CN113772123B - 一种新型转向锁定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型转向锁定装置，包括上固定平台、若干转向锁定机构、下固定平台、若干电动推杆和移动平台，若干转向锁定机构均匀布置在上、下固定平台之间，若干转向锁定机构固定在上固定平台和下固定平台上，移动平台设置在下固定平台的下方，若干电动推杆安装在安装平台上，若干电动推杆的输出端均与移动平台连接，在每个转向锁定机构上缠绕一根驱动绳，所有驱动绳的自由端均固定在移动平台上，电动推杆带动移动平台向下运动，驱动绳驱动转向锁定机构转向，转向锁定机构转向所需角度后锁定；初始状态下弹性铰链处于弯折状态，连接件处于弯折状态，取消外部约束力后，连接件自展开。本发明可实现所载轻质组件的翻转和翻转后位置锁定与展开。
Description
技术领域
本发明属于转向锁定设备技术领域，尤其是涉及一种新型转向锁定装置。
背景技术
空间资源利用在科学研究、国民经济建设等方面具有重要价值，也成为当前科学技术研究发展的制高点。受航天器自身空间限制，航天器需要在发射前以一个较小的收拢体积装入航天器内。折展机构的应用可以有效减小航天器在发射阶段的收拢体积，成为如今航天领域的研究热点之一。因此需要寻找一种能够有限减少收拢体积，并能够收拢和自行展开的转向锁定系统。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种新型转向锁定装置，可以实现所载轻质组件的翻转和翻转后位置锁定与展开，在折展机构领域具有广泛的应用前景。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种新型转向锁定装置，包括上固定平台、若干转向锁定机构、下固定平台、若干电动推杆和移动平台，若干转向锁定机构均匀布置在上固定平台和下固定平台之间，且若干转向锁定机构固定在上固定平台和下固定平台上，所述的移动平台设置在下固定平台的下方，若干电动推杆安装在安装平台上，若干电动推杆依次穿过上固定平台和下固定平台设置，若干电动推杆的输出端均与移动平台连接，在每个转向锁定机构上缠绕一根驱动绳，且所有驱动绳的自由端均固定在移动平台上，每个转向锁定机构分别通过一弹性铰链连接一连接件，电动推杆带动移动平台向下运动，通过驱动绳驱动转向锁定机构转向，转向锁定机构转向所需角度后锁定；
初始状态下在外部约束力作用下弹性铰链处于弯折状态，使连接件处于弯折状态，在取消外部约束力后，在弹性铰链的作用下实现连接件自展开。
进一步的，所述转向锁定机构包括中心杆件、轴承、锁环、弹簧和底座，所述的中心杆件的一端通过弹性铰链与连接件连接，另一端设置锁环，中心杆件与锁环连接处设有若干条状凸台，在所述锁环的外周设有凸起，在锁环的内壁设有若干与条状凸台配合的矩形槽；
在底座的中心处开设有中心孔，中心孔的一侧设有限位孔，另一侧设置锁环安装孔，在中心孔的靠近锁环安装孔一侧的内壁上开设有凹槽；中心杆件的连接锁环的一端伸入底座内，锁环设置在锁环安装孔内使锁环压紧弹簧在底座内，在限位孔内设置轴承支撑定位中心杆件，驱动绳的一端固定在中心杆件上，另一端缠绕在中心杆件多圈后固定在移动平台上；
初始状态下，锁环上的矩形槽与中心杆件上的条状凸台相啮合，锁环外周的凸起与底座中心孔内壁上的凹槽错开，且锁环压紧弹簧使弹簧处于压缩状态，动作时，驱动绳6带动中心杆件旋转，中心杆件带动锁环旋转，当锁环外周的凸起与底座中心孔内壁上的凹槽在同一条直线上时，在弹簧的作用下，推动锁环向前运动，锁环上的凸起进入凹槽内，使得锁环与底座相锁定。
