一种可重复压紧释放机构的制作方法

1.本发明涉及机械机构技术领域，具体为一种可重复压紧释放机构。


背景技术：

2.随着宇航技术的发展，各类返回式航天器和星球探测航天器，需要在发射时和返回地面时对部分机构进行反复多次压紧，传统的火工品压紧释放机构无法实现可重复压紧，返回地面时容易损坏机构产品，另外，火工品类的压紧释放机构每次试验都需要炸掉一个或多个火工品，成本较高，而可重复压紧释放机构可以地面多次反复使用，大幅节约产品研制和生产成本，且机构装配、调试、测试过程中，不需要考虑火工品的特殊管理要求，其运输、存储、操作测试等方面的成本和准入门槛也会大幅降低，通过连杆的串联联动，可以实现多个压紧点的重复压紧释放，特别适合于太阳翼、机械臂等各类需要多个压紧点的大型机构。
3.在中国发明专利cn201510455444.9，一种大承载压缩型形状记忆聚合物复合材料释放机构，该大承载压缩型形状记忆聚合物复合材料释放机构，具有解决传统在释放过程中产生冲击、爆炸碎片容易伤害周围设备的问题，可是这样有很多缺点，多为一次性工作机构，地面试验测试成本大，尤其是多点压紧释放机构一次性消耗大量火工品，代价高昂，每个压紧点都需要一个压紧释放机构，甚至每个压紧点需要一个火工品，按照操作复杂，难度大，对于多点压紧释放机构，即使采用连动式压紧释放机构，还需要配置复杂的联动绳、张紧轮、联动压紧释放机构等，结构复杂，装配难度大，适应性差，为此我们设计出一种可重复压紧释放机构。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种可重复压紧释放机构，以解决上述背景技术中提出的现有的机械机构，提供一种采用电机作为动力源，利用驱动组件驱动连杆机构运动，实现一个或多个压紧点，可以重复多次压紧释放的机构，该机构能够适用于各类宇航或航空产品中需要在轨多次展开、收拢的机构，尤其适合于需要进行天地往返多次压紧的展开机构，该机构可根据产品重量和力学输入特性，设计合适的预紧力而不需要考虑火工装置等压紧释放机构的能力，还可以根据四连杆和模块化锁紧滑块机构的构型设计，适应不同的压紧座和联结件结构，从而获得不同的压紧固定刚度和强度。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可重复压紧释放机构，包括驱动组件和驱动铰链，所述驱动组件的一侧活动连接有驱动杆，所述驱动铰链设置于驱动杆的一端，且驱动铰链的一侧活动连接有连动杆，所述连动杆的下方设置有固定铰链，且固定铰链的一侧活动连接有被动杆，并且被动杆的一端活动连接有被动铰链，所述被动铰链的一侧设置有推动杆，所述推动杆的一侧伸缩连接有滑块，且滑块的一侧固定连接有滑动块杆，所述固定铰链的上方设置有二号驱动式铰链，所述二号驱动式铰链的一侧活动连接有驱动二号杆，所述二号驱动式铰链的另一侧活动连接有连动二号杆，且连动二号杆的一端活动
连接有二号被动式铰链，所述二号被动式铰链的下方活动连接有被动二号杆，且被动二号杆的下方活动连接有二号固定式铰链，所述二号被动式铰链的一侧滑动连接有滑动块二号杆，所述滑动块二号杆的一侧滑动连接有二号滑动块，且二号滑动块的一侧设置有推动二号杆，所述滑动块杆的外部安装有压紧杆，且压紧杆的一端安装有锥销，所述锥销的外侧卡扣连接有压紧座，且压紧座的外侧固定连接有联结件。
6.可选的，所述驱动组件的一侧与驱动杆的一侧之间为活动连接，且驱动组件与驱动杆之间相互垂直。
