CN207791196U - 一种可重复收拢展开的空间平面桁架展开结构锁定机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可重复收拢展开的空间平面桁架展开结构锁定机构。本实用新型包括方形碳纤维杆、结点、螺母、销轴、扭簧、中心接头。所述的方形碳纤维杆有两个，对称分布在中心接头的两侧；方形碳纤维杆底部固定设置有结点，结点与中心接头通过销轴连接，并通过螺母固定；销轴上固定设置有扭簧。本实用新型设计简单，操作方便，可实现地面重复展开功能，重复利用率高，可靠性好。对整个杆系展开机构进行展开锁定，能有效提高展开机构的基频和形面精度，保证卫星可展结构功能的顺利实现。
Description
技术领域
本实用新型属于航天技术领域，具体涉及一种可重复收拢展开的空间平面桁架展开结构锁定机构。
背景技术
随着航天技术的发展，越来越多的卫星结构部件需要在轨展开。由于技术上对结构展开后的模态刚度和形面精度都有一定的要求，对于平面式桁架式可展开结构(图1、图2分别为整个杆系展开结构的展开示意图和收拢示意图)，如果不附加锁定装置，存粹依靠扭簧预紧力，另一个方向则处于自由状态，桁架结构的刚度很差，这会使卫星在轨姿态控制难度增加。同时，由于星载桁架式可展结构收拢时，整个桁架还需要保持较小的收拢体积，因此需要设计能保证不增加其收拢体积的微小型锁定机构。
本实用性的主要目的在于克服现有卫星平面式可展桁架无展开锁定功能或锁定功能不太完善的不足，提供一种可靠性高、地面可重复展开收拢、原理简单、操作方便的可展平面桁架结构的锁定机构，同时也可推广应用在其它构架式可展开机构上，该锁定机构可以大幅度提高展开机构的基频和形面精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可重复收拢展开的空间平面桁架展开结构锁定机构。
本实用新型包括方形碳纤维杆、结点、螺母、销轴、扭簧、中心接头。所述的方形碳纤维杆有两个，对称分布在中心接头的两侧；方形碳纤维杆底部固定设置有结点，结点与中心接头通过销轴连接，并通过螺母固定；销轴上固定设置有扭簧。
所述的销轴两端设置有螺纹，两端靠近螺纹部分均设置有一圈销钉，两圈销钉沿中心对称；结点上对应销轴安装位置开有齿形限位孔；销钉为侧截面为梯形的销钉，梯形销钉直腰面上设置有小弹簧，梯形销钉斜腰面与齿形限位孔的一个齿啮合。
所述的中心接头上开有四个销轴插孔。销轴两端穿过结点上的齿形限位孔，通过销钉与结点连接后；销轴两端分别穿过中心接头上同侧的两个销轴插孔；销轴两端露出中心接头，通过螺母固定。
作为优选，所述的方形碳纤维杆与结点一体成型。
作为优选，所述的多个销钉沿销轴两端截面均匀设置；多个销钉与齿形限位孔配合。
作为优选，所述的中心接头和结点截面上开有扭簧插孔；扭簧套在销轴上，扭簧的两个伸出臂分别插在中心接头和结点截面上的扭簧插孔内。
本实用新型设计简单，操作方便，可实现地面重复展开功能，重复利用率高，可靠性好。对整个杆系展开机构进行展开锁定，能有效提高展开机构的基频和形面精度，保证卫星可展结构功能的顺利实现。
附图说明
图1为整个杆系展开结构展开示意图；
图2为整个杆系展开结构收拢示意图；
图3为本实用新型的整体结构示意图；
图4为图3中销轴的结构示意图；
图5为图3中结点的结构示意图；
图6为销轴和结点的装配结构剖视图；
图7为图3中中心接头的结构示意图；
图8为图3中扭簧的结构示意图；
图9为本实用新型收拢状态示意图；
图10为本实用新型展开状态示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
如图3所示，一种可重复收拢展开的空间平面桁架展开结构锁定机构，包括方形碳纤维杆1、结点2、螺母3、销轴4、扭簧5、中心接头6。方形碳纤维杆1有两个，对称分布在中心接头6的两侧；方形碳纤维杆1底部固定设置有结点2，结点2与中心接头6通过销轴4连接，并通过螺母3固定；销轴4上设置有扭簧5。
方形碳纤维杆1与结点2一体成型。
如图4所示，销轴4两端设置有螺纹10，两端靠近螺纹部分均设置有一圈销钉11，两圈销钉11沿中心对称；如图5所示，结点2上对应销轴4安装位置开有齿形限位孔12；如图6所示，销钉13为侧截面为梯形的销钉，梯形销钉直腰面上设置有小弹簧14，梯形销钉的斜腰面与齿形限位孔的一个齿15啮合。多个销钉11沿销轴4两端截面均匀设置。多个销钉11与齿形限位孔12 配合，转动时销钉11将会向下压缩弹簧向下移动，反向转动时销钉11的斜腰面会挡住齿形限位孔12，从而保证结点单向转动，实现了锁定的功能。