进一步的，所述锁环为圆环，且在锁环的外周沿直径方向设置两个凸起，在锁环内壁沿直径方向设置两个矩形槽，且两凸起所在直径和两矩形槽所在直径垂直布置。
进一步的，若干所述转向锁定机构均匀排布于上、下固定平台的外边缘。
进一步的，每个所述底座的上下分别通过一安装板安装在对应的固定平台上。
进一步的，在安装板上开设有若干安装孔，通过螺栓穿过安装孔与对应的固定平台固定连接。
进一步的，所述安装平台设置在上固定平台上方，在安装平台上安装若干导向移动平台的导向杆。
进一步的，所述驱动绳为钢丝绳或凯夫拉绳。
相对于现有技术，本发明所述的一种新型转向锁定装置具有以下优势：
1、本申请可以自行实现所载的轻质组件从竖直方向到水平方向翻转，并实现翻转后位置锁定。
2、本申请能够有限减少收拢体积，并能够实现收拢和自行展开；在折展机构领域具有广泛的应用前景。
3、本申请具有轻质高弹性特性，相较于以往转向锁定机构，本申请在质量上大大减轻，相较于其他空间折展机构，能够大大减轻运载成本。
4、本申请具有模块化特性，实现组件可批量化生产，大大降低了生产成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种新型转向锁定装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的转向锁定机构的结构示意图；
图3为去掉底座后转向锁定机构的结构示意图；
图4为底座的某一角度结构示意图；
图5为底座的另一角度结构示意图；
图6为锁环的结构示意图。
附图标记说明：
1-上固定平台，2-下固定平台，3-转向锁定机构，4-电动推杆，5-移动平台，6-驱动绳，7-弹性铰链，8-中心杆件，9-轴承，10-锁环，11-连接件，12-弹簧，13-底座，14-安装平台，15-条状凸台，16-凸起，17-矩形槽，18-中心孔，19-凹槽，20-导向杆。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-图6所示，一种新型转向锁定装置，包括上固定平台1、若干转向锁定机构3、下固定平台2、若干电动推杆4和移动平台5，若干转向锁定机构3均匀布置在上固定平台1和下固定平台2之间，且若干转向锁定机构3固定在上固定平台1和下固定平台2上，所述的移动平台5设置在下固定平台2的下方，若干电动推杆4安装在安装平台14上，若干电动推杆4依次穿过上固定平台1和下固定平台2设置，若干电动推杆4的输出端均与移动平台5连接，在每个转向锁定机构3上缠绕一根驱动绳6，且所有驱动绳6的自由端均固定在移动平台5上，每个转向锁定机构3分别通过一弹性铰链7连接一连接件11，电动推杆4带动移动平台5向下运动，通过驱动绳6驱动转向锁定机构3转向，转向锁定机构3转向所需角度后锁定；
初始状态下在外部约束力作用下弹性铰链7处于弯折状态，使连接件11处于弯折状态，在取消外部约束力后，在弹性铰链7的作用下实现连接件11自展开。
所述转向锁定机构3包括中心杆件8、轴承9、锁环10、弹簧12和底座13，所述的中心杆件8的一端通过弹性铰链7与连接件11连接，另一端设置锁环10，中心杆件8与锁环10连接处设有若干条状凸台15，在所述锁环10的外周设有凸起16，在锁环10的内壁设有若干与条状凸台15配合的矩形槽17；
在底座13的中心处开设有中心孔18，中心孔18的一侧设有限位孔，另一侧设置锁环安装孔，在中心孔18的靠近锁环安装孔一侧的内壁上开设有凹槽19；中心杆件8的连接锁环10的一端伸入底座13内，锁环10设置在锁环安装孔内使锁环10压紧弹簧12在底座13内，在限位孔内设置轴承9支撑定位中心杆件8，驱动绳6的一端固定在中心杆件8上，另一端缠绕在中心杆件8多圈后固定在移动平台5上；
