CN113931917B - 一种齿轮式锁紧防松机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞行器复合材料包装箱装配技术领域，尤其涉及一种齿轮式锁紧防松机构。该机构包括手轮组件、卡销组件、锁紧螺杆组件及连接架等；该机构连接于飞行器复合材料包装箱内托车尾端，待托车进入箱体，该机构起到将托车与箱体导轨锁紧作用；通过调节手轮姿态，使装配在手轮组件的锁紧螺杆末端的销块与箱体导轨的导轮凹形槽卡位贴合，同时顺时针旋转手轮，待橡胶套与导轮端面贴合紧固后，利用卡销套组件的销杆与手轮组件的齿轮套实现啮合锁紧防松。

Description

一种齿轮式锁紧防松机构

技术领域

本发明涉及飞行器复合材料包装箱装配技术领域，尤其涉及一种齿轮式锁紧防松机构。

背景技术

将托车与包装箱锁紧是飞行器复合材料包装箱在货物装载环节中的必要步骤。现有锁紧方式大多采用机械装配锁紧，机械装配领域的传统锁紧防松方式有螺接、胶粘等。

例如公开号为CN112357345A的发明公开了一种适用于包装箱内各向锁紧机构。此发明的锁紧机构包括锁紧机构和限位机构两部分，锁紧机构包括位于支承小车上的法向手轮、L型的轴向固定座、法向固定座、安装板、轴向手轮、轴向轴和法向轴，以及位于包装箱上的箱体固定座，限位机构包括位于支承小车上的到位块和位于包装箱上的限位块。通过T形螺纹配合方式，仅操作法向手轮和轴向手轮，即可实现轴向固定座与法向固定座的直线移动，实现锁紧机构的锁紧与解锁。

公开号为CN113422338A的中国专利公开了一种新型插接箱锁紧装置及其组装方法；本发明包括插接箱箱体、锁紧组件、锁紧嵌板组件和注油润滑组件，插接箱箱体一侧可拆卸连接有插接箱门板，插接箱箱体一侧开设有开孔，开孔内部设置有锁紧组件，锁紧组件一侧设置有锁紧嵌板组件，在丝杆位于插接箱箱体的外部一侧设置上第二螺母。

公开号为CN112693746A的中国专利公开了一种快拆支撑锁紧托座。该托座包括托座本体、包带、快卸销轴、搭扣、搭扣座、拉钩、安装座、底座、卡销，在托座本体上设置有弧面，搭扣座、安装座分别固定在托座本体的弧面两端，包带一端通过拉钩与搭扣固定连接，另一端通过卡销与快卸销轴固定连接；搭扣固定在搭扣座上，快卸销轴固定在安装座上，托座本体通过底部的底座与包装箱底板或地面固定连接。装货时转动活动销块使其与销杆垂直就能将产品锁紧，卸货时转动活动销块使其与销杆平行，就能将其抽出并解除锁紧。

综上所述现有技术在螺接装配过程中常采用的弹簧垫圈及自锁螺母，能够对紧固件产生防松效果，但弹簧垫圈及自锁螺母自身构造不利于频繁拆卸。根据标准规定当弹簧垫圈及自锁螺母拆装超过5次后，其防松效果将减弱；在紧固件螺纹处涂抹防松胶液的防松方式只适用于一次性装配，待产品拆卸后胶粘防松性能即失效。因此，急需一种适合频繁拆装且锁紧防松效果可靠性稳定的锁紧防松机构，以解决现有飞行器复合材料包装箱内托车锁紧防松机构存在的问题。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

为了解决现有飞行器复合材料包装箱货物装载环节中托车锁紧防松方式存在稳定性差的技术问题，本发明提供了一种齿轮式锁紧防松机构。本发明的齿轮式锁紧防松机构仅通过简易的操作便能够获得高可靠性的锁紧防松效果，且本发明的制造工艺简单。本发明的齿轮式锁紧防松机构，包括卡销组件和齿轮结构。优选地，齿轮结构可以是齿轮套。所述齿轮式锁紧防松机构通过将卡销组件的销杆顶尖与齿轮结构的齿牙进行啮合的方式实现锁紧防松。在卡销组件的销杆顶尖能够充分与齿牙啮合前提下，用户能够通过调节所述齿轮式锁紧防松机构的齿轮结构的方式进行锁紧力的有级调节。

根据一种优选实施方式，所述卡销组件设置在所述齿轮式锁紧防松机构的连接架的一侧，其中，所述卡销组件的所述销杆能够在所述卡销组件的卡销套内做往复运动。所述连接架设置有连接不同器件的凹槽和的通孔。所述连接架设置的凹槽用以与托车尾端建立连接。所述连接架设置的通孔用以容纳锁紧螺杆41。所述齿轮结构设置在手轮组件中，所述手轮组件和所述齿轮结构通过套接在连接管外侧连成一体。所述齿轮式锁紧防松机构设置有锁紧螺杆组件。所述锁紧螺杆组件设置有锁紧螺杆和销块。所述销块按照能够容纳于所述锁紧螺杆尾端的方式进行设置。卡销组件通过将销杆与齿轮结构啮合限制齿轮结构的移动从而实现锁紧。

