CN216546800U - 一种锁钩式展开锁定机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳电池阵列帆板技术领域，特别涉及一种锁钩式展开锁定机构。该机构包括母铰链、锁钩、公铰链、铰链轴及片簧，其中母铰链和公铰链通过铰链轴铰接，公铰链上设有凸起结构；锁钩铰接在母铰链上，且与公铰链上的凸起结构接触；片簧设置于母铰链上，且位于锁钩的外侧；当母铰链和公铰链处于展开状态时，片簧通过弹力推动锁钩与公铰链锁紧。本实用新型为单板或转动关节相对较少的太阳电池阵结构与机构而设计，实现帆板的展开和锁定，同时具有结构简单、成本低、锁紧精度可调、锁紧精度高的特点。

Description

一种锁钩式展开锁定机构

技术领域

本实用新型涉及太阳电池阵列帆板技术领域，特别涉及一种锁钩式展开锁定机构，用于微小卫星的太阳电池阵的无源展开和锁定。

背景技术

在空间领域中，太阳能成为了空间飞行器的主要动力来源，太阳能电池阵列的帆板在从地面发射升空的过程中为收拢锁定状态，在飞行器抵达预定轨道后通过展开机构将帆板展开，并使得太阳电池阵保持特定的空间构型，充分获取太阳能，提高能源利用率。展开锁定机构的设计对于太阳电池阵的研制成功与否有着决定性的影响，因此展开锁定机构的研究一直是太阳电池阵结构与机构研制的关键。现有的应用较多的展开锁定机构主要可以分为两类：一类是用于多折帆板展开锁定的传统铰链，其特点是展开精度高，锁定可靠，但是结构复杂、尺寸较大且成本很高；另一类是用于微小卫星单板展开的铰链，其一般不具有锁定功能。因此，目前有必要设计一种结构简单、质量小、可靠性高的小型展开锁定机构，以满足帆板数量较少的微小卫星太阳电池阵结构与机构的展开锁定的应用需求。

发明内容

针对目前帆板数量较少的微小卫星太阳电池阵结构与机构的展开锁定的应用需求，本实用新型的目的在于提供一种锁钩式展开锁定机构，该机构是为单板或转动关节相对较少的太阳电池阵结构与机构而设计，实现帆板的展开和锁定，同时具有结构简单、成本低、锁紧精度可调、锁紧精度高的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种锁钩式展开锁定机构，包括母铰链、锁钩、 公铰链、铰链轴及片簧，其中母铰链和公铰链通过铰链轴铰接，公铰链上设有凸起结构；锁钩铰接在母铰链上，且与公铰链上的凸起结构接触；片簧设置于母铰链上，且位于锁钩的外侧；当母铰链和公铰链处于展开状态时，片簧通过弹力推动锁钩与公铰链锁紧。

所述凸起结构上设有用于所述铰链轴穿过的通孔；所述凸起结构设置于公铰链中部，并与锁钩滑动接触；当公铰链转动时，所述凸起结构将锁钩保持在将片簧压缩一定量的位置。

所述公铰链的中部还设有锁紧槽，当所述公铰链逐渐展开时，所述锁钩在所述片簧的作用下开始滑入锁紧槽直至与锁紧槽呈楔形卡紧。

所述铰链轴的两端均套设有驱动扭簧，驱动扭簧的两端分别与所述母铰链和所述公铰链连接；驱动扭簧用于为所述母铰链和所述公铰链的展开提供驱动力。

所述母铰链上设有两个分别位于所述锁钩两侧的限位螺钉，限位螺钉用于限制所述公铰链展开的最大角度。

所述母铰链的两端设有铰接座，两个所述限位螺钉分别设置于两个铰接座上。

本实用新型与现有技术相比的优点及有益效果是：

1.本实用新型锁紧安全可靠：本实用新型通过锁钩锁紧铰链的展开状态，且通过片簧压紧锁钩，锁紧安全可靠；

2.本实用新型锁紧精度可调：与一般的合页铰链相比，本实用新型的展开锁定机构的锁紧精度可以通过限位螺钉来调节，限位螺钉分别安装在母铰链的左、右两侧，通过调节限位螺钉的旋进与旋出控制限位螺钉暴露出来的长度，限位螺钉暴露出来的长度越长该机构展开后的角度越小，限位螺钉暴露出来的长度越短该机构展开后的角度越大，进而保证该机构展开角度在误差允许范围内；

