模块化大力矩杆间展开锁紧关节的制作方法

1.本发明涉及伸展机构的关节设计，具体涉及一种模块化大力矩杆间展开锁紧关节。


背景技术：

2.空间口径数十米的天线在发射阶段与卫星一起收拢压缩在直径约3米的火箭整流罩内。卫星入轨后，由多个关节和伸展臂组成的伸展机构将收拢压缩的天线抬升到离卫星本体数十米远的预定位置展开，其中，由展开锁定关节驱动伸展机构展开，并在天线抬升到位后锁定活动关节，为天线提供高精度稳定支撑。
3.某型卫星伸展机构自身长度数十米，其负载亦达数百千克。在地面进行伸展试验考核验证阶段，不可避免地会因重力、设备能力和设备摩擦力引入非常大的干扰力矩。即该伸展机构关节多、结构挠性大、负载重、干扰力矩大、展开精度要求高。目前，尚无适用于此伸展机构的成熟展开锁定关节。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种模块化大力矩杆间展开锁紧关节，满足大型伸展机构高展开精度要求。
5.为了达到上述的目的，本发明提供一种模块化大力矩杆间展开锁紧关节，包括底座、回转体、大力矩驱动组件、驱动轴组件、从动轴组件、测角组件、第一驱动转接件、第二驱动转接件、锁勾、限位调整螺钉、限位块和鹰嘴式锁紧装置；所述大力矩驱动组件安装在所述底座上；所述测角组件安装在所述底座上；所述大力矩驱动组件的输出轴、所述第一驱动转接件、所述第二驱动转接件、所述驱动轴组件、所述回转体、所述从动轴组件、所述测角组件依次串联；所述锁勾安装在所述回转体上；所述鹰嘴式锁紧装置安装在所述底座上；所述限位块安装在所述底座上，所述限位调整螺钉与所述限位块连接；当伸展机构展开到位，所述鹰嘴式锁紧装置与所述锁勾卡合，所述限位调整螺钉与所述锁勾贴合。
6.上述模块化大力矩杆间展开锁紧关节，其中，所述底座、所述回转体、所述大力矩驱动组件、所述驱动轴组件、所述从动轴组件和所述测角组件均采用模块化设计。
7.上述模块化大力矩杆间展开锁紧关节，其中，所述驱动轴组件包括第一壳体和驱动轴；第一壳体固定在底座一端安装孔内，第一壳体与安装孔之间采用过渡配合；驱动轴一端套设于第一壳体内，与第一壳体之间用球轴承支撑；驱动轴另一端与回转体固定，驱动轴与回转体之间通过支口定位。
8.上述模块化大力矩杆间展开锁紧关节，其中，所述从动轴组件包括第二壳体和从动轴；第二壳体固定在底座另一端安装孔内，第二壳体与安装孔之间采用过渡配合；从动轴一端与回转体固连，从动轴与回转体之间通过支口定位；从动轴另一端套设于第二壳体内，且该端预留有测角组件的安装接口，从动轴与第二壳体之间用球轴承支撑。
9.上述模块化大力矩杆间展开锁紧关节，其中，所述驱动轴设有腰型孔；所述第一驱
动转接件一端设有与大力矩驱动组件输出轴匹配的接口，所述第一驱动转接件另一端设有一字型凹槽；所述第二驱动转接件一端设有一字型凸台，该一字型凸台与第一驱动转接件的一字形凹槽匹配，第二驱动转接件另一端设有腰型凸台，该腰型凸台与驱动轴的腰型孔匹配。
10.上述模块化大力矩杆间展开锁紧关节，其中，所述第二驱动转接件能在驱动轴和第一驱动转接件内攒动。
11.上述模块化大力矩杆间展开锁紧关节，其中，所述底座和所述回转体均为对称结构，所述底座上设有第一对外安装接口，所述回转体上设有第二对外安装接口，所述第一对外安装接口与所述第二对外安装接口结构相同，均用于连接伸展臂。