7.可选的，所述驱动铰链的一侧与连动杆的一端之间为活动连接，且驱动铰链的一侧与连动杆的一端之间相互贴合。
8.可选的，所述固定铰链通过被动杆与被动铰链构成可活动结构，且固定铰链与被动铰链之间相互平行。
9.可选的，所述推动杆通过滑块与滑动块杆构成滑动结构，且推动杆与滑块之间为滑动连接。
10.可选的，所述二号驱动式铰链通过驱动二号杆与连动二号杆构成可活动结构，且二号驱动式铰链与连动二号杆之间为旋转连接。
11.可选的，所述二号被动式铰链通过被动二号杆与二号固定式铰链构成传动结构，且二号被动式铰链与二号固定式铰链之间相互平行。
12.可选的，所述滑动块二号杆通过二号滑动块与推动二号杆构成滑动结构，且滑动块二号杆与二号滑动块之间为伸缩连接。
13.可选的，所述压紧杆与锥销通过压紧座与联结件构成卡合结构，且锥销与压紧座之间为卡扣连接，并且压紧座与联结件之间为紧密贴合。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
15.1、本发明设置有驱动组件，通过安装的驱动组件与驱动杆，驱动组件、四连杆机构、曲柄滑块机构和模块化锁紧滑块机构，关键点是曲柄滑块机构形成一个自锁结构，并能够提供合适的滑块移动距离，同时利用摩擦力控制自锁角度在一定范围。
16.2、本发明设置有连动杆，通过安装的驱动铰链与连动杆，利用驱动组件作为动力源，通过耦合在一起的四连杆机构和曲柄滑块机构实现滑块的往复运动，并利用滑块推动模块化锁紧滑块机构实现对多个压紧点的压紧释放，四连杆机构需要保证在锁紧位置上，正好行程一个稳定的三角形结构，确保连动杆无法反向驱动驱动杆，实现自锁。
17.3、本发明设置有二号固定式铰链，通过安装的被动二号杆与二号固定式铰链，不需要额外配置火工装置或非火工装置作为动力源，利用驱动组件作为动力源，可以实现一个或多个压紧点的压紧和解锁释放。压紧力可以根据驱动组件的扭矩和滑块的推力，以及滑块结构设计来保证，锥销行程也可以根据四连杆机构的尺寸设计来保证。
18.4、本发明设置有推动二号杆，通过安装的二号滑动块与推动二号杆，该压紧释放机构可以多次重复压紧和解锁释放，大幅降低了地面试验测试过程中对火工装置的消耗，大幅降低产品试验成本。而且避免了火工装置在运输、存储、使用等过程中的危险，无需配置专业人员就能够实现装配和测试工作，具有多点压紧、重复使用、安全性高、可靠性高、低成本等特点。
19.5、本发明设置有联结件，通过安装的压紧座与联结件，锥销的锥度设计需要确保
其能够轻松插入和退出压紧座和联结件，避免插入后产生自锁，因此其表面需要涂敷固体或油脂润滑膜，满足单侧锥角的正切值大于摩擦系数。
附图说明
20.图1为本发明一种可重复压紧释放机构的可重复压紧释放机构打开状态示意图；
21.图2为本发明一种可重复压紧释放机构的模块化锁紧机构滑块打开状态原理图；
22.图3为本发明一种可重复压紧释放机构的可重复压紧释放机构锁紧状态示意图；
23.图4为本发明一种可重复压紧释放机构的模块化锁紧机构滑块锁紧状态原理图；
24.图5为本发明一种可重复压紧释放机构的滑动块二号杆放大结构示意图。
25.图中：1、驱动组件；2、驱动杆；3、驱动铰链；4、连动杆；5、固定铰链；6、被动杆；7、被动铰链；8、推动杆；9、滑块；10、滑动块杆；11、二号驱动式铰链；12、驱动二号杆；13、连动二号杆；14、二号被动式铰链；15、被动二号杆；16、二号固定式铰链；17、滑动块二号杆；18、二号滑动块；19、推动二号杆；20、压紧杆；21、锥销；22、压紧座；23、联结件。