3.本实用新型锁紧精度高：由于限位螺钉的旋进距离可以进行无级调节，因此限位螺钉暴露出来的长度是连续可调的，从而满足了对锁紧精度较高的要求；

4.本实用新型结构简单：与传统的展开锁定机构相比，该机构的结构组成简单、制造成本低廉、设计巧妙，锁钩被铰链上突出的特征挤压靠向片簧一侧，在片簧的作用力下滑入锁紧槽，完成锁紧工作。

附图说明

图1为本实用新型一种锁钩式展开锁定机构处于收拢状态的结构示意图之一；

图2为本实用新型一种锁钩式展开锁定机构处于收拢状态的结构示意图之二；

图3为本实用新型一种锁钩式展开锁定机构的爆炸图；

图4为本实用新型一种锁钩式展开锁定机构处于中间状态的结构示意图；

图5为本实用新型一种锁钩式展开锁定机构处于展开状态的结构示意图；

图中：1为母铰链，2为锁钩，3为限位螺钉，4为驱动扭簧，5为公铰链，6为铰链轴，7为片簧，8为凸起结构。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1-5所示，本实用新型提供的一种锁钩式展开锁定机构，包括母铰链1、锁钩2、公铰链5、铰链轴6及片簧7，其中母铰链1和公铰链5通过铰链轴6铰接，公铰链5上设有凸起结构8；锁钩2铰接在母铰链1上，且与公铰链5上的凸起结构8接触；片簧7设置于母铰链1上，且位于锁钩2的外侧；当母铰链1和公铰链5处于展开状态时，片簧7通过弹力推动锁钩2与公铰链5锁紧。

如图1所示，本实用新型的实施例中，铰链轴6的两端均套设有驱动扭簧4，驱动扭簧4的两端分别与母铰链1和公铰链5连接；驱动扭簧4用于为母铰链1和公铰链5的展开提供驱动力。

本实用新型的实施例中，凸起结构8设置于公铰链5的中部，凸起结构8上设有用于铰链轴6穿过的通孔；凸起结构8设置于公铰链5中部，并与锁钩2滑动接触；当公铰链5转动时，凸起结构8将锁钩2保持在将片簧7压缩一定量的位置，即通过锁钩2推动片簧7，使片簧7处于压缩状态。

进一步地，公铰链5的中部还设有锁紧槽；当公铰链5展开至一定角度后，锁钩2在片簧7的作用下开始滑入锁紧槽，随着铰链展开至180°的展开状态，锁钩2与锁紧槽呈楔形卡紧，完成锁紧工作。

本实用新型的实施例中，凸起结构8上的锁紧槽为楔形槽。在铰链展开状态时，锁钩2与锁紧槽楔面配合，实现自锁状态，不会在沿收拢方向力矩的作用下脱离锁紧状态。

如图1、图4、图5所示，本实用新型的实施例中，母铰链1上设有两个分别位于锁钩2两侧的限位螺钉3，限位螺钉3用于限制公铰链5展开的最大角度。

进一步地，母铰链1的两端设有铰接座，两个铰接座设有同轴线的铰接孔，铰链轴6穿过两个铰接座的铰接孔。两个限位螺钉3分别设置于两个铰接座上，通过调节限位螺钉3的旋进与旋出控制限位螺钉3暴露出来的长度，限位螺钉3暴露出来的长度越长该机构展开后的角度越小，限位螺钉3暴露出来的长度越短该机构展开后的角度越大，进而保证该机构展开角度在误差允许范围内。同时由于限位螺钉3的旋进距离可以进行无级调节，因此限位螺钉3暴露出来的长度是连续可调的，从而满足了对锁紧精度较高的要求。

