[发明专利]一种空间伸展臂互锁与解锁装置

说明书

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种可实现一维折展机构逐级展收的装置，具体来说，是一种空间伸展臂互锁与解锁装置。

背景技术

空间伸展臂作为一种空间折展机构，具有结构简单、质量和收拢体积小、刚度与强度大、可重复展开与收拢，且定位精度和可靠性高等优点，被广泛应用于航天技术领域。

锁定、解锁与互锁装置作为空间伸展臂的核心装置，其性能决定了空间伸展臂的整体功能。在驱动作用下，空间伸展臂的各级之间可以完成解锁与锁定、解锁与互锁等功能，从而能够实现按一定顺序的逐级展开与收拢。现有的空间伸展臂通常采用滑块连杆机构实现互锁与解锁功能，对该机构的运动和动力学性能要求较高，且难以实现逐级顺序展开和收拢的要求。对于不同的可展收机构需要重新确定连杆的长度和弹簧的刚度等参数，通用性较低。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种可实现空间伸展臂按一定顺序的逐级展开与收拢功能的互锁与解锁装置。

一种空间伸展臂互锁与解锁装置，包括锁定组件、互锁解锁组件与锁孔贴片；所述锁定组件包括锁块、锁滚轮、支撑轮、解锁轮与解锁轴；锁块为长条状结构；后端作为锁定受力端，前端为解锁轮安装端；由此，在锁块上沿锁块轴向由前至后分别轴接有解锁轮、支撑轮、解锁轴与锁滚轮；解锁轴两端套接有锁定扭簧，通过锁定扭簧作用使锁块的锁定受力端具有转动趋势。

所述互锁解锁组件包括互锁块、解锁块。其中，互锁块的前侧面内壁为弧形互锁面，外壁为限位斜面。

解锁块均具有解锁斜面，分别通过连接件与互锁块轴接，且连接轴上安装有解锁扭簧；通过解锁扭簧作用使解锁块具有转动趋势；解锁块与互锁块间通过限位组件对解锁块转动限位，此时，解锁块中的解锁斜面与互锁块中的限位斜面平滑过渡形成整体斜面；

所述锁孔贴片为板状结构，前部表面开有锁定口，锁定口的后端设计为向锁片下表面倾斜的斜面，作为锁块锁定面。锁片后端表面低于后部下表面，由此使锁片后端下表面具有高位置面与低位置面；其中，高位置面作为第一约束面，低位置面作为第二约束面。

上述锁定组件、互锁解锁组件、锁贴片片的安装方式及安装位置为：

在空间伸展臂的每个层级上均安装锁定组件、互锁解锁组件与锁孔贴片，其中，

锁块组件中锁块上的解锁轴两端通过铰接座安装在层级后部内壁上；锁块的锁定受力端具有朝向层级外侧的转动趋势，使锁滚轮位于层级后侧壁上开设的伸出口处。

互锁解锁组件中互锁块的后端面固定于层级底端端面内缘；解锁块的解锁斜面倾斜方向朝向层级内侧，且解锁块具有朝向层级内侧的转动趋势。

锁片固定安装在层级前部侧壁上开设的锁片安装口内；锁片的下表面朝向层级内侧；锁片的第二约束面与层级内壁面齐平；锁片上的锁块锁定面倾斜方向朝向层级外侧。

令空间伸展臂中，相邻三个层级中外层层级为层级i+1，中间层级为层级i，内层层级为层级i-1，则：

三个层级间处于完全展开状态时，层级i上的锁块组件中锁滚轮沉入层级i上的伸出口后位于层级i+1上锁片的锁定口处，且锁块受力端端面与锁片中锁块锁定面配合相接。

在三个层级间处于完全收拢状态时，层级i上的锁块组件中锁滚轮沉入层级i上开设的伸出口，并与层级i+1的内侧壁贴合；此时，解锁轮位于层级i-1上互锁解锁组件中互锁块的前侧面和后侧面间，与互锁面贴合。

本发明的优点在于：

1、本发明互锁与解锁装置为被动触发式，使空间伸展臂逐级展收过程具有较高的可靠性和可控性；

2、本发明互锁与解锁装置在互锁与解锁过程具有同步性，保证了空间伸展臂逐级展收过程的稳定性和流畅性；

3、本发明解锁互锁装置灵敏度高、通用性好，可靠性高、耐用性好，不会在扰动下发生失效动作，能够在振动和低温等恶劣环境载荷下工作，可应用于各种用途的逐级展收空间伸缩臂中；

4、本发明互锁与解锁装置结构简单，具有较好的通用性。

附图说明

图1为本发明互锁与解锁装置中锁定组件结构示意图；

图2为本发明互锁与解锁装置中互锁解锁组件结构示意图；

图3为本发明互锁与解锁装置中锁片结构示意图；

图4为本发明互锁与解锁装置在空间伸展臂各层级上安装方式及位置示意图；

图5为本发明互锁与解锁装置在空间伸展臂各层级处于完全展开状态时的位置示意图；

图6为本发明互锁与解锁装置在空间伸展臂各层级处于完全收拢时的位置示意图；