根据一种优选实施方式，所述锁紧螺杆组件的锁紧螺杆靠近头部的外壁设置有连接螺纹，所述连接螺纹与手轮组件的螺纹套的螺纹适配，所述锁紧螺杆能够通过螺接的方式与手轮组件。齿轮式锁紧防松机构可以设置有齿轮螺栓和齿轮螺母两个齿轮机构。所述齿轮螺栓和齿轮螺母能够分别与卡销组件的销杆顶尖啮合。卡销组件的销杆通过与齿轮螺栓和/或齿轮螺母啮合从而实现对齿轮螺栓和/或齿轮螺母连接物体的锁紧防松。所述锁紧螺杆组件能够通过销块将至少一块待连接部件与连接架固定。

根据一种优选实施方式，所述齿轮螺栓和所述齿轮螺母能够按照不同的锁紧力调节精度设置不同目数的齿牙。所述齿轮螺栓和所述齿轮螺母能够按照不同被锁紧部件的承受应力范围设置不同目数的齿牙。所述齿轮式锁紧防松机构能够通过先调节齿轮式锁紧机构上齿数较少的齿轮螺栓或齿轮螺母，后调节齿轮式锁紧机构上齿数较多的齿轮螺栓或齿轮螺母的方式对所述部件受到的应力进行调节从而将所述部件受到的应力调整到最佳承受范围。

根据一种优选实施方式，本发明的齿轮式锁紧防松机构还包括手轮组件、锁紧螺杆组件、堵帽、连接架及橡胶套组成。手轮组件包括手轮环、连接管及齿轮套（即齿轮结构）。手轮环采用锻造工艺成型，连接管和齿轮套采用整体机加工艺成型。连接管中心设置有贯穿连接管的螺纹套。手轮环和齿轮套通过套接在连接管外壁的方式组成手轮组件。手轮环与连接管接口位置采用钎焊固定。优选地，在使用本发明提供的锁紧防松机构时用户能够通过旋转手轮调整齿轮套的位置使得齿轮套与卡销组件的销杆啮合从而实现锁紧防松。所述锁紧防松机构能够通过所述手轮组件调节所述齿轮结构位置。

根据一种优选实施方式，卡销组件包括卡销套、销杆、手柄及弹簧；卡销套、销杆、手柄采用整体机加工艺成型。销杆顶端设置有螺纹，手柄底端设置有与销杆顶端螺纹相适配的螺纹孔。卡销组件的装配方式为将弹簧套接在销杆上，销杆顶端螺纹处涂抹螺纹锁固胶后从卡销套下端穿入套环内，其螺纹处与放置在卡销套另一端的手柄螺接固定，卡销套的外壁与连接架焊接固定。卡销组件通过将卡销套固定在连接架上从而限定销杆的伸缩方向。卡销组件通过调整手柄的卡合位置控制销杆的伸缩进而控制锁紧和解锁。

根据一种优选实施方式，锁紧螺杆组件包括锁紧螺杆、销块及沉头螺钉。锁紧螺杆及销块采用整体机加工艺成型。销块通过沉头螺钉安装在锁紧螺杆尾端的安装槽内。优选地，齿轮式锁紧防松机构设置在托车尾端，设置方式为齿轮式锁紧防松机构将连接架固定在托车尾端适宜位置。锁紧螺杆依次穿过连接架、橡胶套及导轮组件（托车导轨位置），将销块安装至锁紧螺杆尾端安装槽内螺钉固定；堵帽与锁紧螺杆螺纹端螺接，并采用螺钉进行二次连接。锁紧螺杆组件将锁紧机构与被锁紧物体（例如包装箱内的小车）连接在一起，使得锁紧机构能够限制被锁紧物体的移动。

根据一种优选实施方式，本发明设置的齿轮螺栓及齿轮螺母能够在A锁紧对象与B锁紧对象贴合（若考虑密封性，可在中间增加密封垫）的情况下，通过与卡销组件的配合将A锁紧对象与B锁紧对象锁紧。至少有两个卡销组件分别设置在A锁紧对象与B锁紧对象靠近所述齿轮螺栓或所述齿轮螺母处。齿轮螺栓穿过安装孔，采用齿轮螺母紧固。通过焊接操作将卡销套连接在将A锁紧对象、B锁紧对象上的卡销组件分别与齿轮螺栓、齿轮螺母的齿牙啮合，实现锁紧防松效果。

