本发明专利技术涉及一种空间飞行器对开式舱门展收机构，用于完成舱门的开闭动作，具有定位和制动功能，属于空间机构技术领域。该展收机构包括舱门隔框、舱门大梁、舱门锁、左舱门、右舱门、舱门防热结构、机体防热结构、机构驱动轴系、舱门铰链和机构连杆组件。所述的机构驱动轴系包括步进电机、减速器、绝对式测角器、测角器固定座、左轴承座、右轴承座、轴承座安装板、测角器联轴节、电机转接轴、支撑轴承和调节环。所述的机构连杆组件包括异型曲柄、连杆、舱门铰链座、关节球轴承、销轴螺钉。本发明专利技术的展收机构采用步进电机驱动，传动环节少，传力路线直接，包络空间紧凑，具有较高的动态特性，能可靠的应用于空天飞行器的在轨工作。
【技术实现步骤摘要】
一种空间飞行器对开式舱门展收机构
本专利技术涉及一种空间飞行器对开式舱门展收机构，用于完成舱门的开闭动作，具有定位和制动功能，属于空间机构
。
技术介绍
空间飞行器一般会在有效载荷舱内装载一定数量的有效载荷执行预定任务，要求在太空中打开舱门，释放有效载荷，在机动时关闭舱门，多次可重复使用。如美国的航天飞机、X-37B等飞行器通过展收机构执行有效舱门的打开和关闭动作。舱门的展收机构是实现舱门重复开闭的关键部件，是一种能推动舱门绕铰链旋转运动并定位的机电装置，要求装置具有极高的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提出一种空间飞行器对开式舱门展收机构。主要解决空天飞行器有效载荷舱门的开闭、定位和制动问题，可在轨重复使用，与舱门锁配合，能完成飞行器在发射、飞行、返回过程中的舱内载荷保护问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术的一种空间飞行器对开式舱门展收机构，该展收机构包括舱门隔框、舱门大梁、舱门锁、左舱门、右舱门、舱门防热结构、机体防热结构、机构驱动轴系、舱门铰链和机构连杆组件。所述的机构驱动轴系包括步进电机、减速器、绝对式测角器、测角器固定座、左轴承座、右轴承座、轴承座安装板、测角器联轴节、电机转接轴、支撑轴承和调节环。所述的机构连杆组件包括异型曲柄、连杆、舱门铰链座、关节球轴承、销轴螺钉。所述的舱门大梁、舱门防热结构、机体防热结构、机构驱动轴系、舱门铰链和机构连杆组件为左右对称结构，在左舱门和右舱门上各安装一套，分别驱动左舱门和右舱门独立运动。所述舱门隔框为环形框结构，其中间两侧位置分别连接有舱门大梁，左舱门和右舱门分别通过舱门铰链连接到各自的舱门大梁上，使舱门可以绕舱门铰链转动。左舱门和右舱门外层分别固定连接有舱门防热结构，随舱门一起运动，对左舱门和右舱门进行隔热防护，机体防热结构连接到舱门隔框和舱门大梁外侧，起到隔热防护功能。所述舱门锁安装到左舱门和右舱门对接处，当左舱门和右舱门关闭后对左舱门和右舱门进行拉紧固定，并使左舱门和右舱门内侧边缘紧密搭接到舱门隔框上形成稳定结构，防止左舱门和右舱门在外力的作用下被打开。所述的机构驱动轴系、舱门铰链和机构连杆组件为舱门展收机构的核心部分，是舱门进行开闭运动和位置控制的执行机构。机构驱动轴系通过轴承座安装板与舱门大梁固定连接，使其固定不动，通过电机转接轴与异型曲柄固定连接，将其产生的旋转运动传递出去。所述舱门铰链为合页铰链结构，其固定端连接到舱门大梁上，其转动端连接到对应的左舱门或右舱门上，使舱门可以绕舱门铰链轴线转动。所述机构驱动轴系中步进电机连接到减速器，减速器连接到电机转接轴上，电机转接轴两端安装两个支撑轴承，两个支撑轴承外圈又分别与左轴承座和右轴承座连接，这种结构使得步进电机产生的旋转运动经过减速器减速增力后输出给电机转接轴，电机转接轴在支撑轴承的支撑下可以绕轴承轴线做旋转运动，从而将旋转运动传递到机构连杆组件上。所述机构驱动轴系中两个调节环分别安装在电机转接轴两端，支撑轴承内侧，用于对支撑轴承的轴向位置进行调节。所述机构驱动轴系中绝对式测角器的壳体通过测角器固定座连接到左轴承座上，对绝对式测角器的位置进行固定。绝对式测角器的输入轴通过测角器联轴节连接到电机转接轴，使得绝对式测角器的输入轴随电机转接轴一起转动，从而完成对电机输出角度的测量，再通过机构的几何关系即可确定舱门的转动位置。所述机构驱动轴系中左轴承座和右轴承座同时固定到轴承座安装板上，再将机构驱动轴系整体安装到舱门大梁上。所述机构连杆组件中连杆两端镶嵌有关节球轴承，分别通过销轴螺钉与异型曲柄和舱门铰链座连接，形成两个转动铰链副，实现零件间的相对转动。