具体实施方式
26.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。
27.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种可重复压紧释放机构，包括驱动组件1和驱动铰链3，驱动组件1的一侧活动连接有驱动杆2，驱动组件1的一侧与驱动杆2的一侧之间为活动连接，且驱动组件1与驱动杆2之间相互垂直，驱动组件1、四连杆机构、曲柄滑块9机构和模块化锁紧滑块9机构，关键点是曲柄滑块9机构形成一个自锁结构，并能够提供合适的滑块9移动距离，同时利用摩擦力控制自锁角度在一定范围，驱动铰链3设置于驱动杆2的一端，且驱动铰链3的一侧活动连接有连动杆4，驱动铰链3的一侧与连动杆4的一端之间为活动连接，且驱动铰链3的一侧与连动杆4的一端之间相互贴合，利用驱动组件1作为动力源，通过耦合在一起的四连杆机构和曲柄滑块9机构实现滑块9的往复运动，并利用滑块9推动模块化锁紧滑块9机构实现对多个压紧点的压紧释放，四连杆机构需要保证在锁紧位置上，正好行程一个稳定的三角形结构，确保连动杆4无法反向驱动驱动杆2，实现自锁，连动杆4的下方设置有固定铰链5，且固定铰链5的一侧活动连接有被动杆6，并且被动杆6的一端活动连接有被动铰链7，固定铰链5通过被动杆6与被动铰链7构成可活动结构，且固定铰链5与被动铰链7之间相互平行，便于了设备进行正常的运转下去，被动铰链7的一侧设置有推动杆8，推动杆8的一侧伸缩连接有滑块9，且滑块9的一侧固定连接有滑动块杆10，推动杆
8通过滑块9与滑动块杆10构成滑动结构，且推动杆8与滑块9之间为滑动连接，能够重复的进行往复式的运动，固定铰链5的上方设置有二号驱动式铰链11，二号驱动式铰链11的一侧活动连接有驱动二号杆12，二号驱动式铰链11的另一侧活动连接有连动二号杆13，且连动二号杆13的一端活动连接有二号被动式铰链14，二号驱动式铰链11通过驱动二号杆12与连动二号杆13构成可活动结构，且二号驱动式铰链11与连动二号杆13之间为旋转连接，从而提升了设备的工作效率，从而提升了使用寿命，二号被动式铰链14的下方活动连接有被动二号杆15，且被动二号杆15的下方活动连接有二号固定式铰链16，二号被动式铰链14通过被动二号杆15与二号固定式铰链16构成传动结构，且二号被动式铰链14与二号固定式铰链16之间相互平行，不需要额外配置火工装置或非火工装置作为动力源，利用驱动组件1作为动力源，可以实现一个或多个压紧点的压紧和解锁释放，压紧力可以根据驱动组件1的扭矩和滑块9的推力，以及滑块9结构设计来保证，锥销21行程也可以根据四连杆机构的尺寸设计来保证，二号被动式铰链14的一侧滑动连接有滑动块二号杆17，滑动块二号杆17的一侧滑动连接有二号滑动块18，且二号滑动块18的一侧设置有推动二号杆19，滑动块二号杆17通过二号滑动块18与推动二号杆19构成滑动结构，且滑动块二号杆17与二号滑动块18之间为伸缩连接，该压紧释放机构可以多次重复压紧和解锁释放，大幅降低了地面试验测试过程中对火工装置的消耗，大幅降低产品试验成本。而且避免了火工装置在运输、存储、使用等过程中的危险，无需配置专业人员就能够实现装配和测试工作，具有多点压紧、重复使用、安全性高、可靠性高、低成本等特点，滑动块杆10的外部安装有压紧杆20，且压紧杆20的一端安装有锥销21，锥销21的外侧卡扣连接有压紧座22，且压紧座22的外侧固定连接有联结件23，压紧杆20与锥销21通过压紧座22与联结件23构成卡合结构，且锥销21与压紧座22之间为卡扣连接，并且压紧座22与联结件23之间为紧密贴合，锥销21的锥度设计需要确保其能够轻松插入和退出压紧座22和联结件23，避免插入后产生自锁，因此其表面需要涂敷固体或油脂润滑膜，满足单侧锥角的正切值大于摩擦系数。