本实用新型提供的一种锁钩式展开锁定机构，可分为三个工作状态，分别为收拢状态、中间状态、锁定状态，如图1、图4、图5所示。

当该机构处于收拢状态时，公铰链5与母铰链1的两个合页被外力紧固在一起，由于受驱动扭簧4的弹力的影响，公铰链5与母铰链1具有向外展开的趋势，如图1-2所示；当外力解除后该机构处于中间状态，公铰链5与母铰链1在驱动扭簧4的弹力的作用下进行展开，此过程中锁钩2被公铰链5上突出的凸起结构8挤压靠向片簧7一侧，片簧7产生形变，锁钩2逐渐滑向公铰链5的锁紧槽，如图4所示；当锁钩2滑入锁紧槽后，在限位螺钉3的作用下铰链停止转动，该机构处于锁定状态，如图5所示。但由于该机构加工精度、材料、温度等因素的影响，公铰链5与母铰链1展开角度会产生误差，通过限位螺钉3的旋进、旋出的操作来调整限位螺钉3暴露出来的长度，从而调节铰链展开精度，保证展开的角度在误差允许的范围内。

本实用新型提供的一种锁钩式展开锁定机构的工作原理为：当太阳电池阵入轨解锁后，该展开锁定机构开始工作，其通过驱动扭簧4驱动太阳翼帆板展开，在展开的过程中，锁钩2被公铰链5上的凸起结构8挤压靠向片簧7一侧并将片簧7压偏一定角度；在其展开至175°左右时，锁钩2开始与公铰链5的锁紧槽接触，并在片簧7的作用下开始逐渐滑入锁紧槽中；直至公、母铰链展开至180°时，公铰链5接触到限位螺钉3并停止转动，从而展开锁定机构通过锁钩2和限位螺钉3将太阳电池阵锁定在180°的展开状态。

本实用新型的锁钩式展开锁定机构，结构简单、成本低、锁紧精度可调、锁紧精度高。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种锁钩式展开锁定机构，其特征在于，包括母铰链（1）、锁钩（2）、 公铰链（5）、铰链轴（6）及片簧（7），其中母铰链（1）和公铰链（5）通过铰链轴（6）铰接，公铰链（5）上设有凸起结构（8）；锁钩（2）铰接在母铰链（1）上，且与公铰链（5）上的凸起结构（8）接触；片簧（7）设置于母铰链（1）上，且位于锁钩（2）的外侧；当母铰链（1）和公铰链（5）处于展开状态时，片簧（7）通过弹力推动锁钩（2）与公铰链（5）锁紧；

所述凸起结构（8）上设有用于所述铰链轴（6）穿过的通孔；

所述凸起结构（8）设置于公铰链（5）中部，并与锁钩（2）滑动接触；当公铰链（5）转动时，所述凸起结构（8）将锁钩（2）保持在将片簧（7）压缩一定量的位置；

所述公铰链（5）的中部还设有锁紧槽；当所述公铰链（5）逐渐展开时，所述锁钩（2）在所述片簧（7）的作用下开始滑入锁紧槽直至与锁紧槽呈楔形卡紧。

2.根据权利要求1所述的锁钩式展开锁定机构，其特征在于，所述铰链轴（6）的两端均套设有驱动扭簧（4），驱动扭簧（4）的两端分别与所述母铰链（1）和所述公铰链（5）连接；驱动扭簧（4）用于为所述母铰链（1）和所述公铰链（5）的展开提供驱动力。

3.根据权利要求1所述的锁钩式展开锁定机构，其特征在于，所述母铰链（1）上设有两个分别位于所述锁钩（2）两侧的限位螺钉（3），限位螺钉（3）用于限制所述公铰链（5）展开的最大角度。

4.根据权利要求3所述的锁钩式展开锁定机构，其特征在于，所述母铰链（1）的两端设有铰接座，两个所述限位螺钉（3）分别设置于两个铰接座上。

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