一种薄壁套筒式空间展开机构制造技术

本发明专利技术公开了一种薄壁套筒式空间展开机构，是用于将空间飞行器上的仪器设备送到一定距离外进行功能操作的装置，机构由电机驱动，通过将薄壁管由盘卷状态逐渐展开，推动套筒进行展开。通过盘卷使得机构伸缩比大，薄壁结构使机构质量减小，非铁磁金属材料部件可使机构无铁磁干扰。套筒设计使机构有更高的刚度和稳定性，直线式展开保证了展开过程的平稳性。同时通过限位装置的设计保证展开的位置精度，以及展开结果的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁套筒式空间展开机构技 术 领 域本专利技术涉及空间运用领域，具体来说是一种薄壁套筒式空间展开机构。 技 术 背 景空间展开结构是传统展开机构在空间领域的应用拓展，是实现太阳帆、天线展开、探测 器支撑等功能的主要机构之一，随着技术和需求不断发展，出现了多种不同的空间展开机构 概念和应用。空间展开机构种类繁多，其中应用较多、发展迅速的是杆状构架式展开机构。空间科学探测要求伸展机构具有小质量大伸缩比等特点，同时精密仪器的使用也要求机 构具有较高的磁洁净度。随着空间任务的发展，微小卫星的广泛应用，要求空进展开机构具有小质量大伸缩比， 低功耗等特点。另一方面，空间科学空间探测任务的发展，高精密仪器的应用，对空间机构 提出了更高的要求，如高可靠性，低扰动，高磁洁净度等。现有的一般空间展开机构多为大型机构，用于大型卫星，空间站等，这类机构一般采用 大型桁架结构，这类结构往往具有较高的刚度和强度，能够承载较大的任务载荷，但是在质 量、功耗方面也是相当大的，这点是不适用于小型卫星低功耗低质量的需求的。 发 明 内 容本专利技术的目的是根据微小型卫星的一般需求，提供一种能有效降低质量、低能量消耗、 展开过程较平稳、无周向回转干扰同时具有较高可靠性的薄壁套筒式空间展开机构。本专利技术一种薄壁套筒式空间展开机构，包括支撑部分和传动部分。支撑部分包括上支撑板、下支撑板、前支撑板、后支撑板、左支撑板、右支撑板、底板、电机架；左支撑板、右支撑板、前支撑板、后支撑板通过螺钉固定于上支撑板、下支撑板之间， 对整个机构进行支撑，电机架通过螺钉固定于下支撑板上；所述上支撑板宽于下支撑板。传动部分包括主动轮、压紧轮、传动轮A、传动轮B、传动轴、联轴器、电机、盘巻管、 成型筒、套筒；电机固定于电机架上，通过联轴器与主动轮相连；所述上支撑板上有一开口， 一圆筒状结构的成型筒置于上支撑板上部，与支撑板上部的 开口形成一通道；主动轮与压紧轮、传动轮A、传动轮B、传动轴通过轴承固定于左支撑板、右支撑板间； 传动轮A与传动轮B位于主动轮与压紧轮下方；主动轮与压紧轮以及传动轮A与传动轮B 之间有间隙。主动轮上每隔一定角度布置有棘爪。盘巻管从一端将其展平后巻绕在传动轴上，形成盘巻状态；另一端从传动轮A与传动轮 B间穿过，并从主动轮与压紧轮间穿过并通过上支撑板处的开口进入到成型筒，通过成型筒 到达内层套筒中；根据主动轮上的棘爪布置的位置在盘巻管上有两排棘孔。所述套筒为多层套筒结构，层层嵌套;每层套筒为三片矩形片拼装成等边三棱柱型，最内 层套筒顶部封闭；每个矩形片底部外侧装有锁定机构；每片矩形片在靠近顶端处的对称轴轴 线两侧开有一对锁定孔；成型筒与最内层套筒内切；锁定机构为一中间凸起的弹簧片，弹簧片凸起部分有一孔，通过螺钉将弹簧片凸起部分 与套筒进行固定连接，锁定销固定在弹簧片两侧两端，且锁定销与锁定孔在同一竖直直线上， 相互配合， 一一对应。 -本专利技术的优点在于(1) 通过盘巻管的设计减少了丝杠螺母是展开驱动方式必须精度高的复杂要求；(2) 通过套筒式机构与盘巻管式机构的结合，有效地提髙了盘巻管式结构的刚度和承载 能力；(3) 通过调整套筒数量和盘巻管的长度可以满足不同的展开任务的需求。 附 图 说 明图l为本专利技术套筒展开机构的主视结构剖面示意图2为本专利技术套筒展开机构的侧视剖面示意图3为本专利技术盘巻管示意图4为本专利技术的套筒底部剖面示意图5为本专利技术的套筒中一侧矩形片结构示意图。图中1—支撑部分、2 —传动部分、IOI —上支撑板、102 —下支撑板、 103—左支撑板、104-右支撑板、105 —前支撑板、106 —后支撑板、107-电机架、201 一主动轮、202 —压紧轮、203 —传动轮A、 204—传动轮B、 205-传动轴、206—联 轴器、207—电机、208-成型筒、209—套筒、 210-盘巻管、211 —矩形片、 212 —锁定孔、213 —轴承、3 —棘爪、4 —棘孔、5 —锁定机构、501 —弹簧片、502 — 锁定销具体实施例方式本专利技术一种薄壁套筒式空间展开机构，包括支撑部分l、传动部分2。