一種非偏心180度展開鎖定鉸鏈裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種非偏心180度展開鎖定鉸鏈裝置，其包括：鎖鉤體、渦卷彈簧、雙鉸體、中心軸、套筒、軸承定位套、偏心軸、板簧、卡鉤、八方調(diào)整套筒、渦卷簧定位套、定位軸、簧端壓帽和簧芯壓蓋，其通過雙鉸體和鎖鉤體的構(gòu)型設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了180度的展開功能，展開鎖定狀態(tài)下鎖鉤體與雙鉸體的指向夾角為180度，中心軸的軸心處于鉸鏈裝置中心面上，實(shí)現(xiàn)桁架桿或臂桿的非偏心鉸接，避免機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的奇異位形，滿足了桁架機(jī)構(gòu)更小收納包絡(luò)的需求；鉸鏈裝置采用較長的鉸接配合長度和兩個(gè)角接觸軸承，實(shí)現(xiàn)更高的展開剛度、展開重復(fù)精度和承載能力，滿足了大型空間負(fù)載的高剛度、高精度連接需求。
【專利說明】
一種非偏心180度展開鎖定鉸鏈裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于鉸鏈機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非偏心180度展開鎖定鉸鏈裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著空間載荷的大型化和多樣化發(fā)展，尺寸大、重量大的載荷越來越多，傳統(tǒng)的太陽翼鉸鏈已不能滿足大型載荷更高剛度和更高收納效率的需求。商紅軍等人于2013年公開的CN201310180826.6《一種四連桿機(jī)構(gòu)鎖緊的鉸鏈》提出了一種適用于太陽翼等部件的展開鎖定鉸鏈，解決了空間輕型負(fù)載的可靠連接問題，但該鉸鏈為偏心式可展開鉸鏈，即鉸鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)中心與兩側(cè)的被連接體不在一條直線上，這導(dǎo)致收納體積較大，應(yīng)用于并聯(lián)空間桁架機(jī)構(gòu)中將會(huì)導(dǎo)致展開過程中出現(xiàn)奇異位形，如無克服措施奇異位形可導(dǎo)致機(jī)構(gòu)展開鎖定失敗。奇異位形的具體解釋可見沈輝等人在2004年機(jī)械工程學(xué)報(bào)中發(fā)表的《并聯(lián)機(jī)構(gòu)中奇異位形的分類與判定》，奇異位形在空間可展開結(jié)構(gòu)中的影響分析可參見王丹丹于2013年公開的哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士研究生論文《可展開平面天線支撐機(jī)構(gòu)展開運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析》。另外，由于太陽翼鉸鏈的設(shè)計(jì)偏向于輕量化和小型化，軸向連接較短，側(cè)彎剛度較小，且展開重復(fù)精度不是很高，這些問題導(dǎo)致其在星載可展開機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用比較局限。而一般的非偏心鉸接式機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)干涉，旋轉(zhuǎn)角度不能達(dá)到180度，不能滿足可展開結(jié)構(gòu)展開后形成直線撐桿穩(wěn)定狀態(tài)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種非偏心180度展開鎖定鉸鏈裝置。可180度展收，展開過程中無奇異位的非偏心鉸鏈裝置，展開鎖定后可形成高精度、高剛度關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)。
[0004]—種非偏心180度展開鎖定鉸鏈裝置，其包括:鎖鉤體、渦卷彈簧、雙鉸體、中心軸、套筒、軸承定位套、偏心軸、板簧、卡鉤、八方調(diào)整套筒、渦卷簧定位套、定位軸、簧端壓帽和簧芯壓蓋；
