[发明专利]一种薄膜航天器展开与锁定机构

说明书

技术领域

本发明属于航天工程技术领域，具体涉及一种薄膜航天器展开与锁定机构。

背景技术

伸展机构与锁(压)紧释放机构是空间飞行器机构中最早开始使用，也是使用最为广泛的机构类型。伸展(展开)机构大致可以分为四个主要类型，即折叠式展开机构、套筒式伸展机构、杆状构架式伸展机构和充气式展开机构；锁(压)紧释放机构可以分为三个主要类型：带状半刚性锁(压)紧释放机构、锁爪式锁(压)紧释放机构和连杆式锁(压)紧释放机构，以上的展开与锁定功能多由两套或更多的组件协同完成，因此体积大，重量大，可靠度不高，不适用于薄膜航天器平台。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种薄膜航天器展开与锁定机构，应用于薄膜航天器平台，能够集展开与锁定功能为一体，具有结构简单、功能可靠、体积小及重量轻的特点，且采取弹簧储能，无需额外能源。

本发明是通过下述技术方案实现的：

本发明公开了一种薄膜航天器展开与锁定机构，包括：转动铰链组件、侧板I、侧板II、底板、顶板及约束组件；

所述侧板II上设有垂直于侧板II所在平面的限位板；

底板、顶板、两个相对的侧板I及两个相对的侧板II组成一个封闭的长方体壳体；其中，侧板I与底板和顶板及侧板II与底板和顶板均通过转动铰链组件活动连接；

所述顶板由两个平板对接而成，两个平板的对接端通过阶梯状止口限位；顶板的下端面与侧板II的限位板相抵触，上端面通过固定在顶板上的两个约束组件限位。

进一步的，所述转动铰链组件包括：公铰、母铰、转动轴、扭簧、锁定杆及第一压缩弹簧；所述母铰上加工有锁定孔；所述公铰上加工有阶梯型通孔；

所述公铰安装在底板及顶板的边缘处，母铰安装在侧板I及侧板II的边缘处，公铰与母铰通过转动轴活动连接，扭簧套装在转动轴上，且扭簧的两端分别抵触在公铰和母铰上，锁定杆安装在公铰的阶梯型通孔内，锁定杆的轴线与转动轴的轴线垂直；第一压缩弹簧套装在锁定杆上，且第一压缩弹簧的两端分别与公铰的阶梯型通孔的台阶面及锁定杆的台阶面相抵触，锁定杆在第一压缩弹簧的作用下抵触在母铰的外表面；当公铰与母铰在扭簧的作用下相对转动到位时，锁定杆与母铰的锁定孔配合实现锁定。

进一步的，所述约束组件包括：活塞杆、气缸缸体、第二压缩弹簧及端头；

所述侧板II上边缘的中间位置向上延伸出耳片，耳片上加工有限位孔；

所述活塞杆的外圆周面加工有环形凸台；

所述气缸缸体的一端加工有与其内腔相通的轴向通孔，另一端开放，气缸缸体带有轴向通孔一端的外圆周面加工有与其内腔贯通的缸体进气口；

气缸缸体固定在顶板上，活塞杆穿过气缸缸体的内腔，一端与气缸缸体的轴向通孔孔轴配合后，插入侧板II的限位孔内进行锁紧，另一端与固定在气缸缸体开放端的端头进行孔轴配合；活塞杆的环形凸台与气缸缸体内腔的内圆周面贴合，将气缸缸体内腔分为带缸体进气口的腔体及不带缸体进气口的腔体；第二压缩弹簧位于不带缸体进气口的气缸缸体内腔内，并安装在活塞杆上，且第二压缩弹簧的两端分别与活塞杆的环形凸台及端头相抵触；当解锁时，通过缸体进气口向气缸缸体的带缸体进气口的内腔充气，活塞杆压缩第二压缩弹簧，使得活塞杆脱离侧板II的限位孔实现解锁。

进一步的，所述活塞杆与气缸缸体的孔轴配合的接触面及活塞杆的环形凸台与气缸缸体的接触面均安装有密封圈。

有益效果：本发明利用扭簧储存的势能作为展开动力源，通过缸体进气口外接气体解除约束组件的第二压缩弹簧限位，展开到位时通过转动铰链组件的第一压缩弹簧推动锁定杆进行锁定，保证展开为平面，集展开、锁定功能为一体，结构简单，功能可靠，采取弹簧储能，无需额外能源。

附图说明

图1为本发明的结构组成图。

图2为本发明的转动铰链组件的局部示意图。

图3为本发明的转动铰链组件未锁定时的示意图。

图4为本发明的转动铰链组件锁定时的示意图。

图5为本发明的约束组件锁紧时的结构图。

图6为本发明的约束组件未锁紧时的结构图。

图7为本发明的工作原理图。

图8为本发明展开后的结构图。

其中，1-转动铰链组件，2-侧板I，3-侧板II，4-底板，5-顶板，6-约束组件，7-限位孔，8-活塞杆，9-缸体进气口，10-气缸缸体，11-第二压缩弹簧，12-端头，13-锁定杆，14-第一压缩弹簧，15-锁定孔，16-公铰，17-母铰，18-转动轴，19-扭簧。