CN103453070A

CN103453070A - 一种飞行器对接机构大刚度双向旋转缓冲装置

Info

Publication number: CN103453070A
Application number: CN2012101772772A
Authority: CN
Inventors: 刘艳; 叶亮; 邵济明; 杨新海; 屠国俊
Original assignee: Shanghai Aerospace System Engineering Institute
Current assignee: Shanghai Aerospace System Engineering Institute
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2013-12-18

Abstract

本发明公开了一种飞行器对接机构大刚度双向旋转缓冲装置，主要包括：安装架、轴承座、连接架、弹簧、轴、拨叉、轴承座、端盖、轴套、轴承。本发明中的机构从一端到另一端的传动是通过弹簧和经两个轴承座与之连接的内连接架传递的，通过内部弹簧的扭转，承受对接机构捕获缓冲过程中时对接环上的冲击载荷。利用本发明飞行器对接机构大刚度双向旋转缓冲装置，可实现两飞行器的碰撞缓冲，减小碰撞冲击时的峰值载荷，并实现恢复校正，解决了双向传动缓冲装置不能适应大刚度、双向同刚度、行程到位限位等问题，取得了结构简单，可靠性高等有益效果。

Description

一种飞行器对接机构大刚度双向旋转缓冲装置

技术领域

本发明涉及一种飞行器对接机构缓冲装置，特别涉及空间飞行器对接机构中的一种大刚度双向旋转缓冲装置，属于空间飞行器应用设备领域。

背景技术

旋转缓冲装置主要用于需要进行缓冲、减震、降低碰撞能量的场合，同时又能在外部扰动消失后实现复位。

实现旋转缓冲功能的相关装置有汽车上的减震弹簧，空间飞行器中的展开机构等，利用上述装置实现旋转缓冲功能时，其行程作用范围小且不易控制行程，或者只能实现一个方向的缓冲，并且如果采用的是涡卷弹簧，刚度都较低。本发明的旋转缓冲装置是集双向旋转、行程到位限位、大刚度、双向同刚度功能于一体的缓冲复位机构。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用扭转弹簧实现大刚度缓冲，集双向旋转、双向同刚度、行程到位限位的对接机构缓冲装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了一种飞行器对接机构大刚度双向旋转缓冲装置，该装置包括：装置的中心是轴，所述轴上套有拔叉，轴与拔叉之间通过键连接并传递运动；所述拔叉的两端是两个轴承座A，轴承座A通过两个第一轴承与轴连接，第一轴承被第一轴套和第二轴套隔开，轴承座A与拔叉之间通过两者结构上的凸块传递力和运动；所述轴承座A的另一端是端盖，端盖与轴承座A固连；扭转弹簧套在所述拔叉、轴承座A的表面，所述扭转弹簧的两端分别固定于轴承座A与端盖之间；所述端盖的另一端是第一轴承座B和第二轴承座B，端盖的一端有凸块，第一轴承座B和第二轴承座B有两个对称半圆形的沟槽，端盖的凸块可以在沟槽内旋转，第一轴承座B和第二轴承座B通过第一轴承与轴配合，第一轴承座B和第二轴承座B通过销、第二螺钉等分别固定在内连接架的两端；所述第一轴承座B的另一端是安装架，安装架通过第二轴承]连接在第一轴承座B和第二轴承座B的伸出部分，所述第二轴承的另一端是轴用挡圈，安装架通过螺旋连接方式将缓冲装置固定。

采用上述大刚度双向旋转缓冲装置，外部输入带动轴转动时，所述轴将力和运动传递给拔叉，所述拔叉通过自身两端的凸块将力和运动传递给具有配合结构的轴承座A；由于轴承座A和端盖固连，而端盖与扭转弹簧固连，因此，外部的扭矩将传递到扭转弹簧上；所述端盖的另一端是第一轴承座B和第二轴承座B，而第一轴承座B和第二轴承座B通过中间内连接架的连接作用，使第一轴承座B和第二轴承座B是单向限位的；当扭矩传递到扭转弹簧上时，此时扭转弹簧的一端受到扭矩作用旋转，而另一端被第一轴承座B和第二轴承座B固定，当旋转的一端到达极限位置时，受扭转弹簧内部扭矩作用又会反向旋转复位，所述扭转弹簧的另一端又开始旋转上紧及复位，如此反复，从而实现双向旋转缓冲功能。

