[发明专利]一种用于空间高低温环境自调节的变径轴

说明书

一种用于空间高低温环境自调节变径轴,涉及直径可调式轴，包括复合轴壳、可拆卸轴颈、压紧螺钉、配合于螺纹轴的分体式锥套以及设置于复合轴壳和内锥套间的剖分式外锥套，所述分体式锥套随压紧螺钉的正向旋入向小径端移动，所述外锥套在与内锥套间的接触作用下被迫沿径向方向向外移动，所述轴壳在外锥套径向挤压作用下发生径向膨胀。在螺纹传动作用及斜面受力挤压作用下，通过压紧螺钉的旋入或旋出，实现了自调节变径轴装置直径的增大或减小，具有结构简单，调节方便、快捷，定位精度高等优点。

技术领域

本发明涉及直径可调式轴，详细讲是一种结构简单，调节方便、快捷，定位精度高的用于空间高低温环境自调节的变径轴。

背景技术

我们知道，随着当今对太空探索的不断深入与世界各国航天事业的不断发展，用于外星土壤采集、空间长距离抓持、卫星捕获回收、在轨装配维修等的空间机械臂被广泛的使用。空间机械臂的关节部分多为旋转铰连接，由于外太空空间环境的复杂性及变化性较大，各种环境因素尤其是高温差使金属材料产生较大的物理变化，其中的热胀冷缩效应会在环境温度较低时使运动副间产生间隙，导致机构动力学响应偏离理想运动状态，而在环境温度较高时，运动副间可能产生干涉现象，两种情况都将极大地影响空间机械臂的既定运动，因而使得主动调节转动副中轴系部件的径量大小成为空间机械臂使用中的一项必须解决的关键技术。

目前现有的可实现转动副间间隙控制的装置为剖分式，利用增减剖分面处的垫片厚度来调整轴承间隙，通过增减孔径的方式调整孔径配合类型。该种间隙控制方式存在破坏了孔的圆形形状、定位精度不高、不够灵活等缺点，因而不能方便、有效、快捷地完成复杂温度变化环境下的运动副间隙调节任务。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单，调节方便、快捷，定位精度高的用于空间高低温环境自调节的变径轴。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种用于空间高低温环境自调节的变径轴，设有外表耐磨、热膨胀系数低、剪切模量小的呈套筒状的轴壳，轴壳内设有调节螺栓，调节螺栓上交替设有至少一段正向螺纹和反向螺纹，调节螺栓上相邻的正向螺纹和反向螺纹处相对的设有一对与其配合的分体式锥套；轴壳内壁上在其周向上设有至少三个沿轴壳轴向设置的轴壳导向条，分体式锥套的外壁上与轴壳导向条相对处设有轴套导向条，轴壳与每对分体式锥套间均设有一个分体式撑开套，分体式撑开套的外壁与轴壳内壁贴靠配合，分体式撑开套的两侧分别设有与一对分体式锥套的锥形外壁相配合锥形撑开槽，分体式撑开套上与轴壳导向条、轴套导向条相对处设有贯通的导向切口。

本发明中所述的轴壳为层状金属基复合材料制成的复合轴壳，轴壳侧壁包括外层的耐磨形状记忆合金层和内层的形状记忆合金层。所述的耐磨形状记忆合金层的材质为具备形状记忆特性、具备超弹性或伪弹性、耐磨性强的材料，例如：TiNiFeMo，TiNiCu，TiNiFe，TiNi-2型合金；所述的形状记忆合金层的材质为具备形状记忆特性、具备超弹性或伪弹性的材料，例如：TiNiNb，TiNi型合金。所述的导向块的材质为铁质。

本发明中所述的轴壳两端分别设有轴颈，调节螺栓螺帽侧的轴颈上与调节螺栓螺帽相对处设有调节孔。工作时，通过调节孔置入扳手来转动调节螺栓。

本发明中所述的另一侧（调节螺栓螺帽相对侧）的轴颈侧面上设有（轴向均布有至少两个）（凸字形的）定位槽。定位槽可被夹具夹紧或外接其它装置及设备。

本发明中所述的分体式锥套呈中央设有螺纹孔的圆台状，由周向均分的至少两块锥套体经（沿其径向设置的）紧固螺钉连接而成。

本发明中所述的一个分体式锥套的相邻两个锥套体间相对侧面上分别设有沿锥套体母线方向设置的贯通的定位凹槽和定位凸台，相邻两个锥套体的定位凸台与定位凹槽相互配合的连接成一体。