[發明專利]一種六自由度自適應柔性萬向節

有效

• 申請號: 201610339850.3
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN105840677B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 吳瓊;羅敏;劉國青;徐青華;何德華
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: F16D3/16
• 分類號: F16D3/16;B64G1/22
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 仇蕾安,楊志兵

技術領域

本發明涉及一種萬向節,具體涉及一種六自由度自適應柔性萬向節。

背景技術

隨著遙感衛星技術的發展，對地光學成像相機、對地測繪相機、測繪雷達等載荷的成像精度越來越高，對微振動干擾更加敏感。為有效抑制微振動的干擾，保證衛星的成像精度，設計了一種并聯桁架式多擾源組合體減隔振裝置，通過多個隔振桿組合成的隔振平臺，將擾源組合體工作時產生的微振動進行隔離和衰減。為保證承載性能和可靠性，并聯桁架式減隔振裝置由多個隔振桿構成過約束桿架系統，每個隔振桿由柔性接頭、彈簧、阻尼器、連接桿等組成。對于高精度遙感衛星，用于安裝擾源組合體的隔振平臺大都具有較高的安裝精度要求。但由于零件加工精度的限制，每個隔振桿的幾何外形和安裝角度通常存在著誤差，若采用常規的柔性接頭將導致隔振桿安裝后存在著較大的內應力，隔振平臺的精度通常也難以保證。隔振桿的內應力將使柔性接頭和阻尼器產生較大的預應力，嚴重降低其抗疲勞性能，甚至可能導致隔振桿破壞、隔振平臺失效。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種承載能力大、結構簡單、精度高、自適應性強的六自由度自適應柔性萬向節。

所述的六自由度自適應柔性萬向節包括：安裝座、球墊、球套和柔性鉸；所述安裝座包括：下安裝面和一端與下安裝面相連，另一端傾斜向上延伸的上安裝面；所述安裝座通過設置在其下安裝面上的兩個以上長圓安裝孔與外部平臺相連，所述長圓安裝孔的長度方向與所述下安裝面的長度方向一致，由此實現萬向節在所述下安裝面長度方向平動自由度的調節；所述安裝座的上安裝面上設置有球墊安裝孔；

所述球墊的兩端面分別設置有用于安裝球套的球窩，所述球墊通過其端面上的長圓安裝孔固定在安裝座的上安裝面上，使其球窩所在位置與所述球墊安裝孔所在位置對應；所述球墊端面上的長圓安裝孔的長度方向與上安裝面的寬度方向一致，由此實現萬向節在所述上安裝面寬度方向平動自由度的調節；

所述球套為具有中心孔的半球形結構，球套的外表面包括一個平面和一個球面，其中該平面為壓緊面，兩個所述球套分別安裝在球墊兩端的球窩內，使球套的球面通過與所述球窩配合，由此實現萬向節在所述球套中心孔軸向上平動自由度的調節以及球面三個轉動方向自由度的調節；

所述柔性鉸一端同軸穿過球套和球墊的中心孔，固定在安裝座上；另一端與外圍設備相連。

所述柔性鉸包括螺桿、連接軸和連接盤，所述螺桿的一端穿過球套及球墊的中心孔，通過壓緊螺母固定在安裝座上，另一端通過連接軸與連接法蘭相連；所述連接法蘭上設置有用于與外圍設備相連的安裝孔；所述連接軸的圓周面上設置有兩個以上切槽，所述切槽包括沿連接軸圓周方向的弧形切口和弧形切口兩端沿軸向向下或向上延伸的條形切口，兩個以上所述切槽相互交叉。

令向同一方向延伸的兩相鄰條形切口之間的部分為軸芯，在每個軸芯與弧形切口連接端的端部兩側設置有對稱的凸臺。

有益效果：

(1)該萬向節通過安裝座上設置的與衛星結構的連接環節來實現一個平動方向的調節和隔振桿安裝角度的初調；球墊上設置的與安裝座的連接環節來實現另一個平動方向的精確調整；同時，球墊兩側設置有兩個球窩，通過與球套和壓緊螺母的配合，實現一個平動方向和三個轉動方向的精確調整；由此通過安裝座、球墊和球套實現隔振桿安裝過程中的六自由度精確調節，具有結構簡單、調節方便、精度高、適應性強的特點。

(2)柔性鉸在軸向具有較大的剛度和承載能力，同時在其它方向剛度較小且具有到位保護環節，可以有效承受發射過程中的沖擊載荷，有效傳遞軸向載荷、釋放其他方向載荷，具有承載能力大，且不影響衛星姿態控制的特點。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明使用時的安裝示意圖；

圖3是本發明中安裝座的結構示意圖；

圖4是本發明中球墊的結構示意圖；

圖5是本發明中球套的結構示意圖；

圖6是本發明中柔性鉸的結構示意圖；

圖7是本發明中柔性鉸A向投影視圖；

圖8是本發明中柔性鉸B向投影視圖；

圖9本發明的一種防松設計示意圖。