一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置的制作方法

1.本发明属于锁紧装置技术领域，尤其涉及一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置。


背景技术：

2.在遥感卫星发射过程中，受火箭的影响，遥感卫星的力学条件比较恶劣，遥感卫星中的一些运动机构载荷会受到振动和冲击，这些振动和冲击会影响运动机构载荷的精度，甚至对运动机构载荷的内部产生严重的破坏。故而，为了保证运动机构载荷能平稳升空，需要对其进行锁紧，同时要求锁紧后的力学性能要好，解锁要可靠。
3.现有技术中，常用的锁紧装置有火工品、电磁锁紧机构以及电阻丝熔线机构、记忆合金开关。但这些锁紧装置或是承受力的性能不强，或是只能提供局部锁紧，或是不能重复使用，在航天领域中的应用都有局限性。
4.对于星载激光通信终端，常用的潜望式二维转台作为搜索跟踪的运动机构，在卫星发射过程中，通常采用的锁紧方式为末端锁紧。但现有的末端锁紧装置的各方面性能有待进一步提升。


技术实现要素：

5.本发明旨在提供一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置，该末端锁紧装置体积小、质量轻，可重复锁紧、解锁，且锁紧与解锁的可靠性高，锁紧后整体装置的力学性能强。
6.本发明实现上述目的采取的技术方案如下。
7.一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置，包括二维转台、光学负载、基座、锁止可动部分和若干配合锁止部分；
8.所述二维转台包括方位轴系和俯仰轴系，方位轴系与基座连接，俯仰轴系与方位轴系连接；
9.所述光学负载与二维转台的俯仰轴系连接；
10.所述光学负载上安装有锁止可动部分的可调整楔角配合组件和配合锁止部分的上挂钩，基座上安装有锁止可动部分的杠杆组件和配合锁止部分的下挂钩，可调整楔角配合组件和杠杆组件形成楔角配合，上挂钩和下挂钩形成楔角配合，将光学负载和基座连接在一起，锁止可动部分控制光学负载一个方向的自由度，光学负载剩余的每个方向的自由度由一个配合锁止部分控制。
11.进一步的，所述二维转台还包括连接件，方位轴系与基座连接，俯仰轴系通过连接件与方位轴系连接。
12.进一步的，所述锁止可动部分包括杠杆组件、弹簧组件、承力结构件、记忆合金开关和可调整楔角配合组件；
13.所述承力结构件包括承力板、u形固定板和工字型固定架，承力板固定在基座上，承力板上设有第三通孔，u形固定板和工字型固定架固定在承力板上，u形固定板上设有第
四通孔；
14.所述杠杆组件包括杠杆和杠杆轴承座，杠杆的中部与杠杆轴承座的一端转动连接，杠杆一端设有楔角，楔角上设有第一通孔，杠杆的另一端设有第二通孔，杠杆轴承座的另一端与工字型固定架的中部转动连接；
15.所述弹簧组件一端连接在第一通孔上，另一端穿过承力结构件上的第三通孔安装在基座上；
16.所述记忆合金开关穿过u形固定板的第四通孔固定，记忆合金开关的拔销器触点与第二通孔轴间隙配合。
17.更进一步的，所述弹簧组件为挂钩拉伸弹簧。
18.进一步的，所述可调整楔角配合组件包括v形块、调整块和垫片，调整块的一侧设有u型槽，v形块倾斜固定在u型槽内，形成楔角，与杠杆组件形成楔角配合，垫片固定在调整块的上表面。
19.进一步的，所述配合锁止部分包括上挂钩、下挂钩和垫片；上挂钩安装在光学负载上，下挂钩安装在基座上，上挂钩和下挂钩通过楔角固定在一起，垫片固定在上挂钩与光学负载接触的面上。
20.进一步的，所述上挂钩由连接柱、上挂钩本体和固定件组成，连接柱顶端与上挂钩本体固定连接，底端与下挂钩固定连接，且连接柱、上挂钩本体和下挂钩两两垂直，固定件顶端与上挂钩本体固定连接，底端与下挂钩固定连接，后侧设有两个凸板，夹紧固定在连接柱外，固定件的前侧为楔角。
21.进一步的，所述可调整楔角配合组件采用不锈钢材料，杠杆组件采用钛合金材料。
