一种双向锁紧的空间桁架连接装置的制作方法

1.本发明属于桁架结构技术领域，具体涉及一种双向锁紧的空间桁架连接装置。


背景技术：

2.随着航天技术的蓬勃发展，以及人类对太空资源探索、开发需求的进一步增加，相应的大型空间结构的规模、在轨操作量级以及任务复杂程度也在急剧增加。由于大型的空间设施难以一次性发射升空，需要分模块发射后再进行在轨组装，因此会产生相应的在轨装配等问题。
3.目前，应用较多的空间组装方式有宇航员舱外装配以及机械臂组装。由于太空的特殊环境，使得在轨装配任务对航天员的安全会构成极大威胁，因此亟需一种简单高效的桁架结构件，以减少装配时间、提高装配效率、保证装配安全。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种双向锁紧的空间桁架连接装置，目的就是为了解决上述之不足。
5.为解决上述技术问题，本发明提出了一种双向锁紧的空间桁架连接装置，其特征在于，所述双向锁紧的空间桁架连接装置包括：壳体、转动机构、传动机构；所述空间桁架连接装置一端可通过弹性榫头连接球头，所述球头表面设有均匀分布的阶梯状榫头孔，所述阶梯状榫头孔大径与弹性榫头外径尺寸相同，小径与榫头连接段外径尺寸相同，另一端通过轴向接头连接桁架杆，所述轴向接头一端安装有半圆环凸台，凸台上有与插销直径相同的销孔，所述轴向接头另一端为螺纹孔。
6.优选地，所述壳体包括弹性榫头、榫头连接段、滑槽、连接板、开口、齿条槽、小孔、半圆环凹槽；所述壳体一端为弹性榫头，另一端为半圆环凹槽，所述连接板上安装有转动轴，所述连接板与所述壳体外圈接触的部分开设有开口，所述开口用于限制曲柄的转动角度，且其宽度与曲柄的宽度相同，与所述开口相对的壳体另一侧为齿条槽，所述壳体外圈靠近半圆环凹槽一侧开设有小孔，所述半圆环凹槽一侧有细薄挡板。
7.优选地，所述转动机构包括导杆、连杆、弹簧、曲柄；所述导杆外径与所述榫头连接段内径尺寸与相同，所述导杆一端侧面与所述连杆通过铰链连接，底面与弹簧接触，所述弹簧安装在滑槽内，且一端固定在连接板上，所述连杆另一端通过铰链与曲柄连接，所述曲柄可以通过连杆带动导杆在滑槽内移动从而压缩或释放弹簧，所述曲柄包括曲柄把手、铰链槽、轴心孔、齿轮，所述轴心孔与连接板上的转动轴配合，通过转动曲柄把手使曲柄绕转动轴旋转一定角度从而使顶端的齿轮绕转动轴转动一定角度。
8.优选地，所述传动机构包括齿条、转动块、紧定螺钉；所述齿条两侧开设有与齿条槽尺寸相同的凹槽，并通过卡槽安装在所述壳体上，所述齿条与所述曲柄上的齿轮相啮合，所述转动块一端为环形槽，所述齿条一端镶嵌在环形槽内，所述转动块另一端为直径较小的插销，所述插销可插入到轴向接头的销孔内完成周向固定，防止转动，所述转动块外表面
开设有曲面槽，所述曲面槽内安装有紧定螺钉可在曲面槽内滑动。
9.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
10.1.该连接装置可以同时完成对两端不同被连接零件的双向锁紧。
11.2.该连接装置通用性强，连接装置两端可以连接不同类型的球头与不同尺寸的桁杆，只需要保证不同球头的榫头孔尺寸一致即可，径向接头的螺纹孔直径也可以根据不同尺寸的桁架而变化。
12.3.连接方式简单高效，且可以保证连接刚度，避免脱落。
13.4.装配过程简单，不需要用到繁多的安装与固定方式，只需手动拨动曲柄便可实现安装与拆卸，非常适合太空微重力情况下的桁架装配工作。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。
15.图1为空间桁架连接装置结构示意图；
16.图2为壳体剖面结构图；
17.图3为曲柄三维示意图；
18.图4为齿条三维示意图；
19.图5为转动块三维示意图；
20.图6为轴向接头结构示意图；
21.图7为球头结构示意图；
22.图8为球头装配示意图；
23.图9为空间桁架模块装配示意图；
24.在附图中：1、壳体；11、弹性榫头；12、榫头连接段；13、滑槽；14、连接板；15、转动轴；16、开口；17、齿条槽；18、小孔；19、半圆环凹槽；2、转动机构；21、导杆；22、连杆；23、弹簧；24、曲柄；241、曲柄把手；242、铰链槽；243、轴心孔；244、齿轮；3、传动机构；31、齿条；311、凹槽；32、转动块；321、环形槽；322、曲面槽；323、插销；33、紧定螺钉；4、球头；41、榫头孔；5、轴向接头；51、半圆环凸台；52、销孔；53、螺纹孔；6、桁架杆。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例
