一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构制造技术

本发明专利技术涉及一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，属于航天器机构技术领域；一次可展收结构沿飞行器轴向铰接在飞行器的侧壁处；二次可展收载荷的侧边与一次可展收结构的外侧边铰接；主动锁紧装置设置在一次可展收结构的内弧面上，实现对二次可展收载荷的锁紧；3个被动定位锁止装置沿飞行器轴线均匀设置在二次可展收载荷另一侧边处，当二次可展收载荷与一次可展收结构折叠收起后，主动锁紧装置实现将二次可展收载荷与一次可展收结构进行锁止；本发明专利技术提出一种可以在轨重复锁止、有多个压紧点、能够提供较大锁紧刚度、能够无源保持、适应紧凑布局空间与非平面形状的主被动联合压紧系统。动联合压紧系统。动联合压紧系统。

【技术实现步骤摘要】
一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构


[0001]本专利技术属于航天器机构
，涉及一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构。

技术介绍

[0002]在天地往返飞行器可展收舱门上安装的可展收热辐射器需要在发射阶段收拢压紧在锁紧的舱门内侧，与舱门承受发射阶段力学环境考核；入轨后解除压紧约束展开热辐射器增加散热面积，提升辐射器工作效率；返回时需要重新收拢压紧在舱门内侧随锁紧的舱门共同承受再入段力学环境。根据天地往返飞行器的热防护需要和气动布局,飞行器舱门为圆柱形；为了增加舱门收拢状态下内部有效载荷的最大包络，可展收热辐射器应当与舱门形状一致；由于可展收热辐射器内部要铺设热管并考虑散热效率，因此辐射器的尺寸较大，自身基频低，需要有多个压紧点提升收拢刚度；考虑到能源消耗，各压紧点处锁定压紧和解锁时的能源消耗应当尽可能的小。因此根据这种载荷的结构、安装位置和工作特点，需要一种可以在轨重复锁紧、有多个压紧点、能够提供较强收拢刚度、能够无源保持、适应舱门内侧紧凑布局空间与非平面形状、总重量尽可能小的压紧系统。
[0003]通过对现有技术进行梳理，发现目前航天器上具有在轨重复锁止功能的装置主要分为机械式和电磁式两大类。电磁式重复锁止装置需要依靠永磁体保持重复锁止功能，锁紧力小于机械式装置，且有磁场泄漏问题，对周围的电子设备有影响。机械式重复锁紧机构目前广泛用于空间对接、舱门锁紧等方面，但是既有的空间对接机构的空间包络无法适应舱门内侧的紧凑布局空间与非平面形状；以申请号CN201210216787.6、CN201510779987.6和CN201710302676.X为代表的专利公开了一些可以用于重复锁紧大型可展收舱门的锁紧机构，但是对于每一个锁紧点均需要提供一个锁紧机构，当需要多个锁紧点时，需要多个锁紧机构才能实现锁定。
[0004]经过调研发现，现有的重复锁止装置未系统考虑到被压紧的可展收结构安装在另一个可展收结构上时，无需额外增加机构部件就可以通过借用另一个可展收结构的收拢压紧过程实现其他锁紧点的被动锁紧；没有考虑到被压紧载荷表面非平面的情况；也没有考虑如何针对板状载荷提升其重复压紧后的锁紧刚度。从而不能满足以可展收辐射器为代表的在天地往返飞行器一次可展收结构上所安装二次可展收载荷的在轨重复锁紧需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，提出一种可以在轨重复锁止、有多个压紧点、能够提供较大锁紧刚度、能够无源保持、适应紧凑布局空间与非平面形状的主被动联合压紧系统。
[0006]本专利技术解决技术的方案是：
[0007]一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，包括主动锁紧装置、3个被动定位锁止装置、一次可展收结构、二次可展收载荷和飞行器；其中，飞行器轴向水平放置；一