根据一种优选实施方式，所述卡销组件设置在锁紧对象表面。所述待锁紧对象至少包括A锁紧对象与B锁紧对象。所述A锁紧对象与所述B锁紧对象至少存在一个除设置有所述卡销组件的面外能够贴合的面。所述A锁紧对象与所述B锁紧对象设置有通孔且所述通孔孔径与所述齿轮螺栓的螺杆直径适配。所述齿轮螺栓能够按照穿过所述A锁紧对象和所述B锁紧对象设置的通孔与所述齿轮螺母螺接的方式连接所述A锁紧对象和所述B锁紧对象。在所述齿轮螺栓和所述齿轮螺母螺接的情况下能够与所述卡销组件的所述销杆顶尖啮合。在所述A锁紧对象和所述B锁紧对象连接的情况下，所述A锁紧对象和所述B锁紧对象相互接触产生反作用力挤压所述齿轮螺栓或所述齿轮螺母，所述销杆按照顶尖与所述齿轮螺栓和/或所述齿轮螺母啮合的方式设置以约束所述齿轮螺栓和/或所述齿轮螺母的转动从而克服所述齿轮螺栓和/或所述齿轮螺母受到所述A锁紧对象和所述B锁紧对象的作用力。优选地，所述齿轮螺栓和/或所述齿轮螺母在螺接时挤压所述A锁紧对象和/或所述B锁紧对象促使所述A锁紧对象和/或所述B锁紧对象直接或间接的接触从而完成A锁紧对象和所述B锁紧对象的连接。在所述齿轮螺栓和/或所述齿轮螺母的压力及A锁紧对象和B锁紧对象相互作用力的作用下，所述A锁紧对象和所述B锁紧对象挤压所述齿轮螺栓和/或所述齿轮螺母以迫使所述齿轮螺栓和/或所述齿轮螺母解除螺接。所述销杆顶尖与所述齿轮螺栓和/或所述齿轮螺母啮合提供限制所述齿轮螺栓和/或所述齿轮螺母移动的作用力，从而防止所述齿轮螺栓和/或所述齿轮螺母解除螺接，保证锁紧机构的锁紧效果。

根据一种优选实施方式，本发明的齿轮式锁紧机构通过卡销组件与齿轮螺栓和齿轮螺母的配合实现对至少两个被连接物体的锁紧防松。所述齿轮螺栓穿过设置在被连接物体上的安装孔，通过齿轮螺母紧固。被连接物体靠近齿轮螺栓和齿轮螺母处设置有能够与齿轮螺栓和齿轮螺母接触的卡销组件。卡销组件的销杆能够与齿轮螺栓和齿轮螺母齿牙啮合。设置在两个被锁紧物体两侧的齿轮螺栓和齿轮螺母与设置在被锁紧物体表面的卡销组件配合实现有级锁紧力调节。本发明能够通过调节齿轮螺栓和齿轮螺母的方式改变齿轮螺栓、齿轮螺母和被锁紧物体受到的应力大小。

根据一种优选实施方式，本发明设置有齿轮螺栓及齿轮螺母，所述齿轮螺栓及齿轮螺母可以根据需求设计周圈齿数，即在卡销组件的销杆顶尖能够充分与齿牙啮合前提下，齿数设计越密集，有级锁紧力调节越精确。优选地，齿轮螺栓及齿轮螺母设置有密集程度不同的周圈齿数，从而能够实现不同精度的有级锁紧力调节。优选地，卡销组件可以是通过手柄收缩销杆的手动式卡销组件。优选地，卡销组件还可以是能够通过电机实现自动收缩销杆的自动式卡销组件。

附图说明

图1是本发明一种优选实施方式的齿轮式锁紧防松机构结构示意图；

图2是本发明一种优选实施方式的齿轮式锁紧防松机构分解状态示意图；

图3是本发明一种优选实施方式的齿轮锁紧防松机构推广应用示意图。

附图标记列表

1：堵帽；2：卡销组件；3：连接架；4：锁紧螺杆组件；5：橡胶套；6：手轮组件；7：专用卡销组件；8：A锁紧对象；9：B锁紧对象；10：齿轮螺母；11：密封垫；12：齿轮螺栓；21：手柄；22：卡销套；23：弹簧；24：销杆；41锁紧螺杆；42：销块；61：齿轮套；62：手轮环；63：螺纹套。

具体实施方式

下面结合附图1至2进行详细说明。

本发明提供的一种齿轮式锁紧防松机构能够最为高效地在保证锁紧的情况下通过调节齿轮结构与的卡销的啮合情况实现锁紧度调节以适应被锁紧结构所能承受的应力的改变，而且本发明提供的齿轮式锁紧防松机构能够进行频繁的锁紧和解锁操作不会如传统技术采用弹簧垫圈及自锁螺母进行锁紧因频繁拆卸导致部件磨损而产生防松效果下降的问题。

