[发明专利]一种双边双弹簧驱动展开机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种展开机构，具体涉及一种应用于月面重力环境及行星环境下的机构展开及定位的双边双弹簧驱动展开机构，属于航天器展开机构技术领域。

背景技术

一次性动作的展开机构通常采用弹簧展开铰链无源驱动形式，锁紧定位形式主要有机械锁紧、摩擦自锁等，如卫星太阳翼板间铰链，由于没有重力作用，展开阻力矩较小，仅需单侧弹簧提供驱动力矩即可实现太阳翼板的展开定位。然而随着航天器技术的不断发展，对展开机构的驱动能力和工作特性提出了更高的要求，而传统仅用单侧弹簧驱动的展开机构已经不能满足使用要求。为了实现展开机构输出较大驱动力矩，并且尽量避免单边承受偏心载荷，通常采用成对使用形式，以提供更大的驱动力矩。成对使用展开机构大大增加了系统重量和使用空间需求，浪费资源及空间；并且装配多个展开机构需要同轴安装，由于加工制造误差导致装配难度较大，而且在轨工作时受空间环境影响容易产生更大的变形及偏载，甚至增加展开机构的锁紧定位风险，降低了产品可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种输出力矩高，实现形式相对简单，实现驱动冗余备份功能，在同样驱动能力下重量轻、结构紧凑、可靠性高，可承载一定偏载受力均匀的双边双弹簧驱动展开机构。

一种双边双弹簧驱动展开机构，该展开机构包括活动铰、固定铰、同心轴、涡卷弹簧、弹簧挡、弹簧外端盖、弹簧内圈固定套、弹簧外圈固定轴、弹簧外圈固定套、弹簧外圈固定套压盖、锁钩、锁钩转动轴、锁钩定位套、锁钩定位扭簧、锁钩定位扭簧压杆、限位螺钉和微动开关；其中活动铰和固定铰均为立体四方形结构；固定铰的中部加工有滑道，滑道的起始端沿滑动方向加工有一段弧形凸起，凸起的底面与滑道平面形成的夹角为锐角，且滑道中部沿滑动方向开口；

安装关系：活动铰与固定铰两者的一个顶角通过同心轴铰接，且活动铰和固定铰沿中心对称面对称安装，弹簧外圈固定轴安装在固定铰上，弹簧外圈固定套套装在弹簧外圈固定轴外，锁钩转动轴安装在活动铰上，且弹簧外圈固定轴和锁钩转动轴均与同心轴平行，同心轴的一端上套装有弹簧内圈固定套，其中两组涡卷弹簧的内圈通过弹簧挡直接压紧固定在同心轴上，另两组涡卷弹簧的内圈中心穿过弹簧内圈固定套，且内圈也通过弹簧挡压紧固定在弹簧内圈固定套上，在同心轴的两端均设有弹簧外端盖固定住涡卷弹簧；涡卷弹簧外圈安装固定在弹簧外圈固定套上，弹簧外圈固定轴的两端均安装有弹簧外圈固定套压盖将涡卷弹簧的外圈固定部位压紧；

锁钩的前端与锁钩转动轴铰接，锁钩定位套套装在锁钩转动轴上并对锁钩进行轴向定位，锁钩与锁钩定位套之间可相对转动，锁钩定位扭簧压杆也安装在活动铰上，并与锁钩转动轴平行，锁钩定位扭簧中部套装在锁钩定位套上，其一侧搭接在锁钩定位扭簧压杆上，另一侧扣在锁钩上；限位螺钉安装在活动铰的底面并与固定铰顶部相对，固定铰滑道开口的下方安装有微动开关。

在活动铰和固定铰相对转动面之间装有润滑垫。

在活动铰与锁钩接触部位安装锁钩垫块。

通过调节限位螺钉的安装高度微调活动铰与锁钩展开的定位角度。

位于同心轴同侧的涡卷弹簧之间用垫片隔开，并且每个涡卷弹簧的刚度需要对称分布。

本发明与现有技术相比有益效果为：

（1）本发明克服了传统单侧弹簧驱动能力不足，且不均匀问题，在所述展开机构同心轴上双边安装可独立调整的双平面涡卷弹簧，四组平面涡卷弹簧同时作用在固定铰和活动铰上，其中刚度略大的放在内侧而刚度略小的放在外侧，可保证两端力矩平衡的同时对机构弯矩最小。

（2）本发明通过减少弹簧圈数和增加弹簧数量，可实现驱动刚度相比普通太阳翼铰链大四倍以上，而展开末端力矩相对展开初始力矩小一倍以上，从而降低展开锁定冲击力，因此本产品具有高刚度、高驱动能力、低锁定冲击力等特点。

（3）本发明实现形式相对简单，实现了驱动冗余备份功能，也即一组弹簧失效仍然能够实现展开锁定功能，具有在同样驱动能力下重量轻、结构紧凑、可靠性高且承载能力强的特点。

（4）本发明的活动铰与固定铰通过锁钩转动轴为偏心轴，可通过调节锁钩转动轴调节锁钩锁定深度以保证锁定安全可靠。

附图说明

图1为本发明一种双边双弹簧驱动展开机构收拢锁定状态的主视图

图2为本发明一种双边双弹簧驱动展开机构收拢锁定状态的俯视图。

图3为本发明一种双边双弹簧驱动展开机构收拢状态的右视图。

图4为本发明一种双边双弹簧驱动展开机构收拢状态的立体图。