次可展收结构为弧板状结构；一次可展收结构沿飞行器轴向铰接在飞行器的侧壁处，实现一次可展收结构相对于飞行器旋转；二次可展收载荷为与一次可展收结构内型面对应的弧板状结构；二次可展收载荷的侧边与一次可展收结构的外侧边铰接；实现二次可展收载荷相对于一次可展收结构的旋转；主动锁紧装置设置在一次可展收结构的内弧面上，实现对二次可展收载荷的锁紧；3个被动定位锁止装置沿飞行器轴线均匀设置在二次可展收载荷另一侧边处，当二次可展收载荷与一次可展收结构折叠收起后，主动锁紧装置实现将二次可展收载荷与一次可展收结构进行锁止。
[0008]在上述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，所述压紧系统还包括n个半刚性支撑装置；n个半刚性支撑装置设置在一次可展收结构的内壁上；当二次可展收载荷与一次可展收结构折叠收起，且被主动锁紧装置锁止时，n个半刚性支撑装置实现对二次可展收载荷进行支撑；n为大于等于3的正整数。
[0009]在上述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，二次可展收载荷与一次可展收结构为折叠收起状态时，二次可展收载荷与一次可展收结构之间通过主动锁紧装置锁止；二次可展收载荷与飞行器之间通过3个被动定位锁止装置进行限位。
[0010]在上述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，所述主动锁紧装置包括直线往复运动装置、导向柱、推杆、辅助轴、压紧滚轮和锁钩；其中，直线往复运动装置安装在一次可展收结构上；导向柱通过螺钉与一次可展收结构连接；推杆穿过导向柱与直线往复运动装置连接；辅助轴穿过推杆和压紧滚轮，并通过螺钉螺母与推杆连接；锁钩安装在二次可展收载荷上，且位置与压紧滚轮对应。
[0011]在上述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，所述锁钩为L型，锁钩的一端通过螺钉和长圆孔与要压紧的二次可展收载荷连接，通过长圆孔实现调整锁钩在竖直方向位置；锁钩的另一端形状为圆弧与直线段平滑连接，通过圆弧保证压紧滚轮爬上直线段；通过调整压紧滚轮和锁钩直线段的高度差实现调整施加在二次可展收载荷上的锁紧力；该锁紧力通过标定直线往复运动装置在锁定过程中的电流确定直线往复运动装置对推杆的驱动力；根据推杆、导向柱和压紧滚轮的静力平衡分析压紧滚轮与锁钩接触点的正压力，即为主动锁紧释放装置对二次可展收载荷施加的锁紧力。
[0012]在上述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，所述半刚性支撑装置包括金属橡胶块和橡胶垫；橡胶垫安装在一次可展收结构的内弧面上；金属橡胶块安装在橡胶垫的上表面。
[0013]在上述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，所述金属橡胶块设置在二次可展收载荷振幅较的位置；金属橡胶块的厚度略大于二次可展收载荷在该点与一次可展收结构的距离；通过不同厚度的橡胶垫进行微调，使得锁紧时金属橡胶块产生弹性变形，向二次可展收载荷提供支撑力，提升二次可展收载荷的锁紧刚度。
[0014]在上述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，所述被动定位锁止装置包括定位块、V型定位槽和橡胶垫；其中，定位块为圆柱结构；定位块安装在二次可展收载荷上；V型定位槽安装在固定结构上；橡胶垫贴附在V型定位槽的V型面上；通过调整橡胶垫厚度实现圆柱定位块在一次可展收结构处于收拢状态时与V型定位槽紧密贴合。
[0015]在上述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，当一次可展收结构处于收拢状态时，定位块位于V型定位槽中，V型定位槽约束了定位块在轴向和径向的运动，
使得二次可展收载荷随一次可展收结构展开共同运动；当一次可展收结构被自身的锁紧机构锁紧时，二次可展收载荷随一次可展收结构共同展开的自由度消失，二次可展收载荷在定位块被动锁定，从而无需额外增加机构部件，即通过一次展收结构锁紧为二次展收载荷提供额外的锁紧点。