初始状态下，锁环10上的矩形槽17与中心杆件8上的条状凸台15相啮合，锁环10外周的凸起16与底座中心孔内壁上的凹槽19错开，且锁环10压紧弹簧12使弹簧12处于压缩状态，动作时，驱动绳6带动中心杆件8旋转，中心杆件8带动锁环10旋转，当锁环10外周的凸起16与底座中心孔内壁上的凹槽19在同一条直线上时，在弹簧12的作用下，推动锁环10向前运动，锁环10上的凸起16进入凹槽19内，使得锁环10与底座13相锁定。
底座13与锁环10、轴承9一并限制中心杆件的运动，使得中心杆件8在轴向方向上是稳定的。
转向锁定机构3的初始状态下锁环10的凹槽与中心杆件8上的条状凸台15相啮合，使得锁环10可以沿着中心杆件8的条状凸台15发生轴向上的运动，轴承9固定在中心杆件8上，轴承9与锁环10两者共同作用，可以限制中心杆件8的晃动；其中条状凸台15的长度应长于凸起16和凹槽19的长度用以保证锁定效果。
所述锁环10为圆环，且在锁环10的外周沿直径方向设置两个凸起16，在锁环10内壁沿直径方向设置两个矩形槽17，且两凸起16所在直径和两矩形槽17所在直径垂直布置，如此布置，实现连接件11的90°转动，也就是，初始状态下通过矩形槽17和条状凸台15使得锁环10与中心杆件8约束，当达到所需转动角度后，锁环10的凸起16与底座13的凹槽19相互约束，这样就完成了连接件11与底座的约束，并达到我们目标的约束角度。锁环10作为中间件，用来实现连接件11与底座13的约束，是转动部分与底座凸台实现目标旋转角度的媒介。
若干所述转向锁定机构3均匀排布于上、下固定平台的外边缘，如此设置，并不影响连接件11的展开。
每个所述底座13的上下分别通过一安装板安装在对应的固定平台上。在安装板上开设有若干安装孔，通过螺栓穿过安装孔与对应的固定平台固定连接，如此布置实现安装固定稳定。
所述安装平台14设置在上固定平台1上方，在安装平台14上安装若干导向移动平台5的导向杆20，如此设置对移动平台5的下降进行导向。
所述驱动绳6为为钢丝绳或凯夫拉绳，驱动绳6具有强度高抗拉伸效果。
本申请的工作过程为：初始状态下弹性铰链7在外部约束力作用下处于弯折状态，使连接件11处于弯折状态，连接件11初始处于弯折状态，需要展开与旋转时，电动推杆4推动移动平台5作直线运动，移动平台5向下运动并带动连接在移动平台5上的驱动绳6运动，缠绕在中心杆件8上的驱动绳6牵引对应的转向锁定机构的中心杆件8旋转，实现连接件11的自行转向；弹簧12初始处于压缩状态并与锁环10接触，锁环10上的矩形槽17与中心杆件8上的条状凸台15初始状态下处于相啮合状态，锁环10与中心杆件8始终相互匹配，当中心杆件8旋转时带动锁环10旋转，当锁环10上的凸台16与底座13上的凹槽19处在同一条直线上时，在储能弹簧12的作用下，推动锁环10向前运动，此时锁环10将沿着凹槽19与条状凸台15方向滑动，使得锁环10与底座13相锁定；实现转向到所需角度后锁定；转向锁定完成后，取消弹性铰链7的外部约束力后，在弹性铰链7的作用下可以实现连接件11自展开。