实施例1

为了解决现有飞行器复合材料包装箱货物装载环节中托车锁紧防松方式存在稳定性差的技术问题，本发明提供了一种齿轮式锁紧防松机构。本发明的齿轮式锁紧防松机构仅通过简易的操作便能够获得高可靠性的锁紧防松效果，且本发明的制造工艺简单。

为便于理解对本实施例的齿轮式锁紧防松机构的操作方式进行说明。

首先，托车尾端与连接架3上的凹槽连接后操作人员通过对连接部分进行焊接的方式将连接架3固定在托车尾端。然后，操作人员将卡销组件2的手柄21垂直拉伸同时顺时针旋转90°，使其卡入至卡销套22顶端的第一凹形槽内松开，同时销杆24顶端缩回至卡销套22内。操作人员将锁紧螺杆41螺纹端与堵帽1螺接，并采用螺钉进行二次连接。操作人员移动锁紧螺杆41使得锁紧螺杆41的尾端依次穿过螺纹套63，连接架3的通孔，橡胶套5。当锁紧螺杆41的尾端安装槽通过橡胶套5后，操作人员将销块42安装至锁紧螺杆41尾端安装槽内并用螺钉进行固定。操作人员继续移动锁紧螺杆41使得锁紧螺杆41进入箱体导轨上固定的导轮组件。

当锁紧螺杆41进入导轮组件时，操作人员调节手轮环62姿态，使锁紧螺杆41末端销块42与导轮组件的凹形槽卡位贴合从而将导轮组件与锁紧机构连接。锁紧螺杆41末端销块42与导轮组件的凹形槽卡位贴合后，操作人员握住堵帽1限制锁紧螺杆组件的移动，同时顺时针旋转手轮环62，使得旋转手轮环62向锁紧螺杆41末端销块42靠近从而挤压连接架3进而挤压橡胶套5，最终使得橡胶套5靠近导轮端面直至与导轮端面贴合紧固。待橡胶套5与导轮端面贴合紧固后，操作人员拉伸卡销组件2的手柄21，顺时针旋转90°，使其卡入至卡销套低于顶端第一凹形槽的第二凹形槽内松开，同时销杆24顶端与手轮组件6的齿轮套61实现啮合。销杆24顶端与齿轮套61啮合后可以限制齿轮套61的移动，防止橡胶套5与导轮端面贴合紧固产生的反作用力传递至齿轮套61使得齿轮套61反转从而远离锁紧螺杆41末端使得待橡胶套5与导轮端面不再贴合紧密。

换言之，当旋转手轮环62使得导轮组件与锁紧机构紧密连接时，使销杆24顶端与手轮组件6的齿轮套61啮合限制齿轮套61的移动，防止齿轮套61回转造成导轮组件与锁紧机构连接松动从而实现锁紧防松。

优选地，本发明的齿轮式锁紧防松机构包括卡销组件2和齿轮结构。齿轮式锁紧防松机构通过将卡销组件2的销杆24顶尖与齿轮结构的齿牙进行啮合的方式实现锁紧防松。在卡销组件2的销杆24顶尖能够充分与齿牙啮合前提下，用户能够通过调节齿轮式锁紧防松机构的齿轮结构的方式进行锁紧力的有级调节。

优选地，卡销组件2设置在齿轮式锁紧防松机构的连接架3的一侧，其中，卡销组件2的销杆24能够在卡销组件2的卡销套22内做往复运动。优选地，齿轮结构设置在手轮组件6中，手轮组件6和齿轮结构通过套接在连接管外侧连成一体。优选地，齿轮式锁紧防松机构设置有锁紧螺杆组件4。锁紧螺杆组件4设置有锁紧螺杆41和销块42。销块42按照能够容纳于锁紧螺杆41尾端的方式进行设置。优选地，锁紧螺杆组件4的锁紧螺杆41靠近头部的外壁设置有连接螺纹，连接螺纹与手轮组件6的螺纹套63的螺纹适配。锁紧螺杆41能够通过螺接的方式与手轮组件6连接。

本发明的齿轮式锁紧防松机构由手轮组件6、卡销组件2、锁紧螺杆组件4、堵帽1、连接架3及橡胶套5组成。手轮组件6包括手轮环62、连接管及齿轮套61。优选地，手轮组件6的材料采用Q345钢材。手轮环62采用锻造工艺成型。连接管和齿轮套61采用整体机加工艺成型。连接管中心设置有贯穿连接管的螺纹套63。手轮环62和齿轮套63通过套接在连接管外壁的方式组成手轮组件6。手轮环62与连接管接口位置采用钎焊固定。优选地，手轮环62与连接管的焊缝等级优选Ⅰ级，表面进行镀铬处理。

