豆荚杆收纳与展开装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种豆荚杆收纳与展开装置，包括框架组件、卷筒、滚压轴、电机、第一动力传输机构和第二动力传输机构，卷筒可旋转地架设于所述框架组件内，在该卷筒上固定所述豆荚杆的一端，用于对豆荚杆进行卷绕收纳和展开；滚压轴设于所述卷筒的外周侧，用于对将要卷回到卷筒上的豆荚杆进行压扁；电机具有电机输出轴；第一动力传输机构设置在电机和滚压轴之间，以在电机输出轴反转时，将电机动力传输到所述滚压轴，使滚压轴拉动豆荚杆反向展开；第二动力传输机构设置在电机和卷筒之间，以在电机输出轴正转时，将电机动力传输到所述卷筒，使豆荚杆正向收拢。

【技术实现步骤摘要】
豆荚杆收纳与展开装置
本专利技术属于豆荚杆
，具体涉及一种豆荚杆收纳与展开装置。
技术介绍
碳纤维复合材料豆荚杆，简称豆荚杆，是一种质量轻、刚度较大、收拢效率高、展开过程可靠的可展开管状杆结构，它通常采用碳纤维复合材料制作而成，是一种可以压平卷曲收拢的薄壁管状杆结构。收拢时，豆荚杆可以压扁平绕在滚筒上或自身卷成圆筒而形成收拢状态；而展开时，豆荚杆可以依靠自身弹性从平卷状态恢复为两侧对称的双“Ω”形长管状。因此，豆荚杆有效解决了普通支撑结构收纳效率较低、收拢体积较大、结构复杂、展开稳定性和可靠性低等诸多问题，为大尺寸航天器可展开支撑结构的研制提供了新的技术手段，是一类具有广泛应用价值的基本空间展开折叠结构。豆荚杆最先由德国宇航中心(DLR)开发，后来美国国家航空航天局(NASA)、俄罗斯、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)等也都研制过此类结构。这类豆荚杆结构在发射前盘卷收拢，入轨后展开成型，因而需要设计一套合适的收纳与展开装置，实现其高效收纳及顺利展开的功能。文献《Gossamer-1:Missionconceptandtechnologyforacontrolleddeploymentofgossamerspacecraft》(AdvancesinSpaceResearch,2017,Vol.59,pp.434–456,doi:10.1016/j.asr.2016.09.022)报道了一种由DLR研发的豆荚杆收纳与展开装置(称为BoomandSailDeploymentUnit，杆帆展开单元)，该装置的工作原理是：预先将一根0.03mm厚的不锈钢金属带与压扁后的豆荚杆一同卷曲收藏在装置内，通过驱动电机回收该金属带对豆荚杆形成摩擦牵引力，从而实现豆荚杆的展出。该装置结构较为复杂，在收纳豆荚杆时需要全程进行手动辅助，且要实现金属带与豆荚杆之间的良好配合卷曲较为困难，此外由于豆荚杆收藏卷筒与驱动电机不在同一位置，还存在高度方向上尺寸相对较大的不足。文献CN106527499A(申请号：201611107560.2，专利技术名称：一种变刚度可展机构及其测控方法)也提出了一种豆荚展开机构，通过电机驱动滚筒转动，使缠绕在滚筒上的豆荚杆向前运动并展开，但在豆荚杆受到导向辊作用而被压缩变扁的地方，由于需要克服的摩擦力较大，而电机无法提供有效的牵引力，因而实际上豆荚杆的展出十分困难，容易出现卡死的情况。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种豆荚杆收纳与展开装置，旨在解决现有的豆荚杆展开结构较为复杂、体积较大及展开困难容易发生卡死的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种豆荚杆收纳与展开装置，包括：框架组件；卷筒，可旋转地架设于所述框架组件内，在该卷筒上固定所述豆荚杆的一端，用于对豆荚杆进行卷绕收纳和展开；滚压轴，设于所述卷筒的外周侧，用于对将要卷回到卷筒上的豆荚杆进行压扁；电机，具有电机输出轴；第一动力传输机构，其设置在电机和滚压轴之间，以在电机输出轴反转时，将电机动力传输到所述滚压轴，使滚压轴拉动豆荚杆反向展开；第二动力传输机构，其设置在电机和卷筒之间，以在电机输出轴正转时，将电机动力传输到所述卷筒，使豆荚杆正向收拢。