29.本实施例的工作原理：该可重复压紧释放机构，由驱动组件1、驱动杆2、驱动铰链3、连动杆4、固定铰链5、被动杆6和被动铰链7组成的四连杆机构，根据连杆长度确定形成范围，并确保锁紧的时候，驱动杆2和连动杆4形成一条近似直线，其夹角根据驱动铰链3的摩擦系数确定，一般角度范围为177
°
～180
°
，由固定铰链5、被动杆6、被动铰链7、推动杆8和滑块9组成的曲柄滑块9机构，四连杆机构决定了滑块9的行程范围，由滑块9、滑动块杆10、压紧杆20、锥销21、压紧座22和联结件23组成，锥销21在滑动块杆10的作用下进出，实现对压紧座22和联结件23之间的锁定和释放，锥销21的行程范围由四连杆的尺寸决定，通过一个驱动组件1驱动连杆滑块9机构的驱动杆2运动，使得四连杆机构形成一个三角形结构，连动杆4在运动作用下，向前推动曲柄滑块9机构中的推动杆8，同步推动滑块9向前运动，滑块9推动滑动块杆10，并将压紧杆20和锥销21向前运动，从而插入压紧座22和联结件23之间，利用两套锥销21形成一个平面闭锁结构，约束压紧座22和联结件23在任意方向的平动和转动，从而实现锁紧，此时四连杆形成的三角形结构成为稳定结构，滑块9无法反驱解开，解锁过程正好相反，驱动组件1反向转动，可拉开滑块9，从而将锥销21拔出联结件23，联结件23可以沿压紧座22贴合面滑出，实现解锁，在大型或者复杂的展开机构中，如果需要多个压紧点进行压紧，可以在第一个连杆滑块9机构的被动杆6上面，固定安装第二套两岸滑块9机构的驱动二号杆12，采用同样的连杆滑块9机构和模块化锁紧滑块9机构，实现第二个压紧点
的压紧和解锁释放，可重复压紧释放机构在使用过程中通过驱动组件1的逆时针时针和顺时针转动，实现压紧释放机构的压紧和解锁释放，驱动组件1逆时针转动，使得驱动杆2摆动，在驱动铰链3转动下，四连杆的连动杆4将被动铰链7向前推动，曲柄滑块9机构中的推动杆8被向前推动，带动滑块9和滑动块杆10移动，滑块9和滑动块杆10为固连在一起的结构，滑动块杆10向前运动后，驱动两侧的压紧杆20向前运动，从而推动固连的锥销21也向前运动，当锥销21前进到锥面与压紧座22和联结件23贴合，并且插入联结件23的时候，实现对该压紧点的压紧，多个连杆滑块9机构、模块化锁紧滑块9机构串联起来，可以实现多个点的压紧，并且将第一套机构的被动杆6和第二套机构的驱动二号杆12固连在一起，实现单个驱动组件1同时联动压紧多个压紧点，产品一旦锁定后，四连杆机构形成一个三角形结构，联结件23连接的机构在振动等作用下反驱锥销21，从而将动力传输到被动铰链7上，由于三角形的稳定结构，四连杆机构无法被反驱，为了避免锥销插21紧后又产生松动，同时又保证形成三角形自锁结构，一般来说驱动杆2和连动杆4的夹角为177
°
～180
°
，一旦超过180
°
，就会将滑块9向回拉动，使得锥销21不能锁紧，该角度的大小取决于铰链的摩擦系数，这就是该可重复压紧释放机构的工作原理。
30.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。