卡销组件2包括卡销套22、销杆24、手柄21及弹簧23；优选地，材料采用304不锈钢。优选地，弹簧23为压簧，型号为d2.0D16Ho48。卡销套22、销杆24、手柄21采用整体机加工艺成型。销杆24顶端设置有螺纹，手柄21设置有底端设置有与销杆24顶端螺纹相适配的螺纹孔。卡销组件2的装配方式为将弹簧23套接在销杆24上，销杆24顶端螺纹处涂抹螺纹锁固胶后从卡销套22下端穿入套环内，其螺纹处与放置在卡销套22另一端的手柄21螺接固定，卡销套22的外壁与连接架3焊接固定。优选地，卡销套22的外壁与连接架3的焊缝等级优选Ⅰ级。

锁紧螺杆组件4包括锁紧螺杆41、销块42及沉头螺钉。优选地，锁紧螺杆41、销块42及沉头螺钉的材料采用Q345钢材。锁紧螺杆41、销块42及沉头螺钉的表面进行镀铬处理。锁紧螺杆41及销块42采用整体机加工艺成型。销块42通过沉头螺钉安装在锁紧螺杆41尾端的安装槽内。优选地，橡胶套5材料采用白色硅橡胶。优选地，堵帽1材料采用304不锈钢。

本发明解决了传统采用弹簧垫圈等通过压应力机理的无级锁紧防松方式中紧固件因频繁拆装导致防松失效的问题。本发明的齿轮式锁紧机构是有级锁紧防松方式，能够进行频繁拆卸操作，锁紧防松效果可靠，并能够在有锁紧防松需求的类似产品上进行推广及应用。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。进一步改进齿轮式锁紧防松机构，应用于产品对接紧固防松。

图3是本发明一种优选实施方式的齿轮锁紧防松机构推广应用示意图。参见图3，优选地，本发明设置有齿轮螺栓12及齿轮螺母10，所述齿轮螺栓12及齿轮螺母10可以根据需求设计周圈齿数，即在卡销组件2的销杆24顶尖能够充分与齿牙啮合前提下，齿数设计越密集，有级锁紧力调节越精确。

优选地，本发明设置的齿轮螺栓12及齿轮螺母10能够在A锁紧对象8与B锁紧对象9贴合（若考虑密封性，可在中间增加密封垫11）的情况下，通过与卡销组件2的配合将A锁紧对象8与B锁紧对象9锁紧。其中，齿轮螺栓12穿过安装孔，采用齿轮螺母10紧固。通过焊接操作将卡销套22连接在将A锁紧对象8、B锁紧对象9上的卡销组件2分别与齿轮螺栓12、齿轮螺母10的齿牙啮合，实现锁紧防松效果。

优选地，齿轮式锁紧防松机构设置有两个齿轮机构，包括齿轮螺栓12和齿轮螺母10。所述齿轮螺栓12和齿轮螺母10能够分别与卡销组件2的销杆24顶尖啮合。

优选地，至少有两个卡销组件2分别设置在A锁紧对象8与B锁紧对象9靠近所述齿轮螺栓12或所述齿轮螺母10处。

优选地，所述齿轮螺栓12和所述齿轮螺母10能够按照不同的锁紧力调节精度设置不同目数的齿牙。所述齿轮螺栓12和所述齿轮螺母10能够按照不同被锁紧部件的承受应力范围设置不同目数的齿牙。

优选地，所述的齿轮式锁紧防松机构能够通过先调节齿轮式锁紧机构上齿数较少的齿轮螺栓12或齿轮螺母10，后调节齿轮式锁紧机构上齿数较多的齿轮螺栓12或齿轮螺母10的方式对所述部件受到的应力进行调节从而将所述部件受到的应力调整到最佳承受范围。

实施例3

本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。本发明的齿轮式锁紧机构能够应用于航天器上部件的锁紧防松。卫星等航天器在太空轨道上运行时，由于自身的旋转以及地球的自转和公转导致航天器的温度一直处于变化中。中国人造地球卫星在太空环境中运行过程中，至少会遇到高温和低温两种环境。因为太阳是一个巨大的热源，在太空的真空环境中又没有传导与对流散热，所以在太阳直接照射人造地球卫星时，温度可达100°C以上；但当人造地球卫星进入地球阴影区时，温度又会低于零下100°C以下。如此大的温差势必会导致航天器部件的材料的刚度、强度、硬度等性质发生变化。