采用上述的任一大刚度双向旋转缓冲装置，所述端盖在第一轴承座B和第二轴承座B内运动，装置的旋转范围取决于轴承座内B和第二轴承座B的沟槽角度和端盖上凸块角度，即通过所述第一轴承座B和第二轴承座B内的沟槽角度和端盖凸块角度设计实现行程的控制。

作为本发明的一种优选，参与正反向运动的是同一根扭转弹簧，因此正反向旋转上紧时的刚度特性相同。

本发明飞行器对接机构大刚度双向旋转缓冲装置，可实现两飞行器的碰撞缓冲，减小碰撞冲击时的峰值载荷，并实现恢复校正，解决了双向传动缓冲装置不能适应大刚度、双向同刚度、行程到位限位等问题，取得了结构简单，可靠性高等有益效果。

附图说明

图1是本发明大刚度双向旋转缓冲装置的外形示意图；

图2是大刚度双向旋转缓冲装置的简化中间剖视图；

图3是本发明双向旋转缓冲装置的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的实施方式：

图1是本发明大刚度双向旋转缓冲装置的外形示意图。如图2所示，输入轴21设计为拨叉形式，即两端都设计有两个相互备份的凸块，弹簧两端分别安装在带有凸块的弹簧固定件22，外部是壳体23；正向传动时，输入轴21正向旋转，带动输出端弹簧固定件22和弹簧扭转，直至输出端弹簧固定件22与输出端限位槽限位处接触，形成刚性连接；反向传动，输入端凸轮盘和弹簧反向扭转，直至输入端弹簧固定件22与限位槽限位处接触，到达设计行程，形成刚性连接；弹簧固定件22在限位槽中的运动范围即为中间弹簧机构的运动行程，通过限位槽与限位块的角度设计实现预定行程。

图3是本发明飞行器对接机构大刚度双向旋转缓冲装置的内部结构示意图，该装置包括：轴1、第一螺钉2和第二螺钉8、第一轴承座B 3和第二轴承座B 9、内连接架4、拨叉5、轴承座A 6、端盖7、轴用挡圈10、安装架11、第一孔用挡圈12和第二孔用挡圈19、第一轴套13和第二轴套14、第一轴承15和第二轴承20、扭转弹簧16、外连接架17、销18组成。

装置的中心是轴1，轴1上套有拔叉5，轴1与拔叉5之间通过键连接并传递运动；拔叉5的两端是两个轴承座A 6，每个轴承座A 6通过两个第一轴承15与轴1连接，第一轴承15被第一轴套13和第二轴套14隔开，轴承座A 6与拔叉5之间通过两者结构上的凸块传递力和运动；每个轴承座A 6的另一端是端盖7，端盖7与轴承座A 6固连；扭转弹簧16套在拔叉5、轴承座A 6等的表面，扭转弹簧16的两端分别固定于轴承座A 6与端盖7之间；每个端盖7的另一端是第一轴承座B 3和第二轴承座B 9，端盖7的一端有凸块，第一轴承座B 3和第二轴承座B 9有两个对称半圆形的沟槽（每个沟槽123°），端盖7的凸块可以在沟槽内旋转，第一轴承座B 3和第二轴承座B 9通过第一轴承15与轴1配合，第一轴承座B 3和第二轴承座B 9通过销18、第二螺钉18等分别固定在内连接架4的两端；第一轴承座B 3的另一端是安装架11，安装架11通过轴承20连接在第一轴承座B 3和第二轴承座B 9的伸出部分，轴承20的另一端是轴用挡圈10，安装架11通过螺旋连接方式将缓冲装置固定。

