一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置制造方法及圖紙

一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，涉及航天探測(cè)器展開分離裝置領(lǐng)域；包括傳力組件、驅(qū)動(dòng)組件、柔性連接組件和鎖定組件；傳力組件一端與驅(qū)動(dòng)組件連接，另一端與柔性連接組件連接；柔性連接組件一端固定在鎖定組件上，柔性連接組件的另一端施加外部負(fù)載，再驅(qū)動(dòng)組件的驅(qū)動(dòng)下，柔性連接組件可實(shí)現(xiàn)以鎖定組件為圓心的轉(zhuǎn)動(dòng)；提供一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，具有適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界、大負(fù)載、低沖擊、可重復(fù)使用、采用增力原理等特點(diǎn)，滿足航天裝置產(chǎn)品中動(dòng)態(tài)邊界、大負(fù)載工況下的可靠展開及鎖定，滿足作業(yè)階段大負(fù)載工況的展開及可靠鎖定以及整個(gè)裝置對(duì)輕量化的要求，能實(shí)現(xiàn)航天器與運(yùn)載火箭間、航天器之間的可靠連接與分離。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種航天探測(cè)器展開分離裝置領(lǐng)域，特別是一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置。
技術(shù)介紹
隨著探月工程、火星探測(cè)等任務(wù)的相繼開展以及火箭運(yùn)載能力的提升，我國航天器向大型化、多樣化、智能化方向發(fā)展。但目前航天領(lǐng)域所應(yīng)用的展開分離裝置大多為應(yīng)用于微重力環(huán)境的剛性鉸鏈結(jié)構(gòu)，由于其應(yīng)用于微重力環(huán)境，上述展開分離裝置只需克服自身的摩擦阻力矩及負(fù)載的慣性力矩即可完成展開，因此其驅(qū)動(dòng)能力較低。此外，目前應(yīng)用的展開分離裝置多采用彈性元件直接驅(qū)動(dòng)原理，即彈性元件的驅(qū)動(dòng)力直接作用于展開負(fù)載上，導(dǎo)致整個(gè)展開分離裝置的驅(qū)動(dòng)力矩直接取決于彈性元件的剛度和變形量。現(xiàn)有展開分離裝置驅(qū)動(dòng)原理為：T驅(qū)＝nT彈＝nkw其中，T驅(qū)為展開分離裝置所需驅(qū)動(dòng)力矩；T彈為彈性元件驅(qū)動(dòng)力矩；n為彈性元件個(gè)數(shù)，為正整數(shù)；k為彈性元件剛度；w為彈性元件的變形量。由上式可看出，現(xiàn)有展開分離裝置驅(qū)動(dòng)力矩受到彈性元件驅(qū)動(dòng)能理力以及現(xiàn)有彈性元件材料和彈簧成形工藝的局限性。且由于在大負(fù)載工況下，需采用多個(gè)彈性元件，導(dǎo)致與傳力相關(guān)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度亦需增強(qiáng)，因此無法滿足輕量化的要求。同時(shí)由于現(xiàn)有展開分離裝置均為剛性結(jié)構(gòu)，不具備緩沖功能，只能實(shí)現(xiàn)展開負(fù)載與航天器間的剛性連接，無法滿足復(fù)雜航天器在發(fā)射工況下各個(gè)裝置間振動(dòng)載荷要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，具有適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界、大負(fù)載、低沖擊、可重復(fù)使用、采用增力原理等特點(diǎn)，滿足航天裝置產(chǎn)品中動(dòng)態(tài)邊界、大負(fù)載工況下的可靠展開及鎖定，滿足作業(yè)階段大負(fù)載工況的展開及可靠鎖定以及整個(gè)裝置對(duì)輕量化的要求，能實(shí)現(xiàn)航天器與運(yùn)載火箭間、航天器之間的可靠連接與分離。本專利技術(shù)的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，包括傳力組件、驅(qū)動(dòng)組件、柔性連接組件和鎖定組件；其中驅(qū)動(dòng)組件固定安裝在地面；傳力組件一端與驅(qū)動(dòng)組件連接，另一端與柔性連接組件連接；鎖定組件固定安裝在地面；柔性連接組件一端固定在鎖定組件上，柔性連接組件的另一端施加外部負(fù)載，再驅(qū)動(dòng)組件的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)柔性連接組件以鎖定組件為圓心的轉(zhuǎn)動(dòng)。在上述的一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，所述的傳力組件包括凱芙拉繩和拉繩接頭；凱芙拉繩一端與驅(qū)動(dòng)組件連接，另一端通過拉繩接頭固定在柔性連接組件上。