在航天器部件的材料性质发生变化的情况下，航天器部件和锁紧机构能够承受的应力大小同样会发生变化，如若不对锁紧机构的锁紧力进行调节便存在部件或锁紧机构因无法承受相应应力而导致结构断裂的风险。优选地，科研人员与设计制造人员能够对航天器各部件能够承受的应力进行计算。在轨运行的卫星等航天器的位置被地面控制中心实时监测，每个时刻航天器表面的温度都能被地面控制中心所测得。航天器部件在外界温度变化导致热胀冷缩时由于锁紧机构对部件的锁紧防松从而使部件因温度变化引起的变形受到约束的限制，在部件内部产生新的应力。航天器各部件在不同的温度条件下能够承受的最大应力不同，如不对锁紧机构的锁紧力进行调节则可能导致航天器部件所承受的应力超过能够承受的最大应力导致结构断裂等故障。为保证航天器各个部件的安全有必要对锁紧机构的锁紧力进行调节以保证航天器各部件在不同温度条件下所受到的应力都低于当前温度条件下能够承受的最大应力。当卫星在轨道上运行时，除自身运行速度外最主要的环境因素便是温度。当人造卫星在轨道上运行时，在太阳直接照射、地球反射和地球辐射加热的作用下，卫星表面温度可高达100℃以上，并且当卫星由向阳面的远日点运动至近日点再运动至另一远日点的过程中卫星表面温度先逐渐升高，当卫星到达近日点时达到最高，卫星继续运动虽然卫星表面温度会有所下降但因卫星仍然处于被太阳直接照射的区域中卫星表面的温度相较于卫星位于地球背阴面（阴影区）时的温度高。当卫星处于地球阴影区不被太阳照射、地球反射及加热时，卫星表面温度可降低到零下100℃。当卫星位于地球阴影区时，卫星表面温度会因未被太阳照射和/或地球反射而降低。当卫星位于地球阴影区域中距太阳最远时温度最低。

在卫星等航天器通过本发明的齿轮式锁紧机构进行部件的锁紧防松时，齿轮式锁紧机构能够通过旋转齿轮螺栓12和齿轮螺母10的方式改变齿轮螺栓12、齿轮螺母10和被锁紧部件受到的应力大小。在航天器的温度发生变化时，齿轮式锁紧机构在保证个部件连接锁紧的情况下能够通过旋转齿轮螺栓12和/或齿轮螺母10的方式调整齿轮螺栓12、齿轮螺母10和被锁紧部件受到的应力。

换而言之，本发明的齿轮式锁紧防松机构，除了包括卡销组件2和齿轮结构之外，还包括设于卫星等航天器之上的测温机构（利用原本就存在于卫星等航天器的测温机构而非新设立）。该测温机构的信号可直接提供给该齿轮式锁紧防松机构，也可由该测温机构根据卫星等航天器的运行轨道所在位置而依据位置向该齿轮式锁紧防松机构提供，也可由卫星等航天器定时地提供测温机构的信号。依据测温机构的信号所表示的温度和/或运行轨道所在位置，该齿轮式锁紧防松机构的齿轮结构的通过有级调节的方式进行锁紧力调节，尤其是以与测温机构的与航天器运行轨道所在位置相关的方式执行锁紧力调节。其中手轮组件6能够由电机来驱动，其旋转动作一方面响应于航天器运行轨道与晨昏线之交汇而启动，其旋转方向是依据晨昏交汇的方向来设定的（例如晨->昏：顺时针；昏->晨：逆时针）。

优选的，在运行轨道与晨昏线交汇之前，该齿轮式锁紧防松机构还将根据上一次交汇所采用的旋转角度来预设即将到来的旋转角度（但方向相反）。

优选的，在运行轨道与晨昏线交汇之前、依据该测温机构的即将到来的信号突变（经验预测值）或者响应于该测温机构的信号之突变，该齿轮式锁紧防松机构将解除卡销组件2的锁紧，以便卡销组件2从锁紧位置运动到释放位置。

优选地，本发明的齿轮式锁紧机构通过卡销组件2与齿轮螺栓12和齿轮螺母10的配合实现对至少两个被连接物体的锁紧防松。所述齿轮螺栓12穿过设置在被连接物体上的安装孔，通过齿轮螺母10紧固。被连接物体靠近齿轮螺栓12和齿轮螺母10处设置有能够与齿轮螺栓12和齿轮螺母10接触的卡销组件2。卡销组件2的销杆24能够与齿轮螺栓12和齿轮螺母10齿牙啮合。设置在两个被锁紧物体两侧的齿轮螺栓12和齿轮螺母10与设置在被锁紧物体表面的卡销组件2配合实现有级锁紧力调节。本发明能够通过调节齿轮螺栓12和齿轮螺母10的方式改变齿轮螺栓12、齿轮螺母10和被锁紧物体受到的应力大小。

优选地，齿轮螺栓12及齿轮螺母10设置有密集程度不同的周圈齿数，从而能够实现不同精度的有级锁紧力调节。优选地，卡销组件2可以是通过手柄21收缩销杆24的手动式卡销组件2。优选地，卡销组件2还可以是能够通过电机实现自动收缩销杆24的自动式卡销组件2。本发明提供的齿轮式锁紧机构的齿轮螺栓12及齿轮螺母10设置有密集程度不同的周圈齿数，从而能够实现不同精度和速度的有级锁紧力调节。

