一种星上对称展开锁定装置的制作方法

1.本实用新型涉及空间可展开装置技术领域，具体地，涉及一种星上对称展开锁定装置。


背景技术：

2.星载ais天线工作频率较低，天线尺寸较大，采用八木天线的结构形式后尺寸进一步增大。同时，为满足电性能要求，ais天线一般成对组阵使用。一般火箭对对卫星发射包络尺寸都有严格限制，因此，成对使用的ais天线必须设计成可展开的形式。微小卫星星体尺寸较小，且一般外形为六面体，卫星发射阶段一对ais天线收拢于卫星六面体相隔面上，在轨后两个ais天线展开到工作状态。
3.基于上述特点，需设计一种成对使用的展开锁定装置，将一对ais天线由收拢状态展开到工作状态。现有的展开锁定装置一般采用两种形式：一种是利用电机驱动的二维转向机构，该装置可完成两个垂直方向0-360
°
内的展开锁定，但尺寸较大、结构适应性差；另一种是采用涡卷弹簧或片簧驱动的铰链，该装置尺寸较小，可完成一个方向0-180
°
内的展开，但仅能在展开角度为180
°
时实现锁定。因此，现有的展开锁定装置都无法满足现有ais天线的安装及使用要求。
4.为此，本实用新型提供一种星上对称展开锁定装置，适用于六面体微小卫星平台、成对组阵使用的ais天线的展开及锁定。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种星上对称展开锁定装置。
6.本实用新型提供的星上对称展开锁定装置，包括安装底座、第一展开锁定件、第二展开锁定件、限位块，所述第一展开锁定件、所述第二展开锁定件、所述限位块设在所述安装底座上，所述第一展开锁定件、所述第二展开锁定件位于所述限位块的两侧；
7.所述第一展开锁定件包括第一转轴、第一扭簧、第一转接块、第一锁定装置，所述第一转轴、所述第一锁定装置与所述安装底座固定连接，所述第一扭簧可转动地套设在所述第一转轴上，所述第一转接块的一端可转动地套设在所述第一转轴上，所述第一扭簧被配置为为所述第一转接块提供扭转力；
8.所述第二展开锁定件包括第二转轴、第二扭簧、第二转接块、第二锁定装置，所述第二转轴、所述第二锁定装置与所述安装底座固定连接，所述第二扭簧可转动地套设在所述第二转轴上，所述第二转接块的一端可转动地套设在所述第二转轴上，所述第二扭簧被配置为为所述第二转接块提供扭转力；
9.所述第一转轴与所述第二转轴、所述第一扭簧与所述第二扭簧、所述第一锁定装置与所述第二锁定装置相对于所述限位块对称设置；
10.所述展开锁定装置处于收拢状态时，所述第一转接块与所述第二转接块相对于所述限位块对称，所述第一转接块的第一侧与所述第一锁定装置接触，所述第二转接块的第
一侧与所述第二锁定装置接触；
11.所述展开锁定装置处于展开状态时，所述第一转接块与所述第二转接块相对于所述限位块对称，所述第一转接块的第二侧与所述第一锁定装置卡接，所述第二转接块的第二侧与所述第二锁定装置卡接。
12.进一步地，所述安装底座为框架型结构，所述安装底座上与所述限位块相对的端面与卫星连接。
13.进一步地，所述第一转轴、所述第二转轴包括阶梯状圆柱台和l型板，所述圆柱台的一端设置有螺纹杆，所述圆柱台与所述l型板连接成倒f结构，所述l型板与所述圆柱台轴线平行的边的顶部开有u型口。
14.进一步地，所述第一转接块、所述第二转接块为勾字型结构，截面为工字型，两侧带有减重孔；所述第一转接块、所述第二转接块的第一侧和第二侧为运动路径延伸板，所述第一转接块、所述第二转接块的第二侧的延伸板上开有倒锥孔。
15.进一步地，还包括第一撑块、第二撑块，所述第一撑块、所述第二撑块固设在所述安装底座上，所述第一撑块与所述第二撑块相对于所述限位块对称设置，所述展开锁定装置处于收拢状态时，所述第一撑块支撑所述第一转接块，所述第二撑块支撑所述第二转接块。
16.优选地，所述第一撑块、所述第二撑块的材质为低摩擦聚酰亚胺。
17.进一步地，所述第一转接块上还设有第一减磨片，所述第二转接块上设有第二减磨片，所述第一减磨片、所述第二减磨片分别位于所述第一转接块、所述第二转接块朝向所述安装底座的端面。
18.优选地，所述第一减磨片、所述第二减磨片的材质为低摩擦聚四氟乙烯。
19.进一步地，所述第一锁定装置、所述第二锁定装置包括基座、底盖、压簧、尖头销，所述基座上设有通孔，所述压簧设在所述基座的通孔内，所述尖头销与所述压簧的一端接触，所述底盖与所述压簧的另一端接触。
20.进一步地，所述尖头销为阶梯形，所述基座的通孔端部设有限位台阶，所述尖头销的粗段位于所述基座的通孔内，所述尖头销的细段穿过所述限位台阶。
21.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