[0005]鎖鉤體上設(shè)有定位槽和溝槽，定位槽內(nèi)嵌潤滑材料，且潤滑材料外表面呈弧形，該弧形與中心軸同軸，溝槽的軸線與中心軸的軸線平行;鎖鉤體上還設(shè)有第一凸起部，雙鉸體上設(shè)有第二凸起部和第三凸起部，第一凸起部上設(shè)有通孔，第二凸起部、第三凸起部的凸起端設(shè)有外八方凸起，且第二凸起部、第三凸起部的外八方凸起上均設(shè)有通孔；
[0006]中心軸依次穿過雙鉸體的第二凸起部、鎖鉤體的第一凸起部、雙鉸體的第三凸起部上的通孔，且第一凸起部與中心軸之間通過兩個(gè)角接觸球軸承鉸接;兩個(gè)八方調(diào)整套筒分別套于雙鉸體的外八方凸起外表面;兩個(gè)角接觸球軸承的內(nèi)圈通過通過套筒軸向定位，兩個(gè)角接觸球軸承的外圈通過軸承定位套軸向定位;在中心軸上對(duì)鎖鉤體、雙鉸體、角接觸球軸承、套筒、軸承定位套通過螺母進(jìn)行定力矩緊定；
[0007]卡鉤通過偏心軸與雙鉸體鉸接定位，卡鉤通過板簧壓緊于鎖鉤體上的潤滑材料外弧面，在鉸鏈展開過程中，卡鉤可沿潤滑材料外弧面滑動(dòng)，在展開到位時(shí)卡鉤將滑入鎖鉤體的溝槽中將整個(gè)鉸鏈鎖定；
[0008]鉸鏈自展開力矩通過儲(chǔ)能渦卷彈簧實(shí)現(xiàn)，渦卷彈簧安裝于八方調(diào)整套筒上，且渦卷彈簧的中心部位通過簧芯壓蓋進(jìn)行限位固定;渦卷簧定位套安裝于定位軸上，渦卷簧定位套上設(shè)有限位槽，渦卷彈簧的自由端卡在渦卷簧定位套的限位槽上，并通過簧端壓帽進(jìn)行限位;渦卷彈簧的儲(chǔ)能力矩方向?yàn)檎归_方向，可以通過八方調(diào)整套筒進(jìn)行1/8圈細(xì)分調(diào)整。
[0009]有益效果:本發(fā)明通過雙鉸體和鎖鉤體的構(gòu)型設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了180度的展開功能，展開鎖定狀態(tài)下鎖鉤體與雙鉸體的指向夾角為180度，中心軸的軸心處于鉸鏈裝置中心面上，可以實(shí)現(xiàn)桁架桿或臂桿的非偏心鉸接，避免機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的奇異位形，滿足了桁架機(jī)構(gòu)更小收納包絡(luò)的需求；
[0010]本發(fā)明鉸鏈裝置采用了較長的鉸接配合長度和兩個(gè)角接觸軸承，可以實(shí)現(xiàn)更高的展開剛度和更高的展開重復(fù)精度，承載能力也大大提高，滿足了大型空間負(fù)載的高剛度、高精度連接需求；
[0011]本發(fā)明的自展開驅(qū)動(dòng)力矩可以便利地通過改變八方調(diào)整套筒的角度來調(diào)整力矩大小，操作簡單可靠。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明鉸鏈裝置示意圖；
[0013]圖2本發(fā)明鉸鏈裝置剖視圖；
[0014]圖3為本發(fā)明鉸鏈裝置收攏狀態(tài)示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明鉸鏈裝置180°展開鎖定狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種非偏心180度展開鎖定鉸鏈裝置，其包括:鎖鉤體1、渦卷彈簧2、雙鉸體3、中心軸4、套筒5、軸承定位套6、偏心軸7、板簧8、卡鉤9、八方調(diào)整套筒10、渦卷簧定位套11、定位軸12、簧端壓帽13、簧芯壓蓋14、潤滑材料15和角接觸球軸承、螺釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件；
[0017]鎖鉤體I上設(shè)有定位槽和溝槽，定位槽內(nèi)嵌潤滑材料15，且潤滑材料15外表面呈弧形，且該弧形與中心軸4同軸;溝槽的軸線與中心軸4的軸線平行。
[0018]鎖鉤體I與雙鉸體3鉸接，鉸接方式:鎖鉤體I上設(shè)有第一凸起部，雙鉸體3上設(shè)有第二凸起部、第三凸起部，第一凸起部上設(shè)有通孔，第二凸起部、第三凸起部的凸起端設(shè)有外八方凸起，且第二凸起部、第三凸起部的外八方凸起上均設(shè)有通孔；中心軸4依次穿過雙鉸體3的第二凸起部、鎖鉤體I的第一凸起部、雙鉸體3的第三凸起部上的通孔，且第一凸起部與中心軸4之間通過兩個(gè)角接觸球軸承鉸接;兩個(gè)八方調(diào)整套筒10分別套于雙鉸體3的外八方凸起外表面;兩個(gè)角接觸球軸承的內(nèi)圈通過通過套筒5軸向定位，兩個(gè)角接觸球軸承的外圈通過軸承定位套6軸向定位;在中心軸4上對(duì)鎖鉤體1、雙鉸體3、角接觸球軸承、套筒5、軸承定位套6通過螺母進(jìn)行定力矩緊定；