所述机构连杆组件中舱门铰链座与对应的左舱门或右舱门固定连接，可以将连杆的运动传递的舱门上，使舱门绕舱门铰链转动，实现舱门的开闭动作。所述舱门展收机构系统的工作过程为:步进电机产生旋转运动，经过减速器减速增力后将运动传递到电机转接轴上，电机转接轴在支撑轴承支撑下绕其轴线运动，并将旋转运动传递到异型曲柄，再通过异型曲柄、连杆、舱门铰链座将运动关系传递到舱门上，并迫使相应的左舱门或右舱门绕其对应的舱门铰链的轴线做开闭运动，从而完成舱门的展收动作。当舱门运动到预定角度时，步进电机断电，由于步进电机有一定的保持力矩，通过减速器放大后可成为维持舱门保持固定打开角度的阻力矩，当舱门所受外力小于该阻力矩时，舱门不会随意发生转动。舱门处于关闭状态时，由舱门锁产生的锁紧动作，将左舱门和右舱门拉靠到一起并锁紧。与步进电机同轴安装的绝对式测角器是机构的位置反馈传感器，通过该测角器对步进电机进行转动角度测量，再通过机构尺寸关系换算即可获得舱门的运动角度，从而完成对舱门运动的闭环控制。有益效果本专利技术的展收机构采用步进电机驱动，传动环节少，传力路线直接，包络空间紧凑，具有较高的动态特性，能可靠的应用于空天飞行器的在轨工作。【附图说明】图1为本专利技术的展收机构中舱门关闭时的结构示意图；图2为本专利技术的展收机构中舱门打开时的结构示意图；图3为本专利技术的展收机构部分结构示意图；图4为本专利技术的展收机构中机构连杆组件的结构示意图；图5为本专利技术的展收机构中机构驱动轴系的立体图；图6为本专利技术的展收机构中机构驱动轴系的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例如图1和图2所示，一种空间飞行器对开式舱门展收机构，包括舱门隔框1、舱门大梁2、舱门锁3、左舱门4、右舱门5、舱门防热结构601、机体防热结构602、机构驱动轴系7、舱门铰链8和机构连杆组件9。如图5和图6所示，所述的机构驱动轴系7包括步进电机701、减速器702、绝对式测角器703、测角器固定座704、左轴承座705、右轴承座706、轴承座安装板707、测角器联轴节708、电机转接轴709、支撑轴承710和调节环711。如图3和图4所示，所述的机构连杆组件9包括异型曲柄901、连杆902、舱门铰链座903、关节球轴承904、销轴螺钉905。所述的舱门大梁2、舱门防热结构601、机体防热结构602、机构驱动轴系7、舱门铰链8和机构连杆组件9为左右对称结构，在左舱门4和右舱门5上各安装一套，分别驱动左舱门4和右舱门5独立运动。所述舱门隔框I为环形框结构，其中间两侧位置分别连接有舱门大梁2，左舱门4和右舱门5分别通过舱门铰链8连接到各自的舱门大梁2上，使舱门可以绕舱门铰链8转动。左舱门4和右舱门5外层分别固定连接有舱门防热结构601，随舱门一起运动，对左舱门4和右舱门5进行隔热防护，机体防热结构602连接到舱门隔框I和舱门大梁2外侧，起到隔热防护功能。所述舱门锁3安装到左舱门4和右舱门5对接处，当左舱门4和右舱门5关闭后对左舱门4和右舱门5进行拉紧固定，并使左舱门4和右舱门5内侧边缘紧密搭接到舱门隔框I上形成稳定结构，防止左舱门4和右舱门5在外力的作用下被打开。所述的机构驱动轴系7、舱门铰链8和机构连杆组件9为舱门展收机构的核心部分，是舱门进行开闭运动和位置控制的执行机构。机构驱动轴系7通过轴承座安装板707与舱门大梁2固定连接，使其固定不动，通过电机转接轴709与异型曲柄901固定连接，将其产生的旋转运动传递出去。所述舱门铰链8为合页铰链结构，其固定端连接到舱门大梁2上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空间飞行器对开式舱门展收机构，其特征在于：该展收机构包括舱门隔框（1）、舱门大梁（2）、舱门锁（3）、左舱门（4）、右舱门（5）、舱门防热结构（601）、机体防热结构（602）、机构驱动轴系（7）、舱门铰链（8）和机构连杆组件（9）；所述的机构驱动轴系（7）包括步进电机（701）、减速器（702）、绝对式测角器（703）、测角器固定座（704）、左轴承座（705）、右轴承座（706）、轴承座安装板（707）、测角器联轴节（708）、电机转接轴（709）、支撑轴承（710）和调节环（711）；所述的机构连杆组件（9）包括异型曲柄（901）、连杆（902）、舱门铰链座（903）、关节球轴承（904）、销轴螺钉（905）；所述的舱门大梁（