12.与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
13.1)本发明的模块化大力矩杆间展开锁紧关节，当伸展机构展开到位后，通过鹰嘴式锁紧装置与锁勾卡合，限位调整螺钉与锁勾贴合实现关节可靠稳定锁紧，锁紧部件间(即鹰嘴式锁紧装置与锁勾之间，限位调整螺钉与锁勾之间)间隙小，可有效保障高展开精度；
14.2)本发明的模块化大力矩杆间展开锁紧关节，底座、回转体、大力矩驱动组件、驱动轴组件、从动轴组件和测角组件均采用模块化设计，一套伸展机构上需要多个关节，模块化设计方案可提高关节的生产效率；提高了各部组件的通用性、互换性，方便通过部组件的装调和选配提高关节的精度；维修或维护时，可仅拆卸大力矩驱动组件和测角组件，无需将整个关节拆散，无需将关节从伸展机构上拆下，方便高效。
附图说明
15.本发明的模块化大力矩杆间展开锁紧关节由以下的实施例及附图给出。
16.图1为本发明较佳实施例的模块化大力矩杆间展开锁紧关节的结构示意图。
17.图2为本发明较佳实施例的模块化大力矩杆间展开锁紧关节的轴系剖视图。
18.图3为本发明较佳实施例中大力矩驱动组件的示意图。
19.图4为本发明较佳实施例中驱动轴组件的示意图。
20.图5为本发明较佳实施例中从动轴组件的示意图。
21.图6为本发明较佳实施例中测角组件的示意图。
22.图7为本发明较佳实施例中第一驱动转接件的示意图。
23.图8为本发明较佳实施例中第二驱动转接件的示意图。
具体实施方式
24.以下将结合图1～图8对本发明的模块化大力矩杆间展开锁紧关节作进一步的详细描述。
25.图1所示为本发明较佳实施例的模块化大力矩杆间展开锁紧关节的结构示意图；图2所示为本发明较佳实施例的模块化大力矩杆间展开锁紧关节的轴系剖视图。
26.参见图1和图2，本实施例的模块化大力矩杆间展开锁紧关节包括底座1、回转体2、大力矩驱动组件3、驱动轴组件4、从动轴组件5、测角组件6、第一驱动转接件7、第二驱动转接件8、锁勾9、限位调整螺钉10、限位块11和鹰嘴式锁紧装置12；
27.所述大力矩驱动组件3安装在所述底座1上；所述测角组件6安装在所述底座1上；
28.所述大力矩驱动组件3的输出轴、所述第一驱动转接件7、所述第二驱动转接件8、所述驱动轴组件4、所述回转体2、所述从动轴组件5、所述测角组件6依次串联，由所述大力矩驱动组件3提供驱动力，所述第一驱动转接件7、所述第二驱动转接件8和所述驱动轴组件4传递力矩，驱动所述回转体2转动，实现伸展机构收拢展开；
29.所述锁勾9安装在所述回转体2上；所述鹰嘴式锁紧装置12安装在所述底座1上，当伸展机构展开到位，所述鹰嘴式锁紧装置12与所述锁勾9卡合，限制关节轴系的转动自由度，实现关节锁紧；
30.所述限位块11安装在所述底座1上，所述限位调整螺钉10与所述限位块11连接，当伸展机构展开到位，所述限位调整螺钉10与所述锁勾9贴合，进一步限制关节轴系的转动自由度，保障关节锁紧稳定可靠。
31.所述底座1、所述回转体2、所述大力矩驱动组件3、所述驱动轴组件4、所述从动轴组件5和所述测角组件6均采用模块化设计。
32.本实施例的模块化大力矩杆间展开锁紧关节，当伸展机构展开到位后，通过鹰嘴式锁紧装置12与锁勾9卡合，限位调整螺钉10与锁勾9贴合实现关节可靠稳定锁紧，锁紧部件间(即鹰嘴式锁紧装置12与锁勾9之间，限位调整螺钉10与锁勾9之间)间隙小，可有效保障高展开精度。