优选地，所述第一动力传输机构包括：主动轮，其与所述电机输出轴联接，并随所述电机输出轴同步转动；滚压轴齿轮，设于所述滚压轴的靠近所述主动轮的一端；从动轮，其可旋转地设于所述框架组件上，并与所述主动轮和滚压轴齿轮啮合。优选地，所述滚压轴包括由上滚压轴和下滚压轴构成的至少一对，所述豆荚杆穿过所述上滚压轴和下滚压轴之间；所述滚压轴齿轮包括设于所述上滚压轴一端的上滚压轴齿轮、设于所述下滚压轴一端的下滚压轴齿轮，所述从动轮与所述下滚压轴齿轮啮合。优选地，所述主动轮通过第一轴承安装于所述电机输出轴上，所述第一动力传输机构还包括：第一棘轮，固定于所述电机输出轴上且靠近所述主动轮，所述第一棘轮具有多个逆向棘轮齿；第一棘爪，其安装于所述主动轮上，且与所述逆向棘轮齿卡合；第一弹簧，其一端固定于所述主动轮上、另一端固定于所述第一棘爪上，用于提供使所述第一棘爪与所述逆向棘轮齿卡合的力；其中，所述第一棘爪和第一弹簧包括一组或绕所述第一棘轮轴线均匀布置的至少两组。优选地，所述卷筒的靠近所述电机输出轴的一端固定有左端连接圆盘，左端连接圆盘的中心开有圆盘中心孔，所述电机输出轴能够旋转地插入所述圆盘中心孔中，所述第二动力传输机构包括：第二棘轮，固定于电机输出轴上且靠近所述左端连接圆盘，所述第二棘轮具有多个正向棘轮齿；第二棘爪，其安装于所述左端连接圆盘上，且与所述正向棘轮齿卡合；第二弹簧，其一端固定于所述左端连接圆盘上、另一端固定于所述第二棘爪上，用于提供使所述第二棘爪与所述正向棘轮齿卡合的力；其中，所述第二棘爪和第二弹簧包括一组或绕所述第二棘轮轴线均匀布置的至少两组。优选地，所述卷筒的背离所述左端连接圆盘的一端设有环形外凸接口，所述框架组件内设有圆柱形凸台，所述环形外凸接口可旋转地套接于所述圆柱形凸台上。优选地，所述框架组件设有：电机支架穿出口，开设于所述圆柱形凸台中间，电机输出轴接口，开设于所述框架组件的与所述电机支架穿出口相对的一侧；所述电机设有电机支架，所述电机支架设有：法兰连接部，其突出形成于所述电机支架的背离所述左端连接圆盘的一端，所述法兰连接部为平板圆环状，且固定于所述框架组件上，电机输出轴通孔，开设于所述电机支架的靠近所述左端连接圆盘的一端，所述电机输出轴穿过所述电机输出轴通孔后通过第二轴承安装于所述电机输出轴接口中；其中，所述法兰连接部中间开有方形的电机安装口，所述电机支架的内部与所述电机输出轴通孔、电机安装口贯通，所述电机及其电机输出轴通过电机安装口装入所述电机支架内。优选地，所述框架组件为长方体状，包括左立板、右立板、前立板、背立板、上顶板和下底板，所述左立板和右立板的四侧边缘形成有方形加强肋，所述前立板、背立板、上顶板和下底板通过螺丝固定于所述方形加强肋上，且所述前立板、背立板、上顶板和下底板中的两两之间的连接边缘还固定有条形加强肋。优选地，所述框架组件内还可旋转地架设有导向滚轴，所述导向滚轴位于所述滚压轴的沿豆荚杆展出方向的上游侧；所述前立板上开有豆荚杆出口，所述豆荚杆出口和所述滚压轴之间设有一对导向滑轮，两所述导向滑轮分别固定于所述左立板和右立板上；所述前立板外表面安装有与所述豆荚杆出口位置对应的出口支架。优选地，所述左立板上设有滚压轴左接口、导向滚轴左接口、从动轮接口，所述右立板上设有滚压轴右接口、导向滚轴右接口，所述滚压轴左接口和滚压轴右接口用于安装所述滚压轴，所述导向滚轴左接口和导向滚轴右接口用于安装所述导向滚轴，所述从动轮接口用于安装所述从动轮。