[发明专利]具有柔性滚动轨道的铰链的机动化系统

说明书

技术领域

本发明涉及元件的机动化系统。其特别地适用于用于例如天线或太阳能发电机的空间附件的展开机构的领域。

背景技术

在前述机动化系统中，例如配件的元件通常以围绕铰链相对于彼此运动进行设置。因此这些系统包括铰链行，所述铰链行通常使用扭力弹簧、螺旋弹簧或卡潘蒂尔（Carpentier）接头型的机动化构件，从而有可能对抗抗转矩，并确保就所产生的转矩而言的必要的余裕，以确保附件的完全展开。

就此而言，已知的机动化构件显示出意味着过机动化的改变的或可变的机动化转矩，这导致展开结束时的冲击。

这些冲击可能是显著的，并且在展开结束时产生对空间附件的损坏，并且产生损害航天器驾驶的破坏性杂散转矩。为了缓解该问题，可将可展开结构定尺寸和增强，以能够承受在它们展开之时所产生的行程终端冲击，但是该解决方法不是令人满意的，并且明显导致整个结构的重量增加。

一些开发已获得抗转矩几乎为零的展开机构的发明。这种机构，如描述于专利申请FR 2635077中的铰链行，提供了仅需要较少机动化功率的优点，并产生最小化的行程终端冲击。其他机构源自对如上机构的提高，特别是就重量和体积而言。这种展开机构公开于专利申请FR 0605653中。

已知的机构，如描述于前述专利申请FR 2635077和FR 0605653中的那些，具有局限于180°的角展开能力。此外，由于它们的结构，它们的总体运动学产生极不规则的机动化转矩。最后，如已经描述，由于所述展开速度不规则，已知的展开机构的展开速度在行程终端产生能量恢复，并因此产生冲击。

为了改正这些缺点，已提出具有受控转矩的机动化装置，其描述于以引文FR 2968234公布的专利申请中。这种装置有可能具有几乎为零的抗转矩，并且基于已存在于系统中的柔性滚动轨道的使用以产生机动化。柔性轨道具有特定形式，以允许柔性轨道之间的接触点相对于缠绕装置（如缠绕柔性刀片或甚至缆线）的交叉点偏移，从而在两个形成配件的基本上平行的缠绕圆筒之间形成连接元件，系统的不同构件连接至所述连接元件。以此方式，取决于上述接触点与交叉点之间的距离的转矩引起它们之间的配件的旋转。表述连接元件形成缠绕装置之间的“交叉点”应在广义上理解为经过两个缠绕装置的基本上平行于配件的纵向轴线或旋转轴线的轴线。如上所述的具有受控的转矩的机动化装置的例子参照图1在下文更详细地描述。

在上述装置中，考虑到特定形式提供至柔性轨道（该特定形式类似于阿基米德弹簧或螺旋弹簧），出现与在应力下轨道的旁向偏转相关的问题。轨道的旁向偏转引起装置的机动化转矩的控制的问题。该问题由下文所述的图2所示。

发明内容

本发明的一个目的在于显著缓解上述缺点。因此，本发明提出了一种机动化装置，其包括至少两个柔性轨道，所述至少两个柔性轨道与弹性装置关联，从而允许柔性轨道的径向压缩，以确保与每个柔性轨道的表面正交的力施加于柔性轨道之间的接触点处。

本发明的另一优点在于，相对于本领域已知的装置，根据所述实施方案中的一者的机动化装置提供了显著的体积节约，以及就重量而言显著的节约。

本发明的另一优点在于，根据所述实施方案中的一者的机动化装置也提供了就坚固性和稳固性而言显著的节约。

更具体地，本发明的主题为一种机动化装置，其包括两个基本上平行的缠绕圆筒、至少纵向连接元件形成的缠绕装置和至少两个柔性轨道，所述缠绕装置适用于保持所述缠绕圆筒之间的预定距离，并围绕所述缠绕圆筒缠绕；所述柔性轨道固定至每个缠绕圆筒，并且面对彼此设置且具有接触点，在所述缠绕装置的作用下预应力被施加于柔性轨道的所述接触点处，所述机动化装置也包括设置于每个缠绕圆筒与对应的柔性轨道之间的弹性装置，所述弹性装置以如下方式构造：在每个柔性轨道上至少在所述接触点处施加径向压缩力，所述径向压缩力与柔性轨道的表面正交。

在本发明的一个实施方案中，所述柔性轨道可为具有螺旋截面的圆柱形。

在本发明的一个实施方案中，所述柔性轨道可为具有圆形截面的圆柱形。

在本发明的一个实施方案中，所述弹性装置可由包括多个单元的网格或者由梁或板的三维阵列形成。

在本发明的一个实施方案中，与柔性轨道关联的弹性装置可由多个单元形成，所述多个单元设置于在缠绕圆筒的外周与柔性轨道的内周之间包含的体积中。

在本发明的一个实施方案中，所述单元可具有小于或等于柔性轨道的滚动带的宽度的长度。

在本发明的一个实施方案中，所述单元可具有多边形截面。