一种间歇式弹簧展开铰链减速机构的制作方法

本发明涉及一种减速机构，具体涉及一种降低太阳翼展开铰链锁定冲击的减速部件。

背景技术：

展开铰链由于同时具备铰链、展开、锁定功能，被广泛应用于空间可展开机构，例如卫星、星球探测车、空间站的太阳翼帆板。这些机构普遍有尺寸大、重量轻、一旦被激振很难衰减的特点，因此这些机构要求展开过程中尽量避免冲击，防止构件发生共振导致损坏或者影响工作状态。铰链主要由公铰和母铰、母铰和涡卷弹簧组成，公铰和母铰分别固连在空间飞行器的根部和太阳翼帆板。现有由涡卷弹簧驱动的太阳翼展开铰链展开末端，由于展开末端速度过大，存在很大的锁定冲击，甚至可能对与铰链固连的单元和机构造成严重的破坏，而且在空气阻力很小的太空环境中，很大的锁定冲击会引起机构长时间的振动，这些振动也可能对太阳翼等结构造成不利的影响。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有由涡卷弹簧驱动的太阳翼展开铰链展开末端，由于展开速度过大，存在易产生锁定冲击的问题，进而提供一种间歇式弹簧展开铰链减速机构。

本发明的技术方案是：一种间歇式弹簧展开铰链减速机构，它包括铰链组件，所述铰链组件包括铰链中心轴、驱动涡卷弹簧、公铰、母铰、扭簧杆、扭簧档杆、锁杆、压杆弹簧和铰链套筒，公铰和母铰可转动设置在铰链中心轴上，铰链套筒设置在公铰和母铰之间的铰链中心轴上，扭簧杆竖直设置在公铰上，锁杆的一端设置在扭簧杆上，锁杆的另一端在铰链锁紧状态下可搭设在母铰上，压杆弹簧的一端设置在扭簧杆上，压杆弹簧的另一端抵设在锁杆上，驱动涡卷弹簧设置在铰链中心轴上，且驱动涡卷弹簧位于公铰的下端，扭簧档杆设置在公铰上，所述铰链减速机构还包括转接组件、锁定组件和无源自动解锁机构，转接组件、锁定组件和无源自动解锁机构由下至上依次设置在铰链组件的上端，

所述转接组件包括转接杆和转接头，转接杆设置在母铰上，转接头固定设置在转接杆的上端，

所述锁定组件包括带槽圆盘、一级轴、长楔杆、滑杆、弹簧、连接板和立板，连接板固定设置在公铰上，立板竖直固定设置在连接板上，带槽圆盘通过一级轴固定在转接头上，滑杆的一端通过螺纹水平设置在立板上，长楔杆的一端可滑动设置在滑杆的另一端，长楔杆的另一端与带槽圆盘相抵，弹簧设置在立板与长楔杆之间，

所述无源自动解锁机构包括支撑杆、储能涡卷弹簧、锥楔杆、棘轮，凸轮、顶板、滚轮和二级轴，储能涡卷弹簧设置在一级轴上端，二级轴设置在储能涡卷弹簧上，支撑杆竖直固定设置在长楔杆上，锥楔杆的一端固定设置在支撑杆上，锥楔杆的另一端将二级轴包围在内，棘轮套装在二级轴上，且锥楔杆与棘轮相互啮合，凸轮设置在棘轮上方的二级轴上，滚轮设置在锥楔杆上方的支撑杆上，且凸轮的凸缘与滚轮相抵，顶板的一端固定设置在立板的上端，顶板的另一端设

所述公铰、母铰、连接板、立板、顶板、滑杆和凸轮的材料为复合材料或者镁铝合金。

所述转接杆、转接头、带槽圆盘、一级轴、长楔杆、棘轮和二级轴的材料为钛合金。

本发明与现有技术相比具有以下效果：1、本发明提出了一种在不改变现有展开铰链结构的前提下，使不含本发明时的铰链的连续转动转变为以下运动：转动——锁定——解锁——转动。在短暂的锁定时间段内，铰链是停止转动的，因此，原来的铰链的连续转动变成了间歇性运动，使得展开铰链锁定冲击力由现有的10000N降低到现在的150N~650N，从而有效的避免了因太阳翼展开铰链展开速度过大，容易产生锁定冲击的问题。2、本发明通过轻量化设计，即结构的减重设计，非承力件包括公铰、母铰、支架、滑杆和凸轮，其材料定为复合材料或者镁铝合金，承力件包括铰链中心轴、转接杆、转接头、带槽圆盘、一级轴、长楔杆、棘轮和二级轴，其材料定为钛合金，进而使得整个机构质量保证在0.3kg以内，以满足航天器部件重量方面的要求。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图l的局部剖视图。

具体实施方式

结合图1、图2，本实施方式一种间歇式弹簧展开铰链减速机构，它包括铰链组件，所述铰链组件包括铰链中心轴l、驱动涡卷弹簧2、公铰3、母铰4、扭簧杆5、扭簧档杆6、锁杆7、压杆弹簧8和铰链套筒9，公铰3和母铰4可转动设置在铰链中心轴l上，铰链套筒9设置在公铰3和母铰4之间的铰链中心轴l上，扭簧杆5竖直设置在公铰3上，锁杆7的一端设置在扭簧杆5上，锁杆7的另一端在铰链锁紧状态下可搭设在母铰4上，压杆弹簧8的一端设置在扭簧杆5上，压杆弹簧8的另一端抵设在锁杆7上，驱动涡卷弹簧2设置在铰链中心轴l上，且驱动涡卷弹簧2位于公铰3的下端，扭簧档杆6设置在公铰3上，所述铰链减速机构还包括转接组件、锁定组件和无源自动解锁机构，转接组件、锁定组件和无源自动解锁机构由下至上依次设置在铰链组件的上端。

本实施方式的锥楔杆21为带有凹槽的锥楔杆，凹槽的内侧壁上设有与棘轮22的凹坑相互配合的锥楔，使得锥楔杆21与棘轮22相互啮合。

本实施方式的转接机构的主要作用是在涡卷弹簧驱动铰链展开的过程中，把弹簧的力矩转化为下一级传动的驱动力矩。

本实施方式的锁定机构的主要作用是不断地阻止铰链的转动。

本实施方式的无源自动解锁机构指的是不含电机、阻尼器，能储存铰链转过的过程中释放的能量，并利用储存的能量为锁定机构解锁，使得铰链能继续转动。

本实施方式的铰链部分采用的是现有某型号展开铰链，铰链主要包含公铰、母铰、涡卷弹簧和铰链中心轴，其中公铰相对固定，母铰围绕铰链中心轴转动。

本实施方式的转接机构的连接杆一端固定在母铰上，另一端连在转接头上，转接头的一个中心孔与铰链中心轴共轴线。

本实施方式的无源自动解锁机构的二级轴通过轴承和挡圈与顶板相连，能够绕自身轴线旋转，凸轮和棘轮通过平键与二级轴相连，而且凸轮和棘轮轴向固定，锥楔杆固定在支撑杆上，支撑杆又和长楔杆固连，滚轮轴向固定在支撑杆上，能够绕着支撑杆轴线转动，为了保证机架的固定作用和公铰的相对固定，采用立板和横板把顶板和公铰连接在一起，立板底部可以与试验台的固定板固连。

本发明的工作原理是：驱动涡卷弹簧内端固定在铰链中心轴上，外端固定在转接杆上，压杆弹簧一端压在扭簧档杆，另一端压在锁杆上，当铰链转动到某一角度时，母铰把锁杆抬起，直到转动到一定位置锁杆落下，铰链完成锁定。