[0016]在上述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，当需要展开二次展收载荷时，一次可展收结构首先解除锁定，此时定位块和V型定位槽之间的约束随之解除；一次可展收结构展开到位后，定位块与V型定位槽分离，二次可展收载荷与固定结构之间约束解除；直线往复运动装置驱动推杆向后运动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，其特征在于：包括主动锁紧装置(1)、3个被动定位锁止装置(3)、一次可展收结构(4)、二次可展收载荷(5)和飞行器(6)；其中，飞行器(6)轴向水平放置；一次可展收结构(4)为弧板状结构；一次可展收结构(4)沿飞行器(6)轴向铰接在飞行器(6)的侧壁处，实现一次可展收结构(4)相对于飞行器(6)旋转；二次可展收载荷(5)为与一次可展收结构(4)内型面对应的弧板状结构；二次可展收载荷(5)的侧边与一次可展收结构(4)的外侧边铰接；实现二次可展收载荷(5)相对于一次可展收结构(4)的旋转；主动锁紧装置(1)设置在一次可展收结构(4)的内弧面上，实现对二次可展收载荷(5)的锁紧；3个被动定位锁止装置(3)沿飞行器(6)轴线均匀设置在二次可展收载荷(5)另一侧边处，当二次可展收载荷(5)与一次可展收结构(4)折叠收起后，主动锁紧装置(1)实现将二次可展收载荷(5)与一次可展收结构(4)进行锁止。2.根据权利要求1所述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，其特征在于：所述压紧系统还包括n个半刚性支撑装置(2)；n个半刚性支撑装置(2)设置在一次可展收结构(4)的内壁上；当二次可展收载荷(5)与一次可展收结构(4)折叠收起，且被主动锁紧装置(1)锁止时，n个半刚性支撑装置(2)实现对二次可展收载荷(5)进行支撑；n为大于等于3的正整数。3.根据权利要求2所述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，其特征在于：二次可展收载荷(5)与一次可展收结构(4)为折叠收起状态时，二次可展收载荷(5)与一次可展收结构(4)之间通过主动锁紧装置(1)锁止；二次可展收载荷(5)与飞行器(6)之间通过3个被动定位锁止装置(3)进行限位。4.根据权利要求3所述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，其特征在于：所述主动锁紧装置(1)包括直线往复运动装置(11)、导向柱(12)、推杆(13)、辅助轴(14)、压紧滚轮(15)和锁钩(16)；其中，直线往复运动装置(11)安装在一次可展收结构(4)上；导向柱(12)通过螺钉与一次可展收结构(4)连接；推杆(13)穿过导向柱(12)与直线往复运动装置(11)连接；辅助轴(14)穿过推杆(13)和压紧滚轮(15)，并通过螺钉螺母与推杆(13)连接；锁钩(16)安装在二次可展收载荷(5)上，且位置与压紧滚轮(15)对应。5.根据权利要求4所述的一种具有在轨重复锁止功能的主被动联合压紧机构，其特征在于：所述锁钩(16)为L型，锁钩(16)的一端通过螺钉和长圆孔与要压紧的二次可展收载荷(5)连接，通过长圆孔实现调整锁钩(16)在竖直方向位置；锁钩(16)的另一端形状为圆弧与直线段平滑连接，通过圆弧保证压紧滚轮(15)爬上直线段；通过调整压紧滚轮(15)和锁钩(16)直线段的高度差实现调整施加在二次可展收载荷(5)上的锁紧力；该锁紧力通过标定直线往复运动装置(11)在锁定过程中的电流确定直线往复运动装置(11)对推杆(13)的驱动力；根据推杆(13)、导向柱(12)和压紧滚轮(15)的静力平衡分析压紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，张书洋，倪彦硕，钟奇，罗强，丁锋，何永强，徐燕菱，于春宇，袁丁，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
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