多功能金属橡胶柔性连接件制造技术

多功能金属橡胶柔性连接件，涉及一种将航天器与其上的敏感设备进行连接的连接件。针对航天器与其上的敏感设备进行连接采用现有的柔性连接件存在降低了结构强度放大设备的低频振动幅度，降低了敏感设备在发射过程中的可靠性的弊端，本发明专利技术提供一种多功能金属橡胶柔性连接件，它的约束壳（３）为筒形，柔性垫（１）和压环（２）都设置在筒形约束壳（３）的内部，连杆（４）纵向穿过压环（２）的中心并与压环（２）固接，连杆（４）的一端从约束壳（３）的一端伸出，约束壳（３）的另一端固定有底座（５）。本发明专利技术所述柔性连接件能够在大振动载荷下显著增加设备与基座的连接刚度，提高振动固有频率，保障航天器敏感设备在发射过程中的安全，利于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将航天器与其上的敏感设备进行连接的连接件。
技术介绍
航天器上的敏感设备(如太空望远镜，气象探测设备，通信天线等)，要求航天器必须具有很高的指向精度以及指向稳定性。航天器热致结构变形会大大降低敏感设备在工作状态下的指向精度和稳定性，影响设备工作效能，引起成像抖动，目标观测区域偏差、通信信号损失等失效。航天器结构中的热致变形主要来源于两个方面1)在轨环境温度与地面安装环境温度差异引起结构热致应力；2)在轨运行过程中由于日食和星食等引起的热致冲击应力和热致循环应力。敏感设备与航天器结构的其他部分相互连接、相互约束，无法有效释放热应力从而导致结构发生热致结构变形和振动。敏感设备与航天器的连接采用柔性连接方式可以有效的释放热应力，减小敏感设备的热致变形，但由于航天器在发射状态下要承受较大的振动载荷，采用现有柔性连接件进行连接存在着降低了结构强度放大设备的低频振动幅度，降低了敏感设备在发射过程中的可靠性的弊端。
技术实现思路
针对航天器与其上的敏感设备进行连接采用现有的柔性连接件存在降低了结构强度放大设备的低频振动幅度，降低了敏感设备在发射过程中的可靠性的弊端，本专利技术提供一种能够同时提供敏感设备柔性连接和减振的、具有优良非线性刚度特性的柔性连接件。多功能金属橡胶柔性连接件，它是由柔性垫1、压环2、约束壳3、连杆4和底座5组成，所述约束壳3为筒形，柔性垫1和压环2都设置在筒形约束壳3的内部，所述柔性垫1包括上柔性垫1-1和下柔性垫1-2，上柔性垫1-1和下柔性垫1-2分别设置在压环2的上下两端；所述连杆4纵向穿过压环2的中心并与压环2固接，连杆4的一端从约束壳3的一端伸出，约束壳3的另一端固定有底座5，底座5的下端设有底座连接头5-1。本专利技术所述连接件是一种非线性柔性连接件，适用于高精度敏感设备与基座结构的柔性连接。这种柔性连接件具有优良的非线性刚度特性，参照图1，其“变形/力”的非线性特性具有明显的拐点，在达到拐点变形之前为柔性连接件的线性“柔性段”，连接件具有很大的柔性；拐点变形之后是柔性连接件的线性“特硬段”，连接件具有很大的刚性。这种多功能金属橡胶柔性连接件能够有效的释放在轨状态下的热致应力，缓冲热致应力冲击。同时，能够在大振动载荷下显著增加设备与基座的连接刚度，提高振动固有频率，保障航天器敏感设备在发射过程中的安全。综上，本专利技术所述柔性连接件具有非线性刚度拐点明显、耐高温、耐低温、耐腐蚀、寿命长、真空环境下材料化学成分不挥发、连接方式多样等优点。广泛适用于航天、航空及其他领域的柔性连接功能，利于推广应用。附图说明图1是本专利技术所述多功能金属橡胶柔性连接件非线性刚度特性曲线图，图2是本专利技术结构示意图，图3是具体实施方式三所述结构示意图，图4是具体实施方式五所述结构示意图，图5是具体实施方式六所述结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式是一种多功能金属橡胶柔性连接件，参照图2，它是由柔性垫1、压环2、约束壳3、连杆4和底座5组成，所述约束壳3为筒形，柔性垫1和压环2都设置在筒形约束壳3的内部，柔性垫1包括上柔性垫1-1和下柔性垫1-2，上柔性垫1-1和下柔性垫1-2分别设置在压环2的上下两端，所述柔性垫1是由金属橡胶制备而成，金属橡胶是由若干根盘绕成螺旋状的金属丝缠绕叠加挤压成的网格状结构体，本实施方式所述上柔性垫1-1和下柔性垫1-2选用相同材料、直径的金属丝，采用相同的缠绕密度制备成相同直径的柔性垫。所述连杆4纵向穿过压环2的中心并与压环2固接，连杆4的一端从约束壳3的一端伸出，连杆4伸出约束壳3之外部分的端头设有外螺纹，底座5固定在约束壳3的另一端，底座5的下端设有底座连接头5-1，底座连接头5-1上设有外螺纹，连杆4的上端设有外螺纹4-1；所述金属橡胶连接件即通过连杆4端头的外螺纹和底座连接头5-1的外螺纹与基座和设备连接。