4如附图说明图1、图2所示，支撑部分1包括上支撑板101、下支撑板102、前支撑板105、后 支撑板106、左支撑板103、右支撑板104、电机架107。左支撑板103、右支撑板104、前支撑板105与后支撑板106通过螺钉固定于上支撑 板101、下支撑板102之间，对整个机构进行支撑。电机架107通过螺钉固定于下支撑板 102上。在下支撑板102和上支撑板101上都有定位槽以帮助左支撑板103与右支撑板104 安装定位。上支撑板101宽于下支撑板102，用于安装套筒209以及整个机构与飞行器等 的安装连接。传动部分2包括主动轮201、压紧轮202、传动轮A203、传动轮B204、传动轴205、 联轴器206、电机207、成型筒208、套筒209、盘巻管210。电机207固定于电机架107上，并通过联轴器206与主动轮201相连。主动轮201与压紧轮202、传动轮A203、传动轮B204、传动轴205通过轴承213 固定于左支撑板103、右支撑板104间。其中传动轮A203与传动轮B204位于主动轮201 与压紧轮202下方，且主动轮201与压紧轮202以及传动轮A203与传动轮B204之间均 留有可使盘巻管210通过的间隙。所述主动轮201上每隔一定角度布置有棘爪3,根据主动 轮201上的棘爪3布置的间隔在盘巻管210上相应布置棘孔4。盘巻管210在传动轴205上巻成巻状，如图3所示，盘巻管210上有两排一定间隔的 棘孔4。盘巻管210—般状态为开口管状结构，从一端将其展平后可巻绕在传动轴205上， 形成盘巻状态；另一端从传动轮A203与传动轮B204间穿过，将棘孔4挂在主动轮201 的棘爪3上，从主动轮201与压紧轮202间穿过并通过上支撑板101处的开口进入到成型 筒208中，此时盘巻管210展开，沿成型筒208—端自动回复到管状结构，使其具有承载 能力，并不断伸长到达内层套筒209中，从而带动套筒209逐层展开。通过盘巻管210使 得机构伸缩比大，薄壁结构使机构质量减小，非铁磁金属材料部件可使机构无铁磁干扰。所述上支撑板101上有一开口 ， 一圆筒状结构的成型筒208与上支撑板101上部固定 连接，并与上支撑板101的开口形成可使盘巻管210穿过的通道。套筒209为多层套筒结构，层层嵌套，成型筒208与内层套筒209内切。如图4、图5 所示，每层套筒209为三片矩形片211拼装成等边三棱柱型，矩形片211宽度随层数增加 而增大，可使展开机构有更高的刚度和稳定性，直线式展开保证了构成的平稳性。每片矩形 片211的底部有突起，最内层套筒顶部封闭。每片矩形片211在靠近顶端处的对称轴轴线 两侧开有一对锁定孔212。如图5所示，所述每片矩形片211底部外恻装有锁定机构5，锁定机构5为一中间凸起 的弹簧片501，弹簧片501凸起部分有一孔，通过螺钉将弹簧片501凸起部分与套筒209 进行固定连接，锁定销502固定在弹簧片501两侧两端，且锁定销502与套筒209顶部的5锁定孔212在同一竖直直线上，可使锁定销与锁定孔在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄壁套筒式空间展开机构，其特征在于：该机构包括传动部分和支撑部分，支撑部分包括上支撑板、下支撑板、前支撑板、后支撑板、左支撑板、右支撑板、底板、电机架；　左支撑板、右支撑板、前支撑板、后支撑板通过螺钉固定于上支撑板、下支撑板之间， 对整个机构进行支撑，电机架通过螺钉固定于下支撑板上；　传动部分包括主动轮、压紧轮、传动轮Ａ、传动轮Ｂ、传动轴、联轴器、电机、盘卷管、成型筒、套筒；　电机固定于电机架上，通过联轴器与主动轮相连；　所述上支撑板上有一开口，一圆 筒状结构的成型筒置于上支撑板上部，与支撑板上部的开口形成一通道；　主动轮与压紧轮、传动轮Ａ、传动轮Ｂ、传动轴通过轴承固定于左支撑板、右支撑板间；传动轮Ａ与传动轮Ｂ位于主动轮与压紧轮下方；　盘卷管从一端将其展平后卷绕在传动轴上，形 成盘卷状态；另一端从传动轮Ａ与传动轮Ｂ间穿过，并从主动轮与压紧轮间穿过并通过上支撑板处的开口进入到成型筒，通过成型筒到达内层套筒中；　所述套筒为多层套筒结构，层层嵌套；每层套筒为三片矩形片拼装成等边三棱柱型，最内层套筒顶部封闭；每个矩 形片底部外侧装有锁定机构；每片矩形片在靠近顶端处的对称轴轴线两侧开有一对锁定孔；成型筒与最内层套筒内切；　锁定机构为一中间突起的弹簧片，弹簧片凸起部分有一孔，通过螺钉将弹簧片凸起部分与套筒进行固定连接，锁定销固定在弹簧片两端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国伟，卫巍，张展智，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]