与第一铰支座之间的相对固定配合通过形面配合实现，套筒150的第二端与第二铰支座可转动配合，套筒150与第二铰支座的转动配合面之间设置有第二防磨结构，在本发明实施例中，如图2所示，第一铰支座包括第一支座本体110以及第一支座套112，第一支座本体110上设置有第一安装孔111，第一支座套112内设置有第一配合孔，套筒150的第一端与第一支座套112的第一配合孔形面配合以实现套筒150与第一铰支座之间的相对固定配合，该第一配合孔与套筒150的第一端的横截面可以为非圆形，比如多边形、椭圆、半圆等等，第二铰支座包括第二支座本体120以及第二支座套122，第二支座本体120上设置有第二安装孔121，第二支座套122内设置有第二配合孔，第二配合孔内设置有台阶面，套筒150的第二端可转动地设置于第二配合孔内并将第二防磨结构抵压在该台阶面上，第二支座套122远离第一支座套112的一端固定设置有固定座140，转轴130的一端与固定座140连接，转轴130的另一端穿过第二支座套122伸入第一支座套112内并在第一支座套112内与预紧装置180配合连接，上述第一安装孔111与第二安装孔121用于安装铰链，为便于铰链的安装，第一安装孔111以及第二安装孔121最好为腰型孔；预紧装置180设置于转轴130上并将套筒150压紧于第二铰支座，第一铰支座、第二铰支座、套筒150以及预紧装置180由第一金属材料制成，第一金属材料为具有良好强度特性的材料，比如不锈钢或者一些高强度合金等，第一防磨结构以及第二防磨结构由第二金属材料制成，第二金属材料应当具有良好的耐磨特性，比如可以为铝青铜，第一防磨结构以及第二防磨结构可以为涂层也可以为垫片。
与现有技术相比，本发明提供的阻尼可调铰链100整体采用金属材料制作，并根据结构位置的不同，选择不同的金属材料进行制作，在保证铰链整体具有良好强度及耐用性，能够适应外太空等恶劣环境的同时，还能够减少其开合时的磨损，延长其使用寿命，并且通过预紧力可调的预紧装置180可以调节套筒150与第二铰支座的转动配合面之间的压力，从而通过控制两者间的摩擦力实现对铰链阻尼的调节，满足用户在使用过程中对不同阻尼大小的需求。
作为优选地，在本发明实施例中，第一防磨结构为第一防磨垫片160，第一防磨垫片160套设于套筒150外且第一防磨垫片160与套筒150相对固定设置，这种结构设计使得第一防磨垫片160可以随第一铰支座一同相对于第二铰支座转动，避免第一防磨垫片160与第一铰支座之间的相对运动，减少第一防磨垫片160的磨损，第二防磨结构为设置于套筒150的第二端端面与第二铰支座的第二支座套122的第二配合孔内的台阶面之间的第二防磨垫片170。
具体地，在本发明实施例中，第一防磨结构以及第二防磨结构均由铝青铜制成，即上述第一防磨垫片160以及第二防磨垫片170均由具有良好耐磨性的铝青铜制成，第一防磨垫片160以及第二防磨垫片170的厚度为2mm，当然，在其他实施例中，第一防磨垫片160以及第二防磨垫片170也可以采用其他的厚度及材质。
较优地，如图2和图3所示，上述预紧装置180包括调整螺母181以及弹性件，调整螺母181与转轴130螺纹配合，弹性件设置于调整螺母181与套筒150之间，这样在使用时，可通过旋转调整螺母181压紧或放松弹性件，从而调整作用于套筒150上的力，进而实现调整铰链阻尼的目的。
上述弹性件的作用在于，当套筒150与第二防磨垫片170之间以及第二防磨垫片170与第二支座套122之间出现磨损时，弹性件受压缩时获得的预紧力能够压紧套筒150，从而保证铰链阻尼的稳定。
进一步地，如图2和图3所示，在本发明实施例中，调整螺母181设置有两个，两个调整螺母181相互施加预紧力以避免调整螺母181松脱，当然，还可以采用其他的方式实现放松的目的，在此不做限定。
进一步优化上述技术方案，上述弹性件由至少两个碟簧182串联而成。
在其他实施例中，上述弹性件也可以为压缩弹簧或者其他类型的弹簧，在此不做限定。
