[發明專利]一種基于凸輪和連桿的復合式艙門展收裝置

有效

• 申請號: 201710914981.4
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107856882B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 孫繁新;于春宇;黎彪;李林;潘博;李瀟
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;郭德忠

本發明提供了一種基于凸輪和連桿的復合式艙門展收裝置，展收裝置能夠控制艙門不與周邊結構發生干涉，用于完成較大厚度艙門的開合動作。本發明的艙門展收裝置通過凸輪和連桿的運動配合，實現了艙門平動和轉動的復合運動，通過艙門平動改變艙門轉動位置，避免了展開過程艙門和周邊結構發生干涉；本發明的艙門展收裝置通過一組直齒輪帶動凸輪和曲柄連桿機構運動，利用一個動力源完成艙門的平動和轉動；通過調整齒輪的減速比，可以調整凸輪和連桿件的運動關系，能夠增大凸輪的行程，同時減小凸輪的壓力角，使運動更加平穩。

技術領域

本發明涉及艙門開合機械技術領域，具體涉及一種基于凸輪和連桿的復合式艙門展收裝置。

背景技術

可重復使用的航天器設有在軌打開的艙門，實現有效載荷的釋放、空間環境的探測、空間科學實驗等任務。航天器在軌機動及返回時需要關閉艙門，并且可以重復多次使用。在航天器的外表面通常會設置一層防熱結構，避免航天器再入返回大氣層時發生燒蝕。為了避免航天器內部的儀器設備的溫度過高，防熱結構的厚度相對金屬艙壁一般較厚，這就給艙門展收增加了難度；如果展收裝置安裝在航天器外表面，其高溫環境將非常惡劣，需要對展收裝置進行一系列的防熱保護；如果將展收裝置安裝在航天器內側，由于艙門和艙體上防熱結構較厚，利用現有展收裝置展收過程中，艙門和艙體上防熱結構容易和周邊結構發生干涉，通過傳統的單自由度轉動式鉸鏈很難完成展收任務。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于凸輪和連桿的復合式艙門展收裝置，展收裝置能夠控制艙門不與周邊結構發生干涉，用于完成較大厚度艙門的開合動作。

本發明的技術方案如下：

一種基于凸輪和連桿的復合式艙門展收裝置，包括驅動組件、凸輪、凸輪轉動軸、凸輪從動桿、凸輪導向器、曲柄、曲柄轉動軸、連桿、第一轉動副以及第二轉動副；

所述凸輪上設有溝槽，溝槽沿凸輪曲線開設；其中，凸輪曲線依據設定的艙門運動規律獲得，包括平動曲線段和轉動曲線段，平動曲線段的終點即為轉動曲線段的起點；所述平動曲線段用于實現艙門沿其法向的平動，轉動曲線段用于實現艙門轉動；

凸輪從動桿一端與凸輪導向器連接，凸輪導向器另一端位于凸輪溝槽內，凸輪導向器能夠在凸輪溝槽內滑動，凸輪從動桿的另一端與第二轉動副連接，第二轉動副固定在艙門上；曲柄一端與曲柄轉動軸固定連接，另一端與連桿的一端鉸接，連桿的另一端與第一轉動副連接，第一轉動副固定在艙門上；

所述驅動組件用于驅動凸輪轉動軸轉動，凸輪轉動軸通過傳動機構帶動曲柄轉動軸轉動，進而帶動曲柄轉動；所述凸輪轉動過程中，凸輪導向器在凸輪溝槽內滑動，當凸輪導向器在凸輪溝槽的平動曲線段滑動時，所述凸輪從動桿和連桿推動艙門沿其法向的平動；當凸輪導向器在凸輪溝槽的轉動曲線段滑動時，所述連桿推動艙門繞所述第二轉動副的軸向轉動。

其中，所述凸輪轉動軸和曲柄轉動軸之間的傳動機構為由兩個嚙合的齒輪組成的直齒輪組，其中一個齒輪與凸輪轉動軸連接，另一個齒輪與曲柄轉動軸連接。

其中，所述平動曲線段為以凸輪轉動軸為中心的變半徑曲線，轉動曲線段為以凸輪轉動軸為中心的等半徑段；

其中，令第一轉動副進行上下平動運動，使得曲柄、連桿以及第一轉動副組成一套曲柄滑塊機構，得到第一轉動副的運動規律；凸輪、凸輪轉動軸、凸輪從動桿以及第二轉動副組成的一套凸輪機構，令第二轉動副的運動規律和第一轉動副的運動規律一致，此時，凸輪從動桿與凸輪導向器相連的一端在凸輪上的運動曲線即為平動曲線段；在平動曲線段第一轉動副和第二轉動副向下運動；

在轉動曲線段，第二轉動副所在點處于靜止狀態，曲柄、連桿及第一轉動副和第二轉動副之間的艙門段共同組成一套曲柄連桿機構，第一轉動副所在點繞第二轉動副所在點轉動。

其中，所述展收裝置還包括支架，支架安裝在艙門門框上，用于支撐凸輪轉動軸、曲柄轉動軸以及凸輪從動桿。