2）、舱门防热结构（601）、机体防热结构（602）、机构驱动轴系（7）、舱门铰链（8）和机构连杆组件（9）为左右对称结构，在左舱门（4）和右舱门（5）上各安装一套，分别驱动左舱门（4）和右舱门（5）独立运动；所述舱门隔框（1）为环形框结构，其中间两侧位置分别连接有舱门大梁（2），左舱门（4）和右舱门（5）分别通过舱门铰链（8）连接到各自的舱门大梁（2）上，左舱门（4）和右舱门（5）外层分别固定连接有舱门防热结构（601）；机体防热结构（602）连接到舱门隔框（1）和舱门大梁（2）外侧；所述舱门锁（3）安装到左舱门（4）和右舱门（5）对接处，当左舱门（4）和右舱门（5）关闭后对左舱门（4）和右舱门（5）进行拉紧固定，并使左舱门（4）和右舱门（5）内侧边缘紧密搭接到舱门隔框（1）上形成稳定结构；所述的机构驱动轴系（7）通过轴承座安装板（707）与舱门大梁（2）固定连接，通过电机转接轴（709）与异型曲柄（901）固定连接；所述舱门铰链（8）为合页铰链结构，其固定端连接到舱门大梁（2）上，其转动端连接到对应的左舱门（4）或右舱门（5）上；所述机构驱动轴系（7）中步进电机（701）连接到减速器（702），减速器（702）连接到电机转接轴（709）上，电机转接轴（709）两端安装两个支撑轴承（710），两个支撑轴承（710）外圈又分别与左轴承座（705）和右轴承座（706）连接；电机转接轴（709）在支撑轴承（710）的支撑下可以绕轴承轴线做旋转运动；所述机构驱动轴系（7）中两个调节环（711）分别安装在电机转接轴（709）两端，支撑轴承（710）内侧；所述机构驱动轴系（7）中绝对式测角器（703）的壳体通过测角器固定座（704）连接到左轴承座（705）上，对绝对式测角器（703）的位置进行固定；绝对式测角器（703）的输入轴通过测角器联轴节（708）连接到电机转接轴（709）；所述机构驱动轴系（7）中左轴承座（705）和右轴承座（706）同时固定到轴承座安装板（707）上，再将机构驱动轴系（7）整体安装到舱门大梁（2）上；所述机构连杆组件（9）中连杆（902）两端镶嵌有关节球轴承（904），分别通过销轴螺钉（905）与异型曲柄（901）和舱门铰链座（903）连接，形成两个转动铰链副；所述机构连杆组件（9）中舱门铰链座（903）与对应的左舱门（4）或右 舱门（5）固定连接。...
【技术特征摘要】
1.一种空间飞行器对开式舱门展收机构，其特征在于:该展收机构包括舱门隔框(I)、舱门大梁(2)、舱门锁(3)、左舱门(4)、右舱门(5)、舱门防热结构(601)、机体防热结构(602)、机构驱动轴系(7)、舱门铰链(8)和机构连杆组件(9)； 所述的机构驱动轴系(7)包括步进电机(701)、减速器(702)、绝对式测角器(703)、测角器固定座(704)、左轴承座(705)、右轴承座(706)、轴承座安装板(707)、测角器联轴节(708),电机转接轴(709),支撑轴承(710 )和调节环(711); 所述的机构连杆组件(9)包括异型曲柄(901)、连杆(902)、舱门铰链座(903)、关节球轴承(904)、销轴螺钉(905); 所述的舱门大梁(2 )、舱门防热结构(601)、机体防热结构(602 )、机构驱动轴系(7 )、舱门铰链(8 )和机构连杆组件(9 )为左右对称结构，在左舱门(4)和右舱门(5 )上各安装一套，分别驱动左舱门(4)和右舱门(5)独立运动； 所述舱门隔框(I)为环形框结构，其中间两侧位置分别连接有舱门大梁(2)，左舱门(4)和右舱门(5)分别通过舱门铰链(8)连接到各自的舱门大梁(2)上，左舱门(4)和右舱门(5)外层分别固定连接有舱门防热结构(601);机体防热结构(602)连接到舱门隔框(I)和舱门大梁(2)外侧； 所述舱门锁(3)安装到左舱门(4)和右舱门(5)对接处，当左舱门(4)和右舱门(5)关闭后对左舱门(4)和右舱门(5 )进行拉紧固定，并使左舱门(4)和右舱门(5 )内侧边缘紧密搭接到舱门隔框...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆星科，王悦，张庆利，彭波，张涛，迟令宝，王月，宋春雨，姚世东，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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