当卫星位于被太阳直接照射的区域中时，虽然因运在轨行导致卫星与太阳间的距离发生变化从而导致卫星的被辐射温度变化。但因卫星与太阳间的距离变化的量相对于太阳与卫星间的距离较小，所以卫星位于被太阳直接照射的区域中时表面的温度变化较为平缓。同理，当卫星位于地球阴影区时，虽然卫星表面的温度也会发生变化但总体趋于平稳。当卫星表面温度变换平缓时，卫星上各部件能够承受最大应力的变化同样趋于平稳，此时齿轮式锁紧机构可以平稳精细地调节被锁紧部件受到的应力。

当卫星由被太阳直接照射的区域进入地球阴影区或由地球阴影区进入被太阳直接照射区域时卫星表面温度剧烈变化，受到环境温度的影响卫星上各部件能够承受最大应力值相对卫星温度平稳变化时发生剧烈变化，换言之，当卫星由被太阳直接照射的区域进入地球阴影区或由地球阴影区进入被太阳直接照射区域时卫星上各部件能够承受最大应力值会陡然上升或下降，此时齿轮式锁紧机构可以迅速地将被锁紧部件受到的应力调整至最佳从而避免因锁紧机构锁紧产生的应力超过部件能够承受的最大应力值导致部件出现断裂等危险情况。

由于卫星等航天器在轨运行时必定会受到环境温度的影响，若不对航天器上的锁紧机构进行锁紧力的调节，则在地面完成锁紧的航天器到了太空中因温差大产生热胀冷缩出现险情，至少包括航天器的部件因受冷收缩导致与锁紧机构间出现间隙使得锁紧失效，以及航天器的部件受热膨胀产生形变导致部件因被锁紧机构约束而产生的应力超过自身所能够承受的极限面临结构断裂的风险。

优选地，本实施例提供锁紧机构通过步进电机旋转齿轮螺栓12和齿轮螺母10实现对锁紧机构锁紧力的有级调节。本实施例采用步进电机旋转锁紧机构的齿轮结构（齿轮螺栓12和齿轮螺母10）从而能够设置锁紧机构锁紧力调节的调节速度和调节方向。优选地，航天器的部件因受冷收缩导致与锁紧机构间出现间隙时，步进电机能够正向旋转锁紧机构的齿轮结构消除间隙使得锁紧机构与被锁紧部件保持紧密贴合，从而避免锁紧失效。优选地，航天器的部件受热膨胀时，步进电机能够反向旋转锁紧机构降低锁紧机构对被锁紧部件的锁紧力，使得部件因被锁紧机构约束而产生的应力低于最大应力值，从而避免部件受到的应力超限导致部件结构被破坏。优选地，在低温或高温环境下，部分航天器部件由于制作材料的原因可能导致热胀冷缩导致的形变不明显（即航天器部件不会因温度变化导致受到的应力发生变化），但部件自身的性质包括刚度、强度、硬度等性质会发生变化（即部件自身所能承受的极限应力值会随温度的变化而改变）。针对不发生热胀冷缩形变但自身性质会随温度变化的部件，锁紧机构会按照地面人员根据温度变化和航天器材料性质预设的调节方式调节锁紧机构对航天器部件的锁紧力。优选地，地面人员能够计算航天器各部件不同温度条件下的至少两个应力值。至少两个应力值分别是第一应力值和第二应力值，其中，第一应力值为在某温度条件下航天器部件所能承受的最大应力值，第二应力值为在某温度条件下航天器部件被锁紧机构锁紧时受到的应力值。地面人员通过预先的计算设计锁紧机构的调节方式以保证同一温度条件下的第二应力值小于第一应力值。

当航天器的温度快速变化时，航天器上的控制系统能够通过调节齿轮式锁紧机构上齿数较少的齿轮螺栓12或齿轮螺母10快速调节连接部件所述部件受到的应力。当航天器的温度缓慢变化时，航天器上的控制系统能够通过调节齿轮式锁紧机构上齿数较多的齿轮螺栓12或齿轮螺母10精确调节连接部件所述部件受到的应力。优选地，当航天器的温度快速变化时，航天器上的控制系统能够通过调节齿轮式锁紧机构上齿数较少的齿轮螺栓12或齿轮螺母10将所述部件受到的应力迅速粗调到部件的最佳应力范围即第二应力值小于第一应力值，然后航天器上的控制系统再通过调节齿轮式锁紧机构上齿数较多的齿轮螺栓12或齿轮螺母10对所述部件受到的应力进行精调。

优选地，本实施例采用有级调节的方式相较于无级调节的方式能够根据不同的锁紧需求进行调节。无级调节的调节方式单一，无法满足不同的调节需求。采用无级调节时，电机只能定向定旋转并且转速无法调节，则地面人员在利用无级调节方式进行锁紧机构的锁紧力调节时，只能通过复杂的测试和计算得出不同条件下的调节方向和时间，并且无级调节由于频繁地切换电机旋转方向势必会加重电机转子的磨损。采用有级调节时，地面人员能够测出精确温度条件下精确步进电机位置时部件所受到的应力大小。地面人员根据卫星等航天器在轨运行时的温度数据匹配步进电机的调整方式使得步进电机的调整的精度与温度变化相适配。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