27.请参阅图1
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7，本发明公开了一种双向锁紧的空间桁架连接装置，包括：壳体1、转动机构2、传动机构3；空间桁架连接装置一端可通过弹性榫头11连接球头4，球头表面设有均匀分布的阶梯状榫头孔41，阶梯状榫头孔42大径与弹性榫头22外径尺寸相同，小径与榫
头连接段12外径尺寸相同，另一端通过轴向接头5连接桁架杆6，轴向接头5一端安装有半圆环凸台51，半圆环凸台51上有与插销323直径相同的销孔52，轴向接头5另一端为螺纹孔53。
28.壳体1包括弹性榫头11、榫头连接段12、滑槽13、连接板14、转动轴15、开口16、齿条槽17、小孔18、半圆环凹槽19；壳体1一端为弹性榫头11，另一端为半圆环凹槽19，连接板14上安装有转动轴15，连接板14与壳体1外圈接触的部分开设有开口16，开口用于限制曲柄24的转动角度，且其宽度与曲柄24的宽度相同，与开口16相对的壳体另一侧为齿条槽17，壳体1外圈靠近半圆环凹槽19一侧开设有小孔18，半圆环凹槽19一侧有细薄挡板。
29.转动机构2包括导杆21、连杆22、弹簧23、曲柄24；导杆21外径与所述榫头连接段12内径尺寸与相同，导杆21一端侧面与连杆22通过铰链连接，底面与弹簧23接触，弹簧安装在滑槽13内，且一端固定在连接板14上，连杆22另一端通过铰链与曲柄24连接，曲柄24可以通过连杆22带动导杆21在滑槽13内移动从而压缩或释放弹簧23，曲柄24包括曲柄把手241、铰链槽242、轴心孔243、齿轮244，轴心孔243与连接板14上的转动轴15配合，通过转动曲柄把手241使曲柄24绕转动轴15旋转一定角度从而使顶端的齿轮244绕转动轴15转动一定角度。
30.传动机构3包括齿条31、转动块32、紧定螺钉33；所述齿条31两侧开设有与齿条槽17尺寸相同的凹槽311，并通过卡槽安装在壳体1上，齿条31与曲柄24上的齿轮244相啮合，转动块32一端为环形槽321，齿条31一端镶嵌在环形槽321内，转动块32另一端为直径较小的插销323，插销323可插入到轴向接头5的销孔52内完成周向固定，防止转动，转动块32外表面开设有曲面槽322，曲面槽322内安装有紧定螺钉33可在槽内滑动。
31.本发明具体工作过程如下：
32.进行空间桁架装配时，拨动曲柄把手241使曲柄24绕转动轴15转动一定角度，曲柄24一端通过连杆22带动导杆21在滑槽13内水平移动，此时，导杆21脱离榫头连接段12进入滑槽13内，弹簧23受到挤压，同时，曲柄24另一端在齿轮244带动下使与之相啮合的齿条31移动至最左端，由于齿条31一端镶嵌在环形槽321内，同时受到紧定螺钉33的限制，使得齿条31的水平移动带动转动块32进行水平方向的移动和沿环形槽方向的转动，此时转动块32另一端的插销323脱离出轴向接头5的插孔52，参见图1所示位置，可进行接头装配工作，由于榫头连接段12是弹性材料，可将弹性榫头11插入球头4的榫头孔41内，另一端将轴向接头5插入连接装置壳体1并旋转180度与细薄挡板接触，完成装配工作。
33.接头装配完成后，松开曲柄24，由于弹簧23弹力作用会使导杆21在弹力作用下弹回榫头连接段12，参见图8所示的位置，此时，连接装置壳体1一端的导杆21在弹簧23推力作用下进入弹性连接段12，保证了壳体1与球头4之间的连接安全性，提高连接刚度，另一端通过曲柄24上端齿轮244的带动使转动快32末端的插销323可以旋转着向靠近径向接头5的一端移动，并进入径向接头5的插孔52内，完成周向固定，防止转动，半圆环凸台51保证了连接装置在轴向的连接可靠性，插销323保证了连接装置周向连接的可靠性。
34.最终通过桁架杆6将多个接头装配件连接起来形成完整的空间桁架模块，参见图9。
35.以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。