作为优选地，上述预紧装置180还包括安装垫片183，如图2所示，安装垫片183设置于调整螺母181与弹性件之间，且安装垫片183与第一铰支座相对固定设置，该安装垫片183能够使弹性件受力更加均匀，并且使第一支座套112的内部结构处于一相对封闭的小环境中，避免灰尘杂质进入，加剧磨损，延长使用寿命。
进一步优化上述技术方案，如图2所示，在本发明实施例中，第一铰支座上对称设置有两个第一支座套112，第二铰支座上对称设置有两个第二支座套122，两个第二支座套122均位于两个第一支座套112之间，通过这种结构，能够使第一铰支座与第二铰支座连接的更稳固，具有较强的轴向承载能力。
基于上述阻尼可调铰链100，本发明实施例还提供了一种舱门结构，该舱门结构包括舱门以及舱体，舱门通过如上述实施例所述的阻尼可调铰链100设置于舱体，由于阻尼可调铰链100具有上述技术效果，则采用该阻尼可调铰链100的舱门结构的技术效果请参考上述实施例。
进一步地，基于上述舱门结构，本发明实施例还提供了一种航天器，该航天器包括如上所述的舱门结构，由于该航天器采用了具有上述实施例的阻尼可调铰链100的舱门结构，因此，航天器的技术效果也请参考上述实施例。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种阻尼可调铰链，其特征在于，包括第一铰支座、第二铰支座、套筒以及预紧力可调的预紧装置，所述第一铰支座与所述第二铰支座通过转轴可转动连接，所述第一铰支座与所述第二铰支座的转动配合面之间设置有第一防磨结构，所述套筒套设于所述转轴且所述套筒的第一端与所述第一铰支座相对固定配合，所述套筒的第二端与所述第二铰支座可转动配合，所述套筒与所述第二铰支座的转动配合面之间设置有第二防磨结构，所述预紧装置设置于所述转轴上并将所述套筒压紧于所述第二铰支座，所述第一铰支座、所述第二铰支座、所述套筒以及所述预紧装置由第一金属材料制成，所述第一防磨结构以及所述第二防磨结构由第二金属材料制成。
2.根据权利要求1所述的阻尼可调铰链，其特征在于，所述第一防磨结构为第一防磨垫片，所述第一防磨垫片套设于所述套筒外且所述第一防磨垫片与所述套筒相对固定设置。
3.根据权利要求1或2所述的阻尼可调铰链，其特征在于，所述第一防磨结构以及所述第二防磨结构均由铝青铜制成。
4.根据权利要求1或2所述的阻尼可调铰链，其特征在于，所述预紧装置包括调整螺母以及弹性件，所述调整螺母与所述转轴螺纹配合，所述弹性件设置于所述调整螺母与所述套筒之间。
5.根据权利要求4所述的阻尼可调铰链，其特征在于，所述调整螺母设置有两个，两个所述调整螺母相互施加预紧力以避免所述调整螺母松脱。
6.根据权利要求4所述的阻尼可调铰链，其特征在于，所述弹性件由至少两个碟簧串联而成。
7.根据权利要求4所述的阻尼可调铰链，其特征在于，所述预紧装置还包括安装垫片，所述安装垫片设置于所述调整螺母与所述弹性件之间，且所述安装垫片与所述第一铰支座相对固定设置。
8.根据权利要求1-2及5-7任意一项所述的阻尼可调铰链，其特征在于，所述第一铰支座上设置有第一支座套，所述第二铰支座上设置有第二支座套，所述套筒的第一端设置于所述第一支座套内，所述套筒的第二端设置于所述第二支座套内，所述第二支座套远离所述第一支座套的一端固定设置有固定座，所述转轴的一端与所述固定座连接，所述转轴的另一端穿过所述第二支座套伸入所述第一支座套内并在所述第一支座套内与所述预紧装置配合连接。
9.根据权利要求8所述的阻尼可调铰链，其特征在于，所述第一铰支座上对称设置有两个所述第一支座套，所述第二铰支座上对称设置有两个所述第二支座套，两个所述第二支座套均位于两个所述第一支座套之间。
10.根据权利要求1-2、5-7及9任意一项所述的阻尼可调铰链，其特征在于，所述第一铰支座、所述第二铰支座、所述套筒以及所述预紧装置由不锈钢制成。
11.一种舱门结构，包括舱门以及舱体，其特征在于，所述舱门通过如权利要求1-10任意一项所述的阻尼可调铰链设置于所述舱体。
12.一种航天器，其特征在于，包括如权利要求11所述的舱门结构。
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