如图7所示，中心接头6上开有四个销轴插孔7。销轴4两端穿过结点2 上的齿形限位孔12，通过销钉11与结点2连接后；销轴4两端分别穿过中心接头6上同侧的两个销轴插孔7；销轴4两端露出中心接头6，通过螺母3固定。螺母3拧紧与否可以控制销轴的转动。
中心接头6和结点2截面上开有扭簧插孔8；扭簧5套在销轴上，如图8 所示，扭簧5的两个伸出臂分别插在接头6和结点2截面上的扭簧插孔8内，从而固定扭簧5，对展开系统施加预紧力。
工作原理及过程如下：
将连接接头和结点的销轴做一些技术上的改进，对称延伸销轴超出结点外壁，伸出长度允许套上相应尺寸的螺母，并且在销轴伸出部分刻上螺纹。销轴和接头接触部分的改进是整个实用新型的关键：于接触部分处，绕销轴一周钻孔，并且在其中置上弹簧与销钉组成的可弹出的弹性机构。销钉与接头内壁接触，销钉的顶部和内壁的齿纹之间成斜面接触，这样就构成了一个单向转动系统。当杆件连接接头绕销轴转动时，接头内圈的齿纹可以沿着斜面将销钉压下去，从而可以顺利转动；当要反向转动时，销钉会弹出卡住接头内圈的齿纹，从而实现了单向锁定。
如图9和10所示，为了保证本实用新型功能的顺利实现，即展开机构需要能够重复展开收拢，特地在销轴两端刻上螺纹，当螺母拧紧时，销轴与结点紧紧相连，销轴不能转动，这样展开机构就能顺利展开，要收拢时，拧松螺母，收拢展开机构的同时结点也会跟着逆时针转动，这样销轴也可以跟着逆时针转动，收拢完成之后再将螺母拧紧，从而实现了展开收拢的多次实现，保证达到了本实用新型的功能目标。
本实用新型能扩展使用到其他卫星可展开结构上，比如支臂类可展开结构和伞状可展开天线肋的锁定。
Claims (4)
1.一种可重复收拢展开的空间平面桁架展开结构锁定机构，包括方形碳纤维杆、结点、螺母、销轴、扭簧、中心接头；其特征在于：所述的方形碳纤维杆有两个，对称分布在中心接头的两侧；方形碳纤维杆底部固定设置有结点，结点与中心接头通过销轴连接，并通过螺母固定；销轴上固定设置有扭簧；
所述的销轴两端设置有螺纹，两端靠近螺纹部分均设置有一圈销钉，两圈销钉沿中心对称；结点上对应销轴安装位置开有齿形限位孔；销钉为侧截面为梯形的销钉，梯形销钉直腰面上设置有小弹簧，梯形销钉的斜腰面与齿形限位孔的齿啮合；
所述的中心接头上开有四个销轴插孔；销轴两端穿过结点上的齿形限位孔，通过销钉与结点连接后；销轴两端分别穿过中心接头上同侧的两个销轴插孔；销轴两端露出中心接头，通过螺母固定。
2.如权利要求1所述的一种可重复收拢展开的空间平面桁架展开结构锁定机构，其特征在于：所述的方形碳纤维杆与结点一体成型。
3.如权利要求1所述的一种可重复收拢展开的空间平面桁架展开结构锁定机构，其特征在于：所述的多个销钉沿销轴两端截面均匀设置；多个销钉与齿形限位孔配合。
4.如权利要求1所述的一种可重复收拢展开的空间平面桁架展开结构锁定机构，其特征在于：所述的中心接头和结点截面上开有扭簧插孔；扭簧套在销轴上，扭簧的两个伸出臂分别插在中心接头和结点截面上的扭簧插孔内。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110828965A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-02-21 | 中国空间技术研究院 | 一种基于轮式同步转动机构锥式环形桁架可展开天线结构 |
| CN110970701A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-04-07 | 中国空间技术研究院 | 一种扭簧驱动的锥式单层环形桁架可展开天线机构 |
| CN111071499A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 中国科学院空间应用工程与技术中心 | 一种材料舱外暴露装置 |
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| CN111071499B (zh) * | 2019-12-31 | 2021-06-22 | 中国科学院空间应用工程与技术中心 | 一种材料舱外暴露装置 |
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