[發明專利]一種空間大角度精密切換及鎖定裝置

有效

• 申請號: 201610229216.4
• 申請日: 2016-04-13
• 公開（公告）號: CN105719704B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 林昭珩;楊偉;吳時彬;譚毅;任戈;范天泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G12B3/02
• 分類號: G12B3/02;G12B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種空間大角度精密切換及鎖定裝置，其特征在于，包括角度支座(1)、鉸鏈座(2)、連軸套座(3)、圓柱定位銷軸A(4)、支撐架(5)、圓柱定位銷軸B(6)、上連桿A(7)、下連桿A(7′)、螺桿轉軸座(8)、軸承組件(9)、手輪(10)、上連桿B(11)、下連桿B(11′)、鎖緊螺母(12)、圓柱定位銷軸C(13)、翻轉螺桿(14)、鎖緊螺釘(15)、弧形鎖定座(16)和螺紋套(17)，其中：

鉸鏈座(2)固定在角度支座(1)的斜面上，鉸鏈座(2)有鎖緊孔(2-3)，鎖緊孔(2-3)與轉軸線PQ的距離為k，手輪(10)一端連接翻轉螺桿(14)右側端面；

螺桿轉軸座(8)含上軸頭(8-1)和下軸頭(8-2)，螺桿轉軸座(8)的上軸頭(8-1)依次穿入上連桿A(7)與上連桿B(11)、螺桿轉軸座(8)的下軸頭(8-2)依次穿入下連桿A(7′)和下連桿B(11′)；

上連桿A(7)與下連桿A(7′)平行，一端與螺桿轉軸座(8)連接，另一端由圓柱定位銷軸B(6)定位在支撐架(5)上；上連桿B(11)與下連桿B(11′)平行，一端與螺桿轉軸座(8)連接，另一端由圓柱定位銷軸C(13)定位在鉸鏈座(2)上；

軸承組件(9)固定在螺桿轉軸座(8)中心孔處，翻轉螺桿(14)一端與軸承組件(9)配合裝配并且該端面連接手輪(10)，另一端旋入螺紋套(17)中；螺紋套(17)一端與連軸套座(3)焊接在一起，連軸套座(3)卡入鉸鏈座(2)的U型卡槽(2-1)里；鉸鏈座(2)的U型卡槽(2-1)孔與支撐架(5)的卡槽孔對齊后穿入圓柱定位銷軸A(4)；轉動手輪(10)使翻轉螺桿(14)在螺紋套(17)內做螺旋運動，同時螺紋套(17)與連軸套座(3)繞軸線PQ轉動；

弧形鎖定座(16)的定位基面(16-1)安裝在支撐架(5)基面上，與支撐架(5)一起繞軸線PQ旋轉，鎖緊螺釘(15)在弧形鎖定座(16)弧線上滑動，實現鎖緊與解鎖。

2.根據權利要求1所述的空間大角度精密切換及鎖定裝置，其特征在于，所述鉸鏈座(2)為含兩個U型卡槽的機械件，作為裝置運動的固定構件，保證裝置運動的平穩性，U型卡槽(2-1)銷軸孔的軸線PQ與U型卡槽(2-2)銷軸孔的軸線MN平行，平行度≤0.01mm。

3.根據權利要求1所述的空間大角度精密切換及鎖定裝置，其特征在于，所述連軸套座(3)與螺桿轉軸座(8)為轉接精密件，作為裝置螺旋運動轉換為鉸鏈四桿運動的關鍵構件，螺桿轉軸座(8)上軸頭(8-1)及下軸頭(8-2)與連桿孔位間隙配合裝配，配合公差為H8/f7。

4.根據權利要求1所述的空間大角度精密切換及鎖定裝置，其特征在于，所述圓柱定位銷軸A(4)、圓柱定位銷軸B(6)、圓柱定位銷軸C(13)均為精密定位元件，圓柱定位銷軸A(4)用于精確定位鉸鏈座(2)與支撐架(5)的相對位置，圓柱定位銷軸B(6)用于精確定位支撐架(5)與上連桿A(7)、下連桿A(7′)的相對位置，圓柱定位銷軸C(13)用于精確定位鉸鏈座(2)與上連桿B(11)、下連桿B(11′)的相對位置，其中圓柱定位銷軸與配合孔均為間隙配合裝配，配合公差為H8/f7。

5.根據權利要求1所述的空間大角度精密切換及鎖定裝置，其特征在于，所述翻轉螺桿(14)與螺紋套(17)組成滑動螺旋機構，翻轉螺桿(14)的導程與螺紋套(17)的導程分別為P₁、P₂，P₁＝P₂，旋向一致，螺紋套(17)起支承作用，消除翻轉螺桿(14)與軸承組件(9)間的軸向竄動。

6.根據權利要求1所述的空間大角度精密切換及鎖定裝置，其特征在于，所述鉸鏈座(2)、上連桿A(7)、上連桿B(11)與支撐架(5)組成鉸鏈四桿機構，鉸鏈座(2)、下連桿A(8′)、下連桿B(11′)與支撐架(5)組成鉸鏈四桿機構，上連桿A(7)、下連桿A(7′)、上連桿B(11)、下連桿B(11′)固定在螺桿轉軸座(8)上，且與螺桿轉軸座(8)同軸，上連桿A(7)、下連桿A(7′)、上連桿B(11)及下連桿B(11′)長度均相等，上連桿A(7)平行于下連桿A(7′)，上連桿B(11)平行于下連桿B(11′)。

7.根據權利要求5所述的空間大角度精密切換及鎖定裝置，其特征在于，所述翻轉螺桿(14)導程角γ≤ρ，能實現自鎖，其中：

式中，γ-翻轉螺桿導程角；

ρ-翻轉螺桿誘導摩擦角；

d₂-翻轉螺桿螺紋中徑；

f-翻轉螺桿螺紋表面滑動摩擦系數；

α-翻轉螺桿螺紋牙型半角。