[發明專利]一種空間可折展支撐臂的驅動裝置

有效

• 申請號: 201210464602.3
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102937171A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 郭宏偉;鄧宗全;單明賀;王巖;劉榮強
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F16H37/12
• 分類號: F16H37/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種驅動裝置，具體涉及一種三棱柱單元構架式空間可折展支撐臂的驅動裝置，屬于航天領域中的一維空間可重復展開機構驅動裝置。

背景技術

空間可展開結構在各類太空探索活動中以及空間站的建設中起著重要的作用，而空間伸展臂作為空間可展開結構中形式最為豐富、研究最早、應用最為廣泛的一維空間展開機構扮演著重要的角色。空間支撐臂在各種太空探測活動中主要是用來展開柔性太陽能帆板；支撐可展開天線、合成孔徑雷達、太空望遠鏡等。空間支撐臂驅動裝置用來實現支撐臂的展開和收攏，空間支撐臂驅動裝置決定了支撐臂能否在空間順利展開，是決定支撐臂能否正常工作的關鍵因素。如何設計使得空間支撐臂驅動裝置結構簡單、可靠性高已成為重要研究課題。可展開支撐臂驅動裝置結構形式多種多樣，主要包括：繩驅動裝置、鏈條鏈輪驅動裝置、帶驅動裝置、螺旋套筒驅動裝置和絲杠驅動裝置等。但繩驅動難以實現精確控制，誤差較大；鏈條和螺旋套筒驅動，質量大，結構笨重，機構較多，可靠性低，加工成本大；帶驅動，存在結構復雜的問題。

綜上所述，現有的可展開支撐臂驅動裝置存在結構復雜、質量大、可靠性低和控制精度低的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的可展開支撐臂驅動裝置存在結構復雜、質量大、可靠性低和控制精度低的問題。進而提供一種空間可折展支撐臂的驅動裝置。

本發明的技術方案是：一種空間可折展支撐臂的驅動裝置包括齒輪同步帶傳動機構、三組驅動絲杠、三組絲杠套筒、三組片彈簧限位組件、三組支撐臂解鎖結構、六組均布加強桁條、第一中間支撐三角框、第二中間支撐三角框、多個蒙皮和支撐架，齒輪同步帶傳動機構和支撐架并列設置，且齒輪同步帶傳動機構和支撐架的三個頂角相互對應，三組驅動絲杠分別可轉動設置在齒輪同步帶傳動機構和支撐架的三個頂角處，每組驅動絲杠上套裝有一組絲杠套筒，第一中間支撐三角框和第二中間支撐三角框依次設置在三組絲杠套筒上，每組絲杠套筒上設有一組片彈簧限位組件，齒輪同步帶傳動機構和支撐架之間所組成的矩形平面內設有兩組均布加強桁條，第二中間支撐三角框上靠近三角框頂角處分別設有一組支撐臂解鎖結構。

本發明與現有技術相比具有以下效果：

1.本發明為空間可展開支撐臂驅動裝置，它具有控制方便、結構簡單、傳動效率高、可靠性強、可維護性好、質量輕的特點，能夠作為三棱柱單元構架式可展開支撐臂的驅動結構，在支撐臂處于折疊收攏狀態，驅動裝置可作為容納折疊收攏桁架的收藏箱。

2.本發明中采用絲杠作為驅動元件，結構簡單，所驅動的軸安裝在軸承內，能夠靈活轉動，利用滾動摩擦代替滑動摩擦，提高了驅動效率。

3.本發明中采用片彈簧作為限位結構，減輕了結構質量，提高了系統可靠性。

4.本發明解鎖結構簡單，僅需兩個斜面結構便可實現解鎖和折疊，極大地降低了成本。

附圖說明

圖l是本發明的結構示意圖，圖2是圖1的側視圖，圖3是本發明的剖視圖，圖4是驅動裝置的驅動絲杠與支撐臂的結構示意圖，圖5是驅動絲杠、片彈簧限位組件和蒙皮的仰視圖，圖6是片彈簧限位組件的結構示意圖，圖7是第一解鎖過程示意圖，圖8是圖7在A處的放大圖，圖9是第二解鎖過程示意圖，圖10是圖9在B處的放大圖，圖11是第三解鎖過程示意圖，圖12是圖11在C處的放大圖，圖13是第四解鎖過程示意圖，圖14是圖13在D處的放大圖，圖15是本發明工作狀態下的示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1-圖15說明本實施方式，本實施方式的一種空間可折展支撐臂的驅動裝置包括齒輪同步帶傳動機構1、三組驅動絲杠2、三組絲杠套筒3、三組片彈簧限位組件4、三組支撐臂解鎖結構5、六組均布加強桁條6、第一中間支撐三角框7、第二中間支撐三角框8、多個蒙皮9和支撐架10，齒輪同步帶傳動機構1和支撐架10并列設置，且齒輪同步帶傳動機構1和支撐架10的三個頂角相互對應，三組驅動絲杠2分別可轉動設置在齒輪同步帶傳動機構1和支撐架10的三個頂角處，每組驅動絲杠2上套裝有一組絲杠套筒3，第一中間支撐三角框7和第二中間支撐三角框8均依次設置在三組絲杠套筒3上，每組絲杠套筒3上設有一組片彈簧限位組件4，齒輪同步帶傳動機構1和支撐架10之間所組成的矩形平面內設有兩組均布加強桁條6，第二中間支撐三角框8上靠近三角框頂角處分別設有一組支撐臂解鎖結構5。

本發明是用來驅動三棱柱單元構架式可展開支撐臂的，三棱柱單元構架式可展開支撐臂能夠在三根絲杠的驅動下實現一維重復展開和收攏動作。