22.进一步的，所述上挂钩采用不锈钢材料，下挂钩采用钛合金材料。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.1、本发明的星载潜望式二维转台末端锁紧装置利用记忆合金开关作为驱动，利用杠杆组件放大锁紧力，用弹簧组件实现解锁后弹开，可以实现对二维转台的可靠锁紧，且可重复手动锁紧和电控解锁，多次重复锁紧前后的基频基本保持不变，力学状态变化较小。
25.2、本发明的星载潜望式二维转台末端锁紧装置，采用多点压紧结合单点锁紧的混合锁紧方式，利用多个压紧点进行力学传递支撑，提高稳定性和动力学特性。同时只有一个锁紧点，提高可靠性，防止多个锁紧点情况下单个锁紧点失效就不能完成释放的情况出现。
26.3、本发明的星载潜望式二维转台末端锁紧装置所有锁紧配合部分采用楔角配合，加工难度低，解锁的可靠性高，锁紧后的力学性能好。
27.4、本发明的星载潜望式二维转台末端锁紧装置所有锁紧配合部分采用不同种金属材料，可防止冷焊。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
29.图1为本发明的一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置的结构示意图。
30.图2为本发明的一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置的锁止可动部分的结构示意图。
31.图3为本发明的一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置的可调整楔角配合组件的结构示意图。
32.图4为本发明的一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置的配合锁止部分的结构示意图。
33.图5为本发明的一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置的锁紧原理示意图。
34.图6为本发明的一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置的解锁原理示意图。
35.图中，1.二维转台，2.光学负载，3.基座，4.锁止可动部分，4-1.杠杆组件，4-2.弹簧组件，4-3.承力结构件，4-4.记忆合金开关，4-5.可调整楔角配合组件，4-5-1.v形块，4-5-2.调整块，4-5-3.垫片，5.配合锁止部分，5-1.上挂钩，5-2.下挂钩，5-3.垫片。
具体实施方式
36.为了进一步理解本发明，下面对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
37.如图1所示，本发明的星载潜望式二维转台末端锁紧装置，包括二维转台1、光学负载2、基座3、锁止可动部分4和若干配合锁止部分5。
38.二维转台1安装在基座3上。优选二维转台1包括方位轴系1-1、俯仰轴系1-2和连接件，方位轴系1-1与基座3连接，俯仰轴系1-2通过连接件与方位轴系1-1连接。
39.光学负载2安装在二维转台1的末端，与二维转台1的俯仰轴系1-2连接。光学负载2上安装有锁止可动部分4的可调整楔角配合组件4-5和配合锁止部分5的上挂钩5-1，基座3上安装有锁止可动部分4的杠杆组件4-1和配合锁止部分5的下挂钩5-2，可调整楔角配合组件4-5和杠杆组件4-1形成楔角配合，上挂钩5-1和下挂钩5-2形成楔角配合，从而将光学负载2和基座3连接在一起，二维转台1、光学负载2、基座3整体连接形成一个环形结构。需要说明的是，锁止可动部分4控制光学负载2一个方向的自由度，用于光学负载2的锁紧和解锁，光学负载2剩余的每个方向的自由度由一个配合锁止部分5控制，根据需要，确定配合锁止部分5的数量。