22.1、本实用新型通过两对称安装、勾型设计的转接块，可以很好地适应星体的六面体造型，将所要展开的结构对称收拢在六面体星体的相隔面上，实现了ais天线在微小卫星平台上的应用。
23.2、本实用新型通过压簧驱动的锁定装置以及限位块，可实现展开到位后的双重锁定、限位，提高锁定可靠性，且解锁方便可重复锁定、解锁。
24.3、本实用新型通过聚酰亚胺撑块，可有效减小结构在地面存贮、转运过程中的重力变形。
25.4、本实用新型通过聚四氟乙烯减磨片，可有效降低运动过程中的摩擦力，降低材料磨损、提高展开装置利用率。
附图说明
26.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特
征、目的和优点将会变得更明显：
27.图1为本实用新型实施例的星上对称展开锁定装置的收拢状态示意图；
28.图2为本实用新型实施例的星上对称展开锁定装置的展开状态示意图一；
29.图3为本实用新型实施例的星上对称展开锁定装置的展开状态示意图二；
30.图4为本实用新型实施例的星上对称展开锁定装置的锁定装置示意图；
31.图5为本实用新型实施例的星上对称展开锁定装置的转轴示意图。
32.图中：
33.1-安装底座；
34.21-第一转接块，22-第二转接块；
35.31-第一扭簧，32-第二扭簧；
36.4-限位块；
37.51-第一锁定装置，52-第二锁定装置；
38.61-第一转轴，62-第二转轴；
39.71-第一撑块，72-第二撑块；
40.81-第一减磨片，82-第二减磨片；
41.9-基座，10-底盖，11-压簧，12-尖头销；
42.13-l型板，14-圆柱台，15-螺纹杆；
43.100-星体。
具体实施方式
44.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
45.本实用新型提供了一种星上对称展开锁定装置，用于六面体微小卫星平台、成对组阵使用的ais天线的展开并锁定。
46.如图1、图2和图3所示，本实施例的星上对称展开锁定装置包括安装底座1、限位块4、第一展开锁定件、第二展开锁定件。安装底座1为框架型结构，固定设置在卫星星体100上。限位块4、第一展开锁定件、第二展开锁定件设在安装底座1相对应的端面上，第一展开锁定件、第二展开锁定件设在限位块4的两侧。
47.限位块4为对称式结构，两端均设有限位板，用于对第一展开锁定件、第二展开锁定件转动时的机械限位。
48.第一展开锁定件与第二展开锁定件为对称式设置，在处于相同的转动位置时，第一展开锁定件与第二展开锁定件相对于限位块4为镜像结构。
49.第一展开锁定件包括第一转轴61、第一扭簧31、第一转接件21、第一锁定装置51，第一转轴61、第一锁定装置51与安装底座1固定连接，第一扭簧31嵌入第一转接件21的一端，使第一扭簧31和第一转接件21一同套设在第一转轴61上；第一转接件21能够绕第一转轴61转动，并且能够在第一扭簧31的扭力作用下回复至原位置。相应地，第一转接件21的端部开口，以配合第一扭簧31。
50.第二展开锁定件包括第二转轴62、第二扭簧32、第二转接件22、第二锁定装置52，第二转轴62、第二锁定装置52与安装底座1固定连接，第二扭簧32嵌入第二转接件22的一端，使第二扭簧32和第二转接件22的一同套设在第二转轴62上；第二转接件22能够绕第二转轴62转动，并且能够在第二扭簧32的扭力作用下回复至原位置。相应地，第二转接件22的端部开口，以配合第二扭簧32。
51.第一转轴61与第二转轴62、第一扭簧31与第二扭簧32、第一锁定装置51与第二锁定装置52相对于限位块4对称设置；如图1所示，当展开锁定装置处于收拢状态时，第一转接块21与第二转接块22相对于限位块4对称，第一转接块21的第一侧与第一锁定装置51压紧，第二转接块22的第一侧与第二锁定装置52压紧；如图2和图3所示，展开锁定装置处于展开状态时，第一转接块21与第二转接块22相对于限位块4对称，第一转接块21的第二侧与第一锁定装置51卡接，第二转接块22的第二侧与第二锁定装置52卡接。在展开状态下，第一锁定装置51对第一转接块21进行限位，第二锁定装置52对第二转接块22限位，同时，限位块4的两端还分别对第一转接块21和第二转接块22限位，起到双重限位作用。
52.如图1和图2所示，第一转接块21和第二转接块22的整体形状为勾字型结构，截面为工字型，且两个侧面，即工字型的翼缘带有减重孔，以减轻转接块的整体重量。第一转接块21、第二转接块22的第一侧和第二侧均设置有运动路径延伸板，且第二侧的延伸板，即位于第一转接块21和第二转接块22两侧的延伸板的底面开有倒锥孔，以在展开状态下与第一锁定装置51和第二锁定装置52相配合。第一转接块21和第二转接块22的勾字型结构可以适应于星体的六面体构型，将所要展开的结构收拢在星体六面体的相隔面上。
