[发明专利]一种盘绕式伸展臂桁架的纵杆底部节点

说明书

技术领域

本发明涉及一种节点机构，尤其涉及一种盘绕式伸展臂桁架的纵杆底部节点，属 于结构机构工程技术领域。

背景技术

空间伸展臂是一类最基本的空间可展结构，是大型复杂空间结构的基础，可广泛 用于太阳电池阵、大型天线的展开，作为主要的展开支撑受力构件，可展机构在整个 结构系统中起着重要作用。随太空探索和宇航结构发展，空间结构大型化、复杂化已 呈明显趋势，轻质、高精度、高收纳率、高刚度、稳定性好的空间展开结构是重要研 发方向。

陈务军、董石麟、付功义等著的“一高刚性同步展开空间伸展臂设计研究”(2000 年中国博士后学术大会论文集，北京：科学出版社)研究了三棱桁架构成高刚性同步 伸展的伸展臂；

黄海、张伟、王新升等著的“盘绕式三角形横架有铰空间伸展臂”(专利 CN101428690)公开了一种可用于空间探测臂、航天器大型太阳电池阵、空间站主结 构等领域的盘绕式三角形横架有铰空间伸展臂；

王新升、张伟、岳冠楠等著的“盘绕式Y形横架无铰空间伸展臂”(专利 CN201309598)设计了一种高伸缩比、高可靠性、高刚度、高抗剪切和扭转的伸展臂；

周思达,周小陈.“空间伸展臂的技术现状与难点”(中国空间科学技术, 2014(06):38-50)介绍了盘绕式伸展臂的组成，并对三种展开控制方式进行对比分析；

CHENWu-jun、LUOYao-zhi、FUGong-yi著的“Designconceptionanddeployment simualationforahighlysynchronizedextendable/retractablespacemast”(International JournalofSpaceStructures,2001,16(4)：261-269)研究了同步伸展臂结构机构、节点实 现、展开动力学分析方法等；

LuisM.Macareno、JosuAgirrebeitia、CarlosAngulo等著的“FEMsubsystem replacementtechniquesforstrengthproblemsinvariablegeometrytrusses”(Finite ElementsinAnalysisandDesign,2008,44:346-357)研制了八面体桁架单元样机、提出 了紧凑型组合节点、进行了非线性分析与试验研究；

EidenM,BrunnerO,StavrinidisC“DeploymentAnalysisoftheOlympusAstromast andComparisonwithTestMeasurements”(JournalofSpacecraft&Rockets,1987, 24(1):63-68)利用三维模型来表示每个桁架和纵杆的初始预应力状态，提出一个分析过 程来预测伸展臂桁架的变形，利用分析结果验证模型的合理性。

上述文献针对盘绕式伸展臂桁架展开/收拢行为的研究、设计整体构型，针对八面 体桁架等其他伸展臂类型的节点设计，没有关于盘绕式伸展臂底部节点详细报道。

盘绕式伸展臂纵杆的底部节点是该结构的关键点之一。在盘绕/伸展过程中纵杆承 受转动弯矩和扭矩，避免纵杆底端部弯矩过大导致纵杆在盘绕过程损坏；展开到位的 限位和锁定可提高伸展臂展开精度和使用状态刚度，纵杆无限位导致伸展定位不准以 及底部节点无锁定导致伸展臂展开后刚度低。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种节点小、运动灵活、刚度高、定位准的 盘绕式伸展臂桁架的底部节点。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是供一种节点小、运动 灵活、刚度高、定位准的盘绕式伸展臂桁架的底部节点。

为实现上述目的，本发明提供了一种盘绕式伸展臂桁架的纵杆底部节点，包括U 型主架以及安装在U型主架上的限位部件和双键位转轴，双键位转轴上套设有纵杆接 头和齿状限位片，纵杆接头用于与盘绕式伸展臂桁架的纵杆连接，限位部件包括限位 键，齿状限位片上设置有多个齿，限位键的上端部与齿状限位片的齿配合；

其中，纵杆接头和齿状限位片均能够绕双键位转轴做单向转动，纵杆接头的转动 角度为0°～90°；