40.如图2所示，锁止可动部分4包括杠杆组件4-1、弹簧组件4-2、承力结构件4-3、记忆合金开关4-4和可调整楔角配合组件4-5。承力结构件4-3包括承力板、u形固定板和工字型固定架三部分，这三部分整体固连，承力板固定在基座3上，承力板上设有第三通孔，u形固定板和工字型固定架固定在承力板上，u形固定板上设有第四通孔。杠杆组件4-1包括杠杆和杠杆轴承座，杠杆的中部与杠杆轴承座转动连接，杠杆一端设有楔角，楔角上设有第一通孔，杠杆的另一端设有第二通孔，第一通孔的直径小于第二通孔，杠杆轴承座固定在工字型固定架的中部。优选杠杆组件1采用钛合金材料。弹簧组件4-2一端连接在第一通孔上，另一端穿过承力板上的第三通孔安装在基座3上。弹簧组件4-2优选为挂钩拉伸弹簧。记忆合金开关4-4穿过u形固定板的第四通孔固定，记忆合金开关4-4具有可伸缩的拔销器触点，拔销器触点与第二通孔间隙配合，两者通过点接触互相之间有力的作用。记忆合金开关4-4拔销器触点与第二通孔轴的接触力用于克服弹簧组件4-2的拉力和可调整楔角配合组件4-5对杠杆组件4-1的力。如图3所示，可调整楔角配合组件4-5包括v形块4-5-1、调整块4-5-2和垫
片4-5-3，调整块4-5-2的一侧设有u型槽，v形块4-5-1倾斜固定在u型槽内，形成楔角，与配合锁止部分5的楔角配合，垫片4-5-3固定在调整块4-5-2的上表面。优选可调整楔角配合组件4-5采用不锈钢材料。
41.如图4所示，配合锁止部分5包括上挂钩5-1、下挂钩5-2和垫片5-3。上挂钩5-1安装在光学负载2上，下挂钩5-2安装在基座3上，上挂钩5-1和下挂钩5-2通过楔角固定在一起。垫片5-3固定在上挂钩5-1与光学负载2接触的面上。优选上挂钩5-1由连接柱、上挂钩本体、固定件组成，连接柱顶端与上挂钩本体固定连接，底端与下挂钩5-2固定连接，且连接柱、上挂钩本体和下挂钩5-2两两垂直。固定件顶端与上挂钩本体固定连接，底端与下挂钩5-2固定连接，后侧设有两个凸板，夹紧固定在连接柱外，固定件的前侧为楔角。下挂钩5-2通常为设有通孔的三棱柱。优选上挂钩5-1采用不锈钢材料，下挂钩5-2采用钛合金材料。配合锁止部分5为若干个，只留光学负载2在一个方向的自由度，用于锁止可动部分的锁紧和解锁。锁止可动部分4将唯一的自由度锁紧，从而实现机构的完全锁紧。锁止可动部分4解锁，该唯一的自由度解除约束，通过二维转台2沿该方向自由度转出，从而完成配合锁止部分5的解锁，至此机构完全展开。
42.本发明的工作原理为：本发明一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置的锁紧状态如图5所示，杠杆组件4-1一端与可调整楔角配合组件4-5配合，受到可调整楔角配合组件4-5的挤压力以及弹簧组件4-2的拉力，另一端与记忆合金开关4-4连接，受到记忆合金开关4-4的挤压力，两端力平衡，实现杠杆组件4-1的平衡。上挂钩5-1与下挂钩5-2相互咬合，彼此间有挤压力。光学负载2(星间激光载荷)末端水平方向一端受到杠杆组件4-1给可调整楔角配合组件4-5的力，一端受到下挂钩5-2给上挂钩5-1的力，实现平衡。竖直方向受到可调整楔角配合组件4-5和上挂钩5-1的两个楔角的两个配合面的力实现平衡。在此状态下，光学负载2实现锁紧。本发明一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置的解锁状态如图6所示，解锁时，记忆合金开关4-4缩回，杠杆组件4-1受力不平衡，弹簧组件4-2的拉力把杠杆组件4-1拉到一侧，使杠杆组件4-1一端与可调整楔角配合组件4-5配合部分脱开，可调整楔角配合组件4-5不再受力。光学负载2水平方向受力不平衡，一端脱开。此时二维转台1可绕方位轴系1-1转动，光学负载2沿水平方向移出。上挂钩5-1与下挂钩5-2脱开，光学负载2末端水平竖直方向均不再有约束，只在顶端与二维转台2的俯仰轴系1-2连接。至此光学负载2实现解锁。
43.显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.星载潜望式二维转台末端锁紧装置，其特征在于，包括二维转台(1)、光学负载(2)、基座(3)、锁止可动部分(4)和若干配合锁止部分(5)；所述二维转台(1)包括方位轴系(1-1)和俯仰轴系(1-2)，方位轴系(1-1)与基座(3)连接，俯仰轴系(1-2)与方位轴系(1-1)连接；所述光学负载(2)与二维转台(1)的俯仰轴系(1-2)连接；所述光学负载(2)上安装有锁止可动部分(4)的可调整楔角配合组件(4-5)和配合锁止部分(5)的上挂钩(5-1)，基座(3)上安装有锁止可动部分(4)的杠杆组件(4-1)和配合锁止部分(5)的下挂钩(5-2)，可调整楔角配合组件(4-5)和杠杆组件(4-1)形成楔角配合，上挂钩(5-1)和下挂钩(5-2)形成楔角配合，将光学负载(2)和基座(3)连接在一起，锁止可动部分(4)控制光学负载(2)一个方向的自由度，光学负载(2)剩余的每个方向的自由度由一个配合锁止部分(5)控制。