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型转向锁定装置，其特征在于：包括上固定平台(1)、若干转向锁定机构(3)、下固定平台(2)、若干电动推杆(4)和移动平台(5)，若干转向锁定机构(3)均匀布置在上固定平台(1)和下固定平台(2)之间，且若干转向锁定机构(3)固定在上固定平台(1)和下固定平台(2)上，所述的移动平台(5)设置在下固定平台(2)的下方，若干电动推杆(4)安装在安装平台(14)上，若干电动推杆(4)依次穿过上固定平台(1)和下固定平台(2)设置，若干电动推杆(4)的输出端均与移动平台(5)连接，在每个转向锁定机构(3)上缠绕一根驱动绳(6)，且所有驱动绳(6)的自由端均固定在移动平台(5)上，每个转向锁定机构(3)分别通过一弹性铰链(7)连接一连接件(11)，电动推杆(4)带动移动平台(5)向下运动，通过驱动绳(6)驱动转向锁定机构(3)转向，转向锁定机构(3)转向所需角度后锁定；
初始状态下在外部约束力作用下弹性铰链(7)处于弯折状态，使连接件(11)处于弯折状态，在取消外部约束力后，在弹性铰链(7)的作用下实现连接件(11)自展开。
2.根据权利要求1所述的一种新型转向锁定装置，其特征在于：所述转向锁定机构(3)包括中心杆件(8)、轴承(9)、锁环(10)、弹簧(12)和底座(13)，所述的中心杆件(8)的一端通过弹性铰链(7)与连接件(11)连接，另一端设置锁环(10)，中心杆件(8)与锁环(10)连接处设有若干条状凸台(15)，在所述锁环(10)的外周设有凸起(16)，在锁环(10)的内壁设有若干与条状凸台(15)配合的矩形槽(17)；
在底座(13)的中心处开设有中心孔(18)，中心孔(18)的一侧设有限位孔，另一侧设置锁环安装孔，在中心孔(18)的靠近锁环安装孔一侧的内壁上开设有凹槽(19)；中心杆件(8)的连接锁环(10)的一端伸入底座(13)内，锁环(10)设置在锁环安装孔内使锁环(10)压紧弹簧(12)在底座(13)内，在限位孔内设置轴承(9)支撑定位中心杆件(8)，驱动绳(6)的一端固定在中心杆件(8)上，另一端缠绕在中心杆件(8)多圈后固定在移动平台(5)上；
初始状态下，锁环(10)上的矩形槽(17)与中心杆件(8)上的条状凸台(15)相啮合，锁环(10)外周的凸起(16)与底座中心孔内壁上的凹槽(19)错开，且锁环(10)压紧弹簧(12)使弹簧(12)处于压缩状态，动作时，驱动绳(6)带动中心杆件(8)旋转，中心杆件(8)带动锁环(10)旋转，当锁环(10)外周的凸起(16)与底座中心孔内壁上的凹槽(19)在同一条直线上时，在弹簧(12)的作用下，推动锁环(10)向前运动，锁环(10)上的凸起(16)进入凹槽(19)内，使得锁环(10)与底座(13)相锁定。
3.根据权利要求2所述的一种新型转向锁定装置，其特征在于：所述锁环(10)为圆环，且在锁环(10)的外周沿直径方向设置两个凸起(16)，在锁环(10)内壁沿直径方向设置两个矩形槽(17)，且两凸起(16)所在直径和两矩形槽(17)所在直径垂直布置。
4.根据权利要求1所述的一种新型转向锁定装置，其特征在于：若干所述转向锁定机构(3)均匀排布于上、下固定平台的外边缘。
5.根据权利要求2所述的一种新型转向锁定装置，其特征在于：每个所述底座(13)的上下分别通过一安装板安装在对应的固定平台上。
6.根据权利要求5所述的一种新型转向锁定装置，其特征在于：在安装板上开设有若干安装孔，通过螺栓穿过安装孔与对应的固定平台固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种新型转向锁定装置，其特征在于：所述安装平台(14)设置在上固定平台(1)上方，在安装平台(14)上安装若干导向移动平台(5)的导向杆(20)。
8.根据权利要求1所述的一种新型转向锁定装置，其特征在于：所述驱动绳(6)为钢丝绳或凯夫拉绳。
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