33.如图1和图2所示，所述底座1和所述回转体2均为对称结构，所述底座1上设有第一对外安装接口，所述回转体2上设有第二对外安装接口，所述第一对外安装接口与所述第二对外安装接口结构相同，均用于连接伸展臂。
34.图3所示为本发明较佳实施例中大力矩驱动组件的示意图；图4所示为本发明较佳实施例中驱动轴组件的示意图；图5所示为本发明较佳实施例中从动轴组件的示意图；图6所示为本发明较佳实施例中测角组件的示意图；图7所示为本发明较佳实施例中第一驱动转接件的示意图；图8所示为本发明较佳实施例中第二驱动转接件的示意图。
35.如图4和图2所示，所述驱动轴组件包括第一壳体41和驱动轴42；第一壳体41通过端面法兰43用螺钉固定在底座1一端安装孔内，第一壳体41与安装孔之间采用过渡配合；驱动轴42一端套设于第一壳体41内，与第一壳体41之间用球轴承支撑；驱动轴42另一端设有法兰44，该法兰用螺钉与回转体2固定，驱动轴42与回转体2之间通过支口定位；驱动轴42设有腰型孔45，用于传递力矩。
36.如图5和图2所示，所述从动轴组件包括第二壳体51和从动轴52；第二壳体51通过端面法兰53用螺钉固定在底座1另一端安装孔内，第二壳体51与安装孔之间采用过渡配合；从动轴52一端设有法兰54，通过法兰54与回转体2用螺钉固连，从动轴52与回转体2之间通过支口定位；从动轴52另一端套设于第二壳体51内，且该端预留有测角组件6的安装接口55，从动轴52与第二壳体51之间用球轴承支撑。
37.如图3和图2所示，所述大力矩驱动组件3的定子31用螺钉固定在底座1上，所述大力矩驱动组件3的转子(即输出轴)通过第一驱动转接件7、第二驱动转接件8连接到驱动轴42的腰型孔45内，第二驱动转接件8可在驱动轴42和第一驱动转接件7内攒动，来适应热变形、负载阻力等引起的大力矩驱动组件3转子与回转体2转轴间的轴线偏差，防止关节阻力增大甚至卡死；控制第一驱动转接件7和第二驱动转接件8的结构强度，发生长时间堵转时，第一驱动转接件7和第二驱动转接件8破坏失效，大力矩驱动组件3空转，以此保护大力矩驱
动组件3、驱动轴42、底座1和回转体2不产生结构破坏，电机不会因长时间发热而烧毁。
38.如图7，所述第一驱动转接件7一端设有与大力矩驱动组件3输出轴匹配的接口71，所述第一驱动转接件7另一端设有一字型凹槽72；如图8，所述第二驱动转接件8一端设有一字型凸台81，该一字型凸台81与第一驱动转接件7的一字形凹槽72匹配，所述第二驱动转接件8另一端设有腰型凸台82，该腰型凸台82与驱动轴42的腰型孔45匹配。
39.如图6和图2所示，所述测角组件6的定子61用螺钉固定在底座1另一端，所述测角组件6的转子通过法兰用螺钉固定在从动轴端面，通过支口定位。
40.工作原理：展开时，大力矩驱动组件3提供驱动力，大力矩驱动组件3的输出轴转动带动第一驱动转接件7、第二驱动转接件8和驱动轴组件4的驱动轴42一起转动，从而带动回转体2转动，使回转体2由收拢到展开转动180
°
，展开到位后由鹰嘴式锁紧装置12卡合锁勾9，锁紧固定，为伸展臂提供稳定可靠的支撑；通过调节限位调整螺钉10拧入限位块11的深度来微调展开转动角度，展开到位后，限位调整螺钉10与锁勾9贴合，限制关节轴系的转动自由度，实现关节轴系到位后的稳定可靠固定。