[0019]卡鉤9通過偏心軸7與雙鉸體3鉸接定位，卡鉤9通過板簧8壓緊于鎖鉤體I上的潤滑材料15外弧面，在鉸鏈展開過程中，卡鉤9可沿潤滑材料15外弧面滑動(dòng)，在展開到位時(shí)卡鉤9將滑入鎖鉤體I的溝槽中將整個(gè)鉸鏈鎖定。
[0020]鉸鏈自展開力矩通過儲(chǔ)能渦卷彈簧2實(shí)現(xiàn)，渦卷彈簧2安裝于八方調(diào)整套筒10上，且渦卷彈簧2的中心部位通過簧芯壓蓋14進(jìn)行限位固定;渦卷簧定位套11安裝于定位軸12上，渦卷簧定位套11上設(shè)有限位槽，渦卷彈簧2的自由端卡在渦卷簧定位套11的限位槽上，并通過簧端壓帽13進(jìn)行限位;渦卷彈簧2的儲(chǔ)能力矩方向?yàn)檎归_方向，大小可以通過八方調(diào)整套筒10進(jìn)行1/8圈細(xì)分調(diào)整。
[0021]如圖3所示，為本發(fā)明鉸鏈?zhǔn)諗n狀態(tài)示意圖，鎖鉤體I與雙鉸體3的指向夾角為O度，此時(shí)渦卷彈簧2的儲(chǔ)能力矩最大。
[0022]如圖4所示，為本發(fā)明鉸鏈展開鎖定狀態(tài)示意圖，鎖鉤體I與雙鉸體3的指向夾角為180度，此時(shí)渦卷彈簧2的儲(chǔ)能力矩最小，中心軸4的中心處于鉸鏈中心面上，可以實(shí)現(xiàn)桁架桿或臂桿的非偏心鉸接。
[0023]本發(fā)明鉸鏈采用了較長的鉸接配合長度和兩個(gè)角接觸軸承，可以實(shí)現(xiàn)更高的剛度和更高的展開重復(fù)精度。
[0024]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非偏心180度展開鎖定鉸鏈裝置，其特征在于，包括:鎖鉤體(I)、渦卷彈簧(2)、雙鉸體(3)、中心軸(4)、套筒(5)、軸承定位套(6)、偏心軸(7)、板簧(8)、卡鉤(9)、八方調(diào)整套筒(10)、渦卷簧定位套(11)、定位軸(12)、簧端壓帽(13)和簧芯壓蓋(14); 鎖鉤體(I)上設(shè)有定位槽和溝槽，定位槽內(nèi)嵌潤滑材料(15)，且潤滑材料(I 5)外表面呈弧形，該弧形與中心軸(4)同軸，溝槽的軸線與中心軸(4)的軸線平行;鎖鉤體(I)上還設(shè)有第一凸起部，雙鉸體(3)上設(shè)有第二凸起部和第三凸起部，第一凸起部上設(shè)有通孔，第二凸起部、第三凸起部的凸起端設(shè)有外八方凸起，且第二凸起部、第三凸起部的外八方凸起上均設(shè)有通孔； 中心軸(4)依次穿過雙鉸體(3)的第二凸起部、鎖鉤體(I)的第一凸起部、雙鉸體(3)的第三凸起部上的通孔，且第一凸起部與中心軸(4)之間通過兩個(gè)角接觸球軸承鉸接;兩個(gè)八方調(diào)整套筒(10)分別套于雙鉸體(3)的外八方凸起外表面;兩個(gè)角接觸球軸承的內(nèi)圈通過通過套筒(5)軸向定位，兩個(gè)角接觸球軸承的外圈通過軸承定位套(6)軸向定位;在中心軸(4)上對(duì)鎖鉤體(I)、雙鉸體(3)、角接觸球軸承、套筒(5)、軸承定位套(6)通過螺母進(jìn)行定力矩緊定； 卡鉤(9)通過偏心軸(7)與雙鉸體(3)鉸接定位，卡鉤(9)通過板簧(8)壓緊于鎖鉤體(I)上的潤滑材料(I5)外弧面，在鉸鏈展開過程中，卡鉤(9)可沿潤滑材料(15)外弧面滑動(dòng)，在展開到位時(shí)卡鉤(9)將滑入鎖鉤體(I)的溝槽中將整個(gè)鉸鏈鎖定； 鉸鏈自展開力矩通過儲(chǔ)能渦卷彈簧(2)實(shí)現(xiàn)，渦卷彈簧(2)安裝于八方調(diào)整套筒(10)上，且渦卷彈簧(2)的中心部位通過簧芯壓蓋(14)進(jìn)行限位固定;渦卷簧定位套(11)安裝于定位軸(12)上，渦卷簧定位套(11)上設(shè)有限位槽，渦卷彈簧(2)的自由端卡在渦卷簧定位套(11)的限位槽上，并通過簧端壓帽(13)進(jìn)行限位;渦卷彈簧(2)的儲(chǔ)能力矩方向?yàn)檎归_方向，可以通過八方調(diào)整套筒(10)進(jìn)行1/8圈細(xì)分調(diào)整。
【文檔編號(hào)】F16C11/10GK106015308SQ201610364583
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】林秋紅, 徐燕菱, 從強(qiáng), 李林, 王興澤, 于春宇, 梁東平, 楊雙景, 李瀟, 劉冬
【申請(qǐng)人】北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部