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果：一，传统的豆荚杆展开装置中滚压轴仅用于对豆荚杆进行压扁约束，电机的动力仅传输至卷筒仅用于驱动卷筒转动，豆荚杆仅依靠与卷筒表面的切向摩擦力被驱动，由于压扁约束处的阻力很大，豆荚杆的展开较为困难，而本专利技术通过在电机与滚压轴之间设置第一动力传输机构，能够使电机反转时将电机动力传输到滚压轴，由滚压轴拉动豆荚杆展出，来提供展开牵引力，能够有效避免豆荚杆卡死情况的发生；本专利技术还通过在电机与卷筒之间设置第二动力传输机构，来实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种豆荚杆收纳与展开装置，其特征在于，包括：框架组件；卷筒，可旋转地架设于所述框架组件内，在该卷筒上固定所述豆荚杆的一端，用于对豆荚杆进行卷绕收纳和展开；滚压轴，设于所述卷筒的外周侧，用于对将要卷回到卷筒上的豆荚杆进行压扁；电机，具有电机输出轴；第一动力传输机构，其设置在电机和滚压轴之间，以在电机输出轴反转时，将电机动力传输到所述滚压轴，使滚压轴拉动豆荚杆反向展开；第二动力传输机构，其设置在电机和卷筒之间，以在电机输出轴正转时，将电机动力传输到所述卷筒，使豆荚杆正向收拢。

【技术特征摘要】
1.一种豆荚杆收纳与展开装置，其特征在于，包括：框架组件；卷筒，可旋转地架设于所述框架组件内，在该卷筒上固定所述豆荚杆的一端，用于对豆荚杆进行卷绕收纳和展开；滚压轴，设于所述卷筒的外周侧，用于对将要卷回到卷筒上的豆荚杆进行压扁；电机，具有电机输出轴；第一动力传输机构，其设置在电机和滚压轴之间，以在电机输出轴反转时，将电机动力传输到所述滚压轴，使滚压轴拉动豆荚杆反向展开；第二动力传输机构，其设置在电机和卷筒之间，以在电机输出轴正转时，将电机动力传输到所述卷筒，使豆荚杆正向收拢。2.如权利要求1所述的豆荚杆收纳与展开装置，其特征在于，所述第一动力传输机构包括：主动轮，其与所述电机输出轴联接，并随所述电机输出轴同步转动；滚压轴齿轮，设于所述滚压轴的靠近所述主动轮的一端；从动轮，其可旋转地设于所述框架组件上，并与所述主动轮和滚压轴齿轮啮合。3.如权利要求2所述的豆荚杆收纳与展开装置，其特征在于，所述滚压轴包括由上滚压轴和下滚压轴构成的至少一对，所述豆荚杆穿过所述上滚压轴和下滚压轴之间；所述滚压轴齿轮包括设于所述上滚压轴一端的上滚压轴齿轮、设于所述下滚压轴一端的下滚压轴齿轮，所述从动轮与所述下滚压轴齿轮啮合。4.如权利要求2所述的豆荚杆收纳与展开装置，其特征在于，所述主动轮通过第一轴承安装于所述电机输出轴上，所述第一动力传输机构还包括：第一棘轮，固定于所述电机输出轴上且靠近所述主动轮，所述第一棘轮具有多个逆向棘轮齿；第一棘爪，其安装于所述主动轮上，且与所述逆向棘轮齿卡合；第一弹簧，其一端固定于所述主动轮上、另一端固定于所述第一棘爪上，用于提供使所述第一棘爪与所述逆向棘轮齿卡合的力；其中，所述第一棘爪和第一弹簧包括一组或绕所述第一棘轮轴线均匀布置的至少两组。5.如权利要求1至4任一项所述的豆荚杆收纳与展开装置，其特征在于，所述卷筒的靠近所述电机输出轴的一端固定有左端连接圆盘，左端连接圆盘的中心开有圆盘中心孔，所述电机输出轴能够旋转地插入所述圆盘中心孔中，所述第二动力传输机构包括：第二棘轮，固定于电机输出轴上且靠近所述左端连接圆盘，所述第二棘轮具有多个正向棘轮齿；第二棘爪，其安装于所述左端连接圆盘上，且与所述正向棘轮齿卡合；第二弹簧，其一端固定于所述左端连接圆盘上、另一端固定于所述第二棘爪上...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘望，李东旭，季浩然，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43