[发明专利]一种连杆机构锁紧的铰链

说明书

技术领域

本发明属于航空航天领域，尤其是涉及一种连杆铰链机构。

背景技术

航天器天线或者太阳翼在航天器入轨后需要展开工作，现有的展开机构包括铰链展开、桁架机构展开等多种方式，目前卫星天线和太阳翼的展开机构，通常使用具有一个转轴的铰链展开，此种铰链只适用于天线在收拢状态背面相对(“背靠背”)的情况，而对于正面相对(“面对面”)的两个天线模块使用具有一个转轴的铰链会导致天线展开后铰链突出天线上表面。

在航天器发射时，天线处于折叠状态，存在“面对面”和“背靠背”两种折叠状态，故而这些展开机构不能满足卫星平面天线在轨“零拼缝、无突出物”展开的要求。国外现有的平面天线展开机构多使用天线背面杆系拓扑结构展开或者使用大型单轴铰链通过逐层展开的方式实现。

上述两种方式展开可以满足使用要求，但是展开机构复杂，且要根据天线收拢折叠层数设计满足不同层数展开的一系列展开机构，机构重量大、发射成本高。

北京空间飞行器总体设计部申请了相关的铰链专利，但是该方案提供的铰链在天线展开后能够可靠锁紧，但是无法满足天线展开后不会凸出天线发射面的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种连杆机构锁紧的铰链，以解决了卫星天线在轨时高精度铰链的轻量化，同时保证天线展开后其表面无突出以及临接天线之间的零拼缝的难题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种连杆机构锁紧的铰链，其包括第一四连杆机构和第二四连杆机构；

第一四连杆机构包括第一铰链座以及置于第一铰链座下方的第一平面涡卷弹簧、第一两轴连杆和第一三轴连杆，所述第一两轴连杆一端和第一三轴连杆一端铰接，该第一两轴连杆另一端与所述第一铰链座铰接，所述第一平面涡卷弹簧的内端与第一铰链座固连，其外端与所述第一两轴连杆固连；

第二四连杆机构包括第二铰链座以及置于第二铰链座下方的第二平面涡卷弹簧、第二两轴连杆和第二三轴连杆，所述第二两轴连杆一端和第二三轴连杆一端铰接，该第二两轴连杆另一端与所述第二铰链座铰接，所述第二平面涡卷弹簧的内端与第二铰链座固连，其外端与所述第二两轴连杆固连；

所述第一三轴连杆的两端点之间设有一中部铰接点，其通过该中部铰接点与第二三轴连杆铰接，同时第一三轴连杆的自由端与第二铰链座铰接，所述第二三轴连杆的自由端与第一铰链座铰接。

进一步的，所述第二四连杆机构还包括扭簧和滑动销轴，所述扭簧缠绕在一偏心轴上且其一端与所述第二铰链座固定，该扭簧的另一端与所述滑动销轴固连，所述扭簧通过偏心轴与所述第二两轴连杆铰接，第二铰链座上开有与第二平面涡卷弹簧的卷绕轨迹配合的滑槽，所述滑动销轴通过扭簧提供的扭矩力而与该滑槽滑动配合，在所述第二铰链座的侧壁上还开有与所述滑动销轴卡合的卡槽，开设的滑槽止于所述卡槽的槽壁处。

进一步的，所述第二铰链座包括后背板，所述第二平面涡卷弹簧的内端通过第二联动销轴固连在所述后背板上，且该后背板置于第二平面涡卷弹簧和所述第二两轴连杆之间。

进一步的，所述卡槽和滑槽均开于所述后背板的侧壁处。

进一步的，所述第二铰链座上开有第二容纳通槽，所述第二平面涡卷弹簧部分置于该第二容纳通槽内。

进一步的，所述第一四连杆机构还包括联动轮，所述联动轮固定在所述第一铰链座上，所述第一平面涡卷弹簧的内端通过第一联动销轴固连在所述第一铰链座处，所述联动轮的直径大于所述第一平面涡卷弹簧的外径，所述第一两轴连杆置于联动轮和第一平面涡卷弹簧之间。

进一步的，所述第一铰链座上还开有第一容纳通槽，所述第一平面涡卷弹簧部分置于该第一容纳通槽内。

进一步的，所述第一铰链座的侧壁设有两个第一吊耳，两个所述第一吊耳之间形成第一铰接空间，所述第二铰链座的侧壁上设有两个第二吊耳，两个所述第二吊耳之间形成第二铰接空间，且所述第一铰接空间与第二铰接空间交错设立，所述第一三轴连杆的一端置于第二铰接空间内并与第二吊耳铰接，所述第二三轴连杆的一端置于所述第一铰接空间内并与第一吊耳铰接。

相对于现有技术，本发明所述的一种连杆机构锁紧的铰链具有以下优势：

(1)本发明所述的第一四连杆机构和第二四连杆机构的结合设计组成的铰链，将两个天线模块无缝连接的时候，其中一个天线模块的底面嵌入第一四连杆机构，另一个天线模块的底面嵌入第二四连杆机构，通过上述的两个四连杆机构就可以保证天线在展开后其发射面不会有突出物，同时两个天线模块间无间隙，且本铰链的结构简单，质量轻，进而降低了发射成本。