外部输入带动轴1转动时，轴1将力和运动传递给拔叉5，拔叉5通过两端的凸块将力和运动传递给具有配合结构的轴承座A 6；由于轴承座A 6和端盖7固连，端盖7与扭转弹簧16固连，因此，外部的扭矩将传递到扭转弹簧16上；端盖7的另一端是第一轴承座B 3和第二轴承座B 9，第一轴承座B 3和第二轴承座B 9通过中间内连接架4的连接作用，使左右两第一轴承座B 3和第二轴承座B 9是单向限位的；当扭矩传递到扭转弹簧16上时，此时扭转弹簧16的一端受到扭矩作用旋转，另一端被第一轴承座B 3和第二轴承座B 9固定，当旋转的一端到达极限位置时，受扭转弹簧16内部扭矩作用又会反向旋转复位，扭转弹簧16的另一端又开始旋转上紧及复位，如此反复，从而实现双向旋转缓冲功能；端盖7上的凸块可以在第一轴承座B 3和第二轴承座B 9的沟槽范围内进行旋转运动，通过凸块与第一轴承座B 3和第二轴承座B 9的角度设计，实现了行程控制。

上面对本发明大刚度双向旋转缓冲装置进行了详细的说明，对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下，可以根据实际需求对其所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims

1.一种飞行器对接机构大刚度双向旋转缓冲装置，其特征在于，该装置包括：

装置的中心是轴[1]，所述轴[1]上套有拔叉[5]，轴[1]与拔叉[5]之间通过键连接并传递运动；所述拔叉[5]的两端是两个轴承座A[6]，轴承座A[6]通过两个第一轴承[15]与轴[1]连接，第一轴承[15]被第一轴套[13]和第二轴套[14]隔开，轴承座A[6]与拔叉[5]之间通过两者结构上的凸块传递力和运动；所述轴承座A[6]的另一端是端盖[7]，端盖[7]与轴承座A[6]固连；扭转弹簧[16]套在所述拔叉[5]、轴承座A[6]的表面，所述扭转弹簧[16]的两端分别固定于轴承座A[6]与端盖[7]之间；所述端盖[7]的另一端是第一轴承座B[3]和第二轴承座B[ 9]，端盖[7]的一端有凸块，第一轴承座B[3]和第二轴承座B[9]有两个对称半圆形的沟槽，端盖[7]的凸块可以在沟槽内旋转，第一轴承座B[3]和第二轴承座B[9]通过第一轴承[15]与轴[1]配合，第一轴承座B[3]和第二轴承座B[9]通过销18、第二螺钉18]等分别固定在内连接架4的两端；所述第一轴承座B[3]的另一端是安装架[11]，安装架[11]通过第二轴承[20]连接在第一轴承座B[3]和第二轴承座B[9]的伸出部分，所述第二轴承[20]的另一端是轴用挡圈[10]，安装架[11]通过螺旋连接方式将缓冲装置固定。

2.根据权利要求1所述的缓冲装置，其特征在于：外部输入带动轴[1]转动时，所述轴[1]将力和运动传递给拔叉[5]，所述拔叉[5]通过自身两端的凸块将力和运动传递给具有配合结构的轴承座A[6]；由于轴承座A[6]和端盖[7]固连，而端盖[7]与扭转弹簧[16]固连，因此，外部的扭矩将传递到扭转弹簧[16]上；所述端盖[7]的另一端是第一轴承座B[3]和第二轴承座B[9]，而第一轴承座B[3]和第二轴承座B[9]通过中间内连接架[4]的连接作用，使第一轴承座B[3]和第二轴承座B[9]是单向限位的；当扭矩传递到扭转弹簧[16]上时，此时扭转弹簧[16]的一端受到扭矩作用旋转，而另一端被第一轴承座B[3]和第二轴承座B[9]固定，当旋转的一端到达极限位置时，受扭转弹簧[16]内部扭矩作用又会反向旋转复位，所述扭转弹簧[16]的另一端又开始旋转上紧及复位，如此反复，从而实现双向旋转缓冲功能。

3.根据权利要求1或2所述的大刚度双向旋转缓冲装置，其特征在于：所述端盖[7]在第一轴承座B[3]和第二轴承座B[9]内运动，装置的旋转范围取决于轴承座内B[3]和第二轴承座B[9]的沟槽角度和端盖[7]上凸块角度，即通过所述第一轴承座B[3]和第二轴承座B[9]内的沟槽角度和端盖[7]凸块角度设计实现行程的控制。

4.根据权利要求1或2所述的大刚度双向旋转缓冲装置，其特征在于：参与正反向运动的是同一根扭转弹簧[16]，因此正反向旋转上紧时的刚度特性相同。