在上述的一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，所述的驅(qū)動(dòng)組件包括平面渦卷彈簧、安裝座、卷筒、固定軸、中心軸和軸套；其中，安裝座固定安裝在地面上；中心軸軸向與安裝座垂直的固定安裝在安裝座的頂部；卷筒固定套在中心軸中部的外壁上；卷筒的兩側(cè)設(shè)置有軸套，軸套固定套在中心軸的外壁上；固定軸軸向與安裝座垂直的固定安裝在安裝座的中部；平面渦卷彈簧以中心軸為圓心固定安裝在安裝座的側(cè)壁，固定軸實(shí)現(xiàn)對(duì)平面渦卷彈簧的圓形邊緣的限位。在上述的一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，所述的柔性連接組件包括傳力桿、柔性連接結(jié)構(gòu)和連接件；其中，傳力桿一端與鎖定組件固定連接，傳力桿另一端依次與柔性連接組件、連接件固定連接；連接件外端連接外部負(fù)載。在上述的一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，所述的鎖定組
件包括鎖定結(jié)構(gòu)、鎖定勾和旋轉(zhuǎn)軸；其中，鎖定結(jié)構(gòu)固定在地面上，鎖定勾一端通過旋轉(zhuǎn)軸與鎖定結(jié)構(gòu)連接；鎖定勾另一端與柔性連接組件固定連接。在上述的一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，所述的傳力組件中凱芙拉繩為耐磨的凱芙拉纖維。在上述的一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，所述的驅(qū)動(dòng)組件中，平面渦卷彈簧外壁上涂覆潤滑膜。在上述的一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，所述的柔性連接組件中的傳力桿為碳纖維材料。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)本專利技術(shù)采用了拉繩增力的原理，大大增加了整個(gè)裝置的輸出力矩，使得裝置在同樣的平面渦卷彈簧初始力矩下，裝置輸出力矩增大。通過調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，其驅(qū)動(dòng)力矩放大倍數(shù)亦可成倍遞增；(2)本專利技術(shù)中傳力組件采用采用凱芙拉繩作為驅(qū)動(dòng)傳輸環(huán)節(jié)，大大減小了傳力結(jié)構(gòu)的卷繞半徑，提高了整個(gè)裝置的可靠性；(3)本專利技術(shù)中驅(qū)動(dòng)組件中，卷筒的兩側(cè)設(shè)置有軸套，軸套固定套在中心軸上，替代了傳統(tǒng)的軸承，在保證功能的前提下起到了輕量化的作用；(4)本專利技術(shù)中柔性連接組件采用了采用柔性連接結(jié)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)展開裝置只可適用于剛性連接的缺點(diǎn)；通過采用柔性連接結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)展開裝置在可滿足動(dòng)態(tài)邊界的同時(shí)，保證裝置自身不被破壞；(5)本專利技術(shù)中柔性連接組件采用了傳力桿、柔性連接結(jié)構(gòu)和連接件，在展開裝置鎖定過程中，亦可減少負(fù)載鎖定瞬間對(duì)裝置自己以及與其相連接的其他裝置的沖擊力，起到對(duì)裝置的緩沖保護(hù)作用。附圖說明圖1為本專利技術(shù)柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置工作原理圖；圖2為本專利技術(shù)柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置結(jié)構(gòu)圖；圖3表示本專利技術(shù)驅(qū)動(dòng)組件側(cè)面剖視圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的描述：如圖1所示為柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置工作原理圖，由圖可知，一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，其特征在于：包括傳力組件1、驅(qū)動(dòng)組件2、柔性連接組件3和鎖定組件4；其中驅(qū)動(dòng)組件2固定安裝在地面；傳力組件1一端與驅(qū)動(dòng)組件2連接，另一端與柔性連接組件3連接；鎖定組件4固定安裝在地面；柔性連接組件3一端固定在鎖定組件4上，柔性連接組件3的另一端施加外部負(fù)載，再驅(qū)動(dòng)組件2的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)柔性連接組件3以鎖定組件4為圓心的轉(zhuǎn)動(dòng)；工作時(shí)，通過凱芙拉繩在驅(qū)動(dòng)組件上的纏繞實(shí)現(xiàn)將驅(qū)動(dòng)組件的驅(qū)動(dòng)力傳遞到柔性連接組件上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)展開功能。