空间恒扭矩无源展开机构

摘要

本发明公开了一种空间恒扭矩无源展开机构，使用弹簧作为铰链展开的驱动形式，其创新点在于，在铰链侧面安装弹簧片，弹簧片的一端固定在转动盘上，另一端在导向杆上自由滑动或滚动；弹簧的自然形状、导向杆和转动盘均为圆形，且弹簧片无塑性变形，导向杆和转动盘之间的扭矩恒定；转动盘和导向杆分别与铰链两转动部件固定连接，铰链展开即输出恒定扭矩。

权利要求

1.一种空间恒扭矩无源展开机构，使用弹簧片作为铰链展开的驱动形式，其特征是，在铰链侧面安装弹簧片，弹簧片的一端固定在转动盘上，另一端在导向杆上自由滑动或滚动；

弹簧片的自然形状、导向杆和转动盘均为圆形，且弹簧片无塑性变形，导向杆和转动盘之间的扭矩恒定；转动盘和导向杆分别与铰链两转动部件固定连接，铰链展开即输出恒定扭矩。

2.根据权利要求1所述的空间恒扭矩无源展开机构，其特征是，导向杆为滚动轴承，弹簧片在轴承上滚动。

3.根据权利要求1所述的空间恒扭矩无源展开机构，其特征是，导向杆为滑动轴承，弹簧片在轴承上滑动。

4.根据权利要求1或2所述的空间恒扭矩无源展开机构，其特征是，弹簧片的自然半径小于转盘半径。

说明书

空间恒扭矩无源展开机构

技术领域

[0001] 本发明涉及空间转动部件的一种无源展开机构，其输出扭矩恒定。

背景技术

[0002] 航天器上的某些转动部件(如折叠太阳翼)受质量限制，展开机构只能采用无源驱动。目前，空间无源展开机构都使用盘簧作为驱动形式，其输出扭矩都是渐减的。国军标GJB4042-2000规定空间机构在整个展开过程中输出扭矩都必须满足裕度要求，卷簧中大部分位置的输出扭矩都是超出裕度要求的。富裕的卷簧能量导致连接机构过快的展开速度以及巨大的锁定冲击。这对机构本身及邻接结构是不利的。

发明内容

[0003] 为确保展开机构在整个运动过程中所输出的扭矩满足安全裕度要求，同时保证其能量衰减以及系统富裕能量尽可能地低，本发明所要解决的技术问题是设计一种恒扭矩无源展开机构，使用弹簧作为铰链展开的驱动形式，铰链在机构转动过程中输出扭矩恒定。

[0004] 本发明所采用的技术方案是：一种空间恒扭矩无源展开机构，使用弹簧作为铰链展开的驱动形式，其创新点在于，在铰链侧面安装弹簧片，弹簧片的一端固定在转动盘上，另一端在导向杆上自由滑动或滚动；弹簧的自然形状、导向杆和转动盘均为圆形，且弹簧片无塑性变形，导向杆和转动盘之间的扭矩恒定；转动盘和导向杆分别与铰链两转动部件固定连接，铰链展开即输出恒定扭矩。

[0005] 优选地，本发明上述空间恒扭矩无源展开机构中，导向杆为滚动轴承，弹簧片在轴承上滚动；弹簧片的自然半径小于转动盘半径。

[0006] 相对于现有技术，本发明的有益效果是：在较小的空间内，实现展开机构输出扭矩的恒定；使用的驱动形式是弹簧片，结构简单。

附图说明

[0007] 图1是弹簧片自然状态形状。

[0008] 图2是恒扭矩弹簧工作原理图。

[0009] 图3是本发明恒扭矩无源展开机构的结构示意图。

[0010] 图中：1为弹簧片；2为导向杆；3为转动盘；4为铰链部件A；5为铰链部件B；6为转轴；7为锁定杆。

具体实施方式

[0011] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

[0012] 如图1所示，本发明优选实施例提供的空间恒扭矩无源展开机构使用的弹簧片1自然状态为圆形，一般选用厚度小，材料弹性模量大的弹簧片。

[0013] 如图2所示，本发明优选实施例提供的空间恒扭矩无源展开机构中，弹簧片1的一端固定在转动盘3上，另一端在导向杆2上滑动。弹簧片1变形产生的力使转动盘3和导向杆2之间存在一恒定扭矩。弹簧片1的自然半径必须小于转动盘3半径。

[0014] 如图3所示，转动盘3与铰链部件B 5组成一构件，导向杆2、转轴6与铰链部件A4组成另一构件。机构释放后，在弹簧片1的驱动下，两构件相对转动。到预定位置，锁定杆7落入铰链部件A 4的U型槽内，机构锁定。整个展开过程中两构件间的输出扭矩是恒定的。