53.在其他实施例中，第一转接块21和第二转接块22的第一侧的延伸板的底面也可以开倒锥孔，在处于收拢状态时，与第一锁定装置51和第二锁定装置52相配合，实现收拢状态时的锁定。
54.如图5所示，第一转轴61、第二转轴62的主体部分为阶梯状圆柱台14，圆柱台14的中间段套有第一扭簧31与第一转接块21，或第二扭簧32与第二转接块22。圆柱台14的细段设置有带有外螺纹的螺纹杆15，螺纹杆15与螺母配合，对第一扭簧31与第一转接块21，或第二扭簧32与第二转接块22进行限位；螺母与转接块之间留有适当间隙，以保证转动效果。圆柱台14的粗段端部垂直连接有l型板13，形成倒f结构，即l型板13的另一边与圆柱台14的轴向方向平行，且朝向圆柱台14的细段方向，且在其顶部设有三个u型口。
55.第一扭簧31、第二扭簧32的两端各有一个支脚，其中一个支脚卡在第一转轴61或第二转轴62的u型口上，另一个支脚卡在第一转接块21或第二转接块22上，这样在第一转接块21、第二转接块22转动时，第一扭簧31、第二扭簧32即可提供扭转力。当展开锁定装置处于收拢状态时，第一扭簧31、第二扭簧32处于预紧状态；向展开状态过渡时，第一扭簧31、第二扭簧32分别带动第一转接块21、第二转接块22绕第一转轴61、第二转轴62转动60
°
。通过第一转轴61、第二转轴62上的三个u型口，可以调节第一扭簧31、第二扭簧32的支脚的位置，调整第一扭簧31、第二扭簧32的预紧力。
56.如图4所示，第一锁定装置51、第二锁定装置52包括基座9、底盖10、压簧11、尖头销12，基座9与安装底座1固定连接。如图4所示的视图方向，基座9带有通孔，其上端内侧设有限位台阶；尖头销12为阶梯状结构，且其细段大致为圆锥状。尖头销12的细段朝向，细段伸出限位台阶外，粗段置于基座9的通孔内；压簧11置于基座9的通孔内，且抵住尖头销12的粗
端；底盖10与基座9的下端连接，且底盖10的顶部圆柱台阶深入压簧11内径中，底盖10对压簧11起到支撑作用。尖头销12与第一转接块21或第二转接块22的第二侧延伸板的倒锥孔相配合，对第一转接块21、第二转接块22进行限位。
57.第一展开锁定件还包括第一撑块71、第一减磨片81，第二展开锁定件还包括第二撑块72、第二减磨片82。
58.第一撑块71与第二撑块72相对于限位块4对称设置，第一撑块71、第二撑块72设置于第一转轴61、第二转轴62的外侧，当展开锁定装置处于收拢状态时，第一撑块71、第二撑块72分别为第一转接块21、第二转接块22提供支撑，防止在地面存贮、转运过程中第一转接块21、第二转接块22受到所展开结构的重力影响而变形。第一撑块71、第二撑块72选用低摩擦聚酰亚胺材料制作，可有效降低运动过程中接触支撑带来的摩擦力。
59.第一减磨片81粘贴在第一转接块21朝向安装底座1的端面，第二减磨片82粘贴在第二转接块22朝向安装底座1的端面，第一减磨片81和第二减磨片82的形状可完全覆盖运动过程中第一转接块21、第二转接块22分别与第一锁定装置51、第二锁定装置52之间的接触路径。第一减磨片81、第二减磨片82采用低摩擦聚四氟乙烯材料，可有效降低运动过程中的摩擦力。
60.本实施例中，第一转轴61、第二转轴62、第一锁定装置51、第二锁定装置52、第一撑块71、第二撑块72与安装底座1之间可以通过螺钉连接。具体地，如图3和图4所示，第一锁定装置51和第二锁定装置52通过螺钉固定在与限位块4所在端面相垂直的底座1的端面上，螺钉的长度方向与基座9的通孔方向相垂直。
61.本实用新型的星上对称展开锁定装置，在收拢状态下，第一转接块21、第二转接块22处于图1中所示位置，分别将所要展开的结构收拢在六面体星体的相隔面上；此时第一扭簧31、第二扭簧32处于预紧状态，第一锁定装置51、第二锁定装置52的尖头销12分别受到第一转接块21、第二转接块22和第一减磨片81、第二减磨片82的压迫处于压紧状态。展开时，第一转接块21、第二转接块22在第一扭簧31、第二扭簧32的预紧力的驱动下旋转展开，尖头销12沿第一减磨片81、第二减磨片82表面滑动，直到滑入第一转接块21、第二转接块22的倒锥形孔中，此时，尖头销12失去压迫力，在压簧11的作用下卡入倒锥形孔中，从而使第一转接块21、第二转接块22无法继续转动，同时第一转接块21、第二转接块22顶在限位块4两侧，实现整个结构展开到位后的双重锁定限位。
62.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。