Claims (5)

1.一种齿轮式锁紧防松机构，包括卡销组件（2）和齿轮结构，所述齿轮式锁紧防松机构通过将卡销组件（2）的销杆（24）顶尖与齿轮结构的齿牙进行啮合的方式实现锁紧防松，

其特征在于，

在卡销组件（2）的销杆（24）顶尖能够与齿牙啮合的前提下，所述齿轮式锁紧防松机构的齿轮结构的通过有级调节的方式进行锁紧力调节，

齿轮式锁紧防松机构设置有齿轮螺栓（12）和齿轮螺母（10）两个齿轮机构，所述齿轮螺栓（12）和齿轮螺母（10）能够分别与卡销组件（2）的销杆（24）顶尖啮合，

所述的齿轮式锁紧防松机构能够通过先调节齿轮式锁紧机构上齿数较少的齿轮螺栓（12）或齿轮螺母（10），后调节齿轮式锁紧机构上齿数较多的齿轮螺栓（12）或齿轮螺母（10）的方式对所述齿轮式锁紧防松机构受到的应力进行调节，

所述的齿轮式锁紧防松机构还包括设于航天器之上的测温机构，依据测温机构的信号所表示的温度和/或运行轨道所在位置，所述齿轮式锁紧防松机构的齿轮结构的通过有级调节的方式进行锁紧力调节，并以与测温机构的与航天器运行轨道所在位置相关的方式执行锁紧力调节；

所述齿轮结构设置在由电机来驱动的手轮组件（6）中，所述手轮组件（6）和所述齿轮结构通过套接在连接管外侧连成一体，所述锁紧防松机构能够通过所述手轮组件（6）调节所述齿轮结构位置；

所述齿轮式锁紧防松机构设置有锁紧螺杆组件（4），所述锁紧螺杆组件（4）设置有锁紧螺杆（41）和销块（42），所述销块（42）按照能够容纳于所述锁紧螺杆（41）尾端的方式进行设置，所述锁紧螺杆组件（4）能够通过销块（42）将至少一块待连接部件与连接架（3）固定；

所述卡销组件（2）设置在待锁紧对象表面，所述待锁紧对象至少包括A锁紧对象（8）与B锁紧对象（9），所述A锁紧对象（8）与所述B锁紧对象（9）至少存在一个除设置有所述卡销组件（2）的面外能够贴合的面，所述A锁紧对象（8）与所述B锁紧对象（9）设置有通孔且所述通孔孔径与所述齿轮螺栓（12）的螺杆直径适配，所述齿轮螺栓（12）能够按照穿过所述A锁紧对象（8）和所述B锁紧对象（9）设置的通孔与所述齿轮螺母（10）螺接的方式使得所述A锁紧对象（8）和所述B锁紧对象（9）直接或间接地连接，在所述齿轮螺栓（12）和所述齿轮螺母（10）螺接的情况下能够与所述卡销组件（2）的所述销杆（24）顶尖啮合；在所述A锁紧对象（8）和所述B锁紧对象（9）连接的情况下，所述A锁紧对象（8）和所述B锁紧对象（9）相互接触产生反作用力挤压所述齿轮螺栓（12）或所述齿轮螺母（10），所述销杆（24）按照顶尖与所述齿轮螺栓（12）和/或所述齿轮螺母（10）啮合的方式设置以约束所述齿轮螺栓（12）和/或所述齿轮螺母（10）的转动从而克服所述齿轮螺栓（12）和/或所述齿轮螺母（10）受到所述A锁紧对象（8）和所述B锁紧对象（9）的作用力。

2.根据权利要求1所述的齿轮式锁紧防松机构，其特征在于，所述卡销组件（2）设置在所述齿轮式锁紧防松机构的连接架（3）的一侧，其中，所述卡销组件（2）的所述销杆（24）能够在所述卡销组件（2）的卡销套（22）内做往复运动，所述连接架（3）设置有连接不同器件的凹槽和的通孔。

3.根据权利要求1所述的齿轮式锁紧防松机构，其特征在于，所述锁紧螺杆组件（4）的锁紧螺杆（41）靠近头部的外壁设置有连接螺纹，所述连接螺纹与手轮组件（6）的螺纹套（63）的螺纹适配，所述锁紧螺杆（41）能够通过螺接的方式与手轮组件（6）连接。

4.根据权利要求1所述的齿轮式锁紧防松机构，其特征在于，所述齿轮螺栓（12）和所述齿轮螺母（10）能够按照不同的锁紧力调节精度设置不同目数的齿牙。

5.根据权利要求1所述的齿轮式锁紧防松机构，其特征在于，所述齿轮螺栓（12）和所述齿轮螺母（10）能够按照不同被锁紧部件的承受应力范围设置不同目数的齿牙。

Images