如圖2所示為柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置結(jié)構(gòu)圖，由圖可知，所述的傳力組件1包括凱芙拉繩5和拉繩接頭6；凱芙拉繩5一端與驅(qū)動(dòng)組件2連接，另一端通過拉繩接頭6固定在柔性連接組件3上；其中凱芙拉繩5為耐磨的凱芙拉纖維，以防止卷繞過程中纖維的磨損，保證展開裝置壽命。所述的驅(qū)動(dòng)組件2包括平面渦卷彈簧7、安裝座8、卷筒9、固定軸10、中心軸11和軸套12；其中，安裝座8固定安裝在地面上；中心軸11軸向與安裝座8垂直的固定安裝在安裝座8的頂部；卷筒9固定套在中心軸11中部的外壁上；卷筒9的兩側(cè)設(shè)置有軸套12，軸套12固定套在中心軸11的外壁上；固定軸10軸向與安裝座8垂直的固定安裝在安裝座8的中部；平面渦卷彈簧7以中心軸11為圓心固定安裝在安裝座8的側(cè)壁，固定軸10實(shí)現(xiàn)對(duì)平面渦卷彈簧7的圓形邊緣的限位，其中，平面渦卷彈簧7外壁上涂覆潤滑膜，以減小圈間摩擦，保證整個(gè)展開裝置的輸出力矩。如圖3所示為驅(qū)動(dòng)組件側(cè)面剖視圖，由圖可知，平面渦卷彈簧7通過預(yù)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)能力的儲(chǔ)備。在展開負(fù)載釋放后，平面渦卷彈簧7的驅(qū)動(dòng)力通過中心軸11傳遞到卷筒9上。通過卷筒9對(duì)凱芙拉繩5的卷繞，增大了驅(qū)動(dòng)力的作用力臂，進(jìn)而增大整個(gè)裝置的驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)小驅(qū)動(dòng)力對(duì)大負(fù)載的展開。軸套
11的作用為減小裝置阻力，進(jìn)而減小驅(qū)動(dòng)力在裝置內(nèi)部的損失。安裝座8的作用為實(shí)現(xiàn)展開裝置一端與其他裝置的固定連接。所述的柔性連接組件3包括傳力桿13、柔性連接結(jié)構(gòu)14和連接件15；其中，傳力桿13一端與鎖定組件4固定連接，傳力桿13另一端依次與柔性連接組件14、連接件15固定連接；連接件15外端本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，其特征在于：包括傳力組件(1)、驅(qū)動(dòng)組件(2)、柔性連接組件(3)和鎖定組件(4)；其中驅(qū)動(dòng)組件(2)固定安裝在地面；傳力組件(1)一端與驅(qū)動(dòng)組件(2)連接，另一端與柔性連接組件(3)連接；鎖定組件(4)固定安裝在地面；柔性連接組件(3)一端固定在鎖定組件(4)上，柔性連接組件(3)的另一端施加外部負(fù)載，再驅(qū)動(dòng)組件(2)的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)柔性連接組件(3)以鎖定組件(4)為圓心的轉(zhuǎn)動(dòng)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，其特征在于：包括傳力組件(1)、驅(qū)動(dòng)組件(2)、柔性連接組件(3)和鎖定組件(4)；其中驅(qū)動(dòng)組件(2)固定安裝在地面；傳力組件(1)一端與驅(qū)動(dòng)組件(2)連接，另一端與柔性連接組件(3)連接；鎖定組件(4)固定安裝在地面；柔性連接組件(3)一端固定在鎖定組件(4)上，柔性連接組件(3)的另一端施加外部負(fù)載，再驅(qū)動(dòng)組件(2)的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)柔性連接組件(3)以鎖定組件(4)為圓心的轉(zhuǎn)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，其特征在于：所述的傳力組件(1)包括凱芙拉繩(5)和拉繩接頭(6)；凱芙拉繩(5)一端與驅(qū)動(dòng)組件(2)連接，另一端通過拉繩接頭(6)固定在柔性連接組件(3)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于柔性動(dòng)態(tài)邊界連接的增力式展開裝置，其特征在于：所述的驅(qū)動(dòng)組件(2)包括平面渦卷彈簧(7)、安裝座(8)、卷筒(9)、固定軸(10)、中心軸(11)和軸套(12)；其中，安裝座(8)固定安裝在地面上；中心軸(11)軸向與安裝座(8)垂直的固定安裝在安裝座(8)的頂部；卷筒(9)固定套在中心軸(11)中部的外壁上；卷筒(9)的兩側(cè)設(shè)置有軸套(12)，軸套(12)固定套在中心軸(11)的外壁上；固定軸(10)軸向與安裝座(8)垂直的固定安裝在安裝座(8)的中部；...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王露斯，孫京，郭宏偉，李強(qiáng)，劉碩，李君，韓星，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京衛(wèi)星制造廠，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11