2.根据权利要求1所述的星载潜望式二维转台末端锁紧装置，其特征在于，所述二维转台(1)包括方位轴系(1-1)、俯仰轴系(1-2)和连接件，方位轴系(1-1)与基座(3)连接，俯仰轴系(1-2)通过连接件与方位轴系(1-1)连接。3.根据权利要求1所述的星载潜望式二维转台末端锁紧装置，其特征在于，所述锁止可动部分(4)包括杠杆组件(4-1)、弹簧组件(4-2)、承力结构件(4-3)、记忆合金开关(4-4)和可调整楔角配合组件(4-5)；所述承力结构件(4-3)包括承力板、u形固定板和工字型固定架，承力板固定在基板上，承力板上设有第三通孔，u形固定板和工字型固定架固定在承力板上，u形固定板上设有第四通孔；所述杠杆组件(4-1)包括杠杆和杠杆轴承座，杠杆的中部与杠杆轴承座的一端转动连接，杠杆一端设有楔角，楔角上设有第一通孔，杠杆的另一端设有第二通孔，杠杆轴承座的另一端与工字型固定架的中部转动连接；所述弹簧组件(4-2)一端连接在第一通孔上，另一端穿过承力结构件上的第三通孔安装在基座(3)上；所述记忆合金开关穿过u形固定板的第四通孔固定，记忆合金开关的拔销器触点与第二通孔轴间隙配合。4.根据权利要求3所述的星载潜望式二维转台末端锁紧装置，其特征在于，所述弹簧组件(4-2)为挂钩拉伸弹簧。5.根据权利要求1所述的星载潜望式二维转台末端锁紧装置，其特征在于，所述可调整楔角配合组件(4-5)包括v形块(4-5-1)、调整块(4-5-2)和垫片(4-5-3)，调整块(4-5-2)的一侧设有u型槽，v形块(4-5-1)倾斜固定在u型槽内，形成楔角，垫片(4-5-3)固定在调整块(4-5-2)的上表面。6.根据权利要求1所述的星载潜望式二维转台末端锁紧装置，其特征在于，所述配合锁止部分(5)包括上挂钩(5-1)、下挂钩(5-2)和垫片(5-3)；上挂钩(5-1)安装在光学负载(2)上，下挂钩(5-2)安装在基座(3)上，上挂钩(5-1)和下挂钩(5-2)通过楔角固定在一起，垫片(5-3)固定在上挂钩(5-1)与光学负载(2)接触的面上。7.根据权利要求1所述的星载潜望式二维转台末端锁紧装置，其特征在于，所述上挂钩(5-1)由连接柱、上挂钩本体和固定件组成，连接柱顶端与上挂钩(5-1)本体固定连接，底端
与下挂钩(5-2)固定连接，且连接柱、上挂钩本体和下挂钩(5-2)两两垂直，固定件顶端与上挂钩本体固定连接，底端与下挂钩(5-2)固定连接，后侧设有两个凸板，夹紧固定在连接柱外，固定件的前侧为楔角。8.根据权利要求1所述的星载潜望式二维转台末端锁紧装置，其特征在于，所述可调整楔角配合组件(4-5)采用不锈钢材料，杠杆组件(4-1)采用钛合金材料。9.根据权利要求1所述的星载潜望式二维转台末端锁紧装置，其特征在于，所述上挂钩(5-1)采用不锈钢材料，下挂钩(5-2)采用钛合金材料。

技术总结
本发明涉及一种星载潜望式二维转台末端锁紧装置，属于锁紧装置技术领域。解决了现有技术中的锁紧装置或是承受力的性能不强，或是只能提供局部锁紧，或是不能重复使用，在航天领域中的应用都有局限性的技术问题。本发明的星载潜望式二维转台末端锁紧装置，包括二维转台、光学负载、基座、锁止可动部分和若干配合锁止部分。该装置利用记忆合金开关作为驱动，利用杠杆组件放大锁紧力，用弹簧组件实现解锁后弹开，并采用多点压紧结合单点锁紧的混合锁紧方式，利用多个压紧点进行力学传递支撑，提高稳定性和动力学特性，同时只有一个锁紧点，提高可靠性，且装置体积小、质量轻，可重复锁紧、解锁。解锁。解锁。


技术研发人员：武文超 谭陆洋 张雷 李季 袁健 张弘治
受保护的技术使用者：长光卫星技术股份有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/6/12