[发明专利]可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置

说明书

本发明的可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置包括波纹管组件、离合器组件、转动负载连接法兰和固定负载支撑轴；固定负载支撑轴设置在驱动轴内；转动负载连接法兰和波纹管组件均套设在驱动轴上；波纹管组件置于转动负载连接法兰内且与驱动轴连接；波纹管组件设有外锥面，转动负载连接法兰设有内锥面；在发射阶段，转动负载连接法兰通过离合器组件与固定负载支撑轴连接在一起，外锥面与内锥面分离；在轨工作阶段，离合器组件释放，转动负载连接法兰与固定负载支撑轴分开，外锥面与内锥面贴合。本发明的卸载装置在发射阶段同时实现转动负载过载的卸载和固定负载的高刚度支撑，在轨工作阶段实现转动负载的高精度定位和高刚度支撑。

技术领域

本发明涉及空间机构用的发射卸载装置，具体涉及一种可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置。

背景技术

空间机构在地面试验时要承受负载的重力，发射时要承受负载由于加速度过载产生的力。当负载较大时会导致空间机构力学载荷很大，为了保证空间机构承受发射时的载荷且不影响在轨工作性能，空间机构的设计难免笨重庞大。通过卸载装置可以将空间机构与负载在发射时隔离，将发射时的过载卸掉，不通过空间机构承受，而由专门的锁紧机构承受，从而降低空间机构设计难度，减小空间机构体积和重量。同时解锁后卸载装置在太空中需要实现驱动力矩的传递，并保证负载和空间机构之间的配合精度。

现有的地面用卸载装置常用弹性联轴器，但其轴向长度大、轴向伸展差，很难在空间机构上使用。此外，结构支撑刚度越大，发射时负载的响应越小，对负载越有利。因此在卸载的同时增加支撑刚度，对保护负载能起到很好的作用。

目前国内还没有空间机构上使用的可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置，也未见有相关技术的说明或报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置，在发射阶段可以同时实现转动负载过载的卸载和固定负载的高刚度支撑，在轨工作阶段可实现转动负载的高精度定位和高刚度支撑。

为了达到上述的目的，本发明提供一种可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置，包括波纹管组件、离合器组件、转动负载连接法兰和固定负载支撑轴；所述固定负载支撑轴设置在空间机构的驱动轴内；所述转动负载连接法兰套设在驱动轴上；所述波纹管组件套设在驱动轴上且置于所述转动负载连接法兰内；所述波纹管组件与驱动轴连接；所述波纹管组件设有外锥面，所述转动负载连接法兰设有内锥面；在发射阶段，所述转动负载连接法兰通过所述离合器组件与所述固定负载支撑轴连接在一起，所述波纹管组件的外锥面与所述转动负载连接法兰的内锥面分离；在轨工作阶段，所述离合器组件释放，所述转动负载连接法兰与所述固定负载支撑轴分开，所述波纹管组件的外锥面与所述转动负载连接法兰的内锥面贴合。

上述可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置，其中，所述波纹管组件包括输入法兰、波纹管和输出法兰；所述波纹管位于所述输入法兰内，所述输出法兰位于所述波纹管一端；所述输入法兰与驱动轴连接；所述输出法兰与所述转动负载连接法兰连接；所述波纹管的两端分别固定在所述输入法兰和所述输出法兰上；所述输入法兰设有所述外锥面。

上述可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置，其中，所述输入法兰的外锥面与所述转动负载连接法兰的内锥面配合的轴向距离和倾角，满足转动负载连接法兰径向抗弯刚度要求。

上述可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置，其中，在所述输入法兰的外锥面和所述转动负载连接法兰的内锥面增加润滑措施。

上述可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置，其中，所述波纹管具有初始压缩量，提供初始预紧力。

上述可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置，其中，所述离合器组件包括上离合器合下离合器；所述上离合器安装于所述固定负载支撑轴上；所述下离合器安装于所述转动负载连接法兰上。

上述可调节支撑刚度的高精度轴系卸载装置，其中，所述离合器组件为端面齿盘离合器。