使用时，将本实施方式所述金属橡胶柔性连接件的一端与航天器的基座进行连接，另一端与敏感设备连接。工作时，基座结构发生热致变形，连杆4连同压环2与约束壳3发生相对运动，上柔性垫1-1和下柔性垫1-2其中之一受到压缩(连杆4向上运动时，上柔性垫1-1压缩；连杆4向下运动时下柔性垫1-2压缩)。其工作过程如下初始压缩阶段为柔性连接件的线性“柔性段”，柔性垫1的柔性很大，柔性连接件对所连接设备的约束力很小，基座结构的热致应力通过柔性垫1的压缩得到释放，显著降低热致变形，因此能够缓冲热致冲击引起对敏感设备精度的影响；在基座结构大幅度振动的情况下，连杆1连同压环2与约束壳3发生大的相对运动，柔性垫1受到约束壳3和底座5的约束，直径不能继续增大，刚度激剧增大。柔性连接件工作在“特硬段”，因此能够有效的抑制大幅度振动。本实施方式所述约束壳3的筒形是横截面为圆形的筒，也可以是方形、菱形、梯形、正多边形的筒，也可以是横截面为其它形状的筒，都在本专利技术的保护范围之内。具体实施方式二本实施方式所述约束壳3的端头设有连杆4的穿出孔3-1，连杆4与穿出孔3-1之间留有间隙，参照图2。由于本实施方式所述连接件的连杆4径向未采用刚性限位，允许所述柔性连接件两侧连接接头的轴线成一定角度，即实现基座和设备之间有一定的摆动，因此本实施方式所述的非线性金属橡胶柔性连接件能够同时对基座和设备提供弯曲方向的柔性连接。具体实施方式三结合图3说明本具体实施方式。本实施方式与前述实施方式不同之处在于，在底座5的内表面设有连杆导向孔5-2，在约束壳3的端头设有连杆4的穿出孔3-1，穿出孔3-1的内径与连杆4的外径尺寸相同，也就是说，穿出孔3-1与连杆4之间没有间隙。由于连杆4的径向采用了刚性限位，仅允许连杆做轴向的相对运动，因此限制了连接在柔性连接件两端的基座和设备之间的摆动，因此本实施方式所述连接件能够抵抗剪切和弯曲变形，适用于要求侧向具有大刚度的连接，同时适用于对基座和设备之间径向定位要求高的连接。具体实施方式四本实施方式所述底座5与约束壳3之间通过螺纹连接。底座5与约束壳3以螺纹方式连接，可以调节初始变形量，从而调节非线性刚度的拐点以适用于不同的工作环境。具体实施方式五结合图4说明本具体实施方式。在采用柔性连接件连接基座和设备时，柔性连接件在受拉和受压状态时，其受力大小不同，为获得所要实现的刚度特性要求，需要选择不同刚度的柔性垫。因此，本实施方式所述上柔性垫1-1与下柔性垫1-2选用两种不同金属丝材料、缠绕密度及直径的柔性垫。因此本实施方式所述结构适用于基座与设备之间要求具有不同拉、压刚度特性的柔性连接。具体实施方式六结合图5说明本具体实施方式。本实施方式与具体实施方式一不同之处在于，所述底座连接头5-1上设有内螺纹，连杆4的上端设有外螺纹，也可以设置内螺纹，以适应与基座或设备之间的不同联接方式。实际应用中，底座连接头、连杆与基座或设备之间的连接也可以采用铰连接、侧挂的连接方式，或者其它连接方式，都在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.一种多功能金属橡胶柔性连接件，其特征在于它是由柔性垫(1)、压环(2)、约束壳(3)、连杆(4)和底座(5)组成，所述约束壳(3)为筒形，柔性垫(1)和压环(2)都设置在筒形约束壳(3)的内部，所述柔性垫(1)包括上柔性垫(1-1)和下柔性垫(1-2)，上柔性垫(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能金属橡胶柔性连接件，其特征在于它是由柔性垫（１）、压环（２）、约束壳（３）、连杆（４）和底座（５）组成，所述约束壳（３）为筒形，柔性垫（１）和压环（２）都设置在筒形约束壳（３）的内部，所述柔性垫（１）包括上柔性垫（１－１）和下柔性垫（１－２），上柔性垫（１－１）和下柔性垫（１－２）分别设置在压环（２）的上下两端；所述连杆（４）纵向穿过压环（２）的中心并与压环（２）固接，连杆（４）的一端从约束壳（３）的一端伸出，约束壳（３）的另一端固定有底座（５），底座（５）的下端设有底座连接头（５－１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑钢铁，梁鲁，王天昊，白绍竣，王树岭，
申请(专利权)人：郑钢铁，梁鲁，王天昊，白绍竣，王树岭，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]