本发明专利技术公开了一种高精度高刚度自锁铰链关节装置，包括主体、关节臂、锁舌、锁钩、弹性件、旋转限位部和轴向限位部，关节臂和锁钩均转动连接于主体；锁舌的一端固连于关节臂、相对的另一端为锁定端部；锁钩设有位于锁定端部转动路径上的锁定凸起，弹性件设于主体和锁钩之间，施加给锁钩朝向锁舌旋转的弹性力；旋转限位部设于主体和关节臂之间，用于关节臂朝向锁钩旋转时的限位；轴向限位部设于主体，且与锁舌的两侧相对并对其限位；工作时，关节臂朝向锁钩旋转，锁定端部推动锁定凸起转动并在其上相对其滑动，锁定端部离开锁定凸起时，锁定凸起通过弹性力抵触并施加给锁舌壁面锁定力。该装置承载能力高且定位精度高。该装置承载能力高且定位精度高。该装置承载能力高且定位精度高。
【技术实现步骤摘要】
一种高精度高刚度自锁铰链关节装置
[0001]本专利技术属于铰链
，尤其涉及一种高精度高刚度自锁铰链关节装置。
技术介绍
[0002]自锁铰链关节是一种连接回转臂使其保持单向运动的活动组件，广泛应用在地面和空间机械臂中，自锁铰链关节可实现空间机械臂展开到位后的自动锁定。空间机械臂是卫星在轨维修的重要组成部分，是展开天线的主要支撑结构。目前，随着展开天线的规模不断扩大，重复收展的距离不断增加，对机械臂的要求也越来越高，从而导致传统机械臂铰链关节并不能满足现有条件下的使用需求，故亟待革新。
[0003]铰链关节的承载能力间接决定了空间机械臂的应用能力，而铰链关节的承载能力体现在关节的强度和刚度两个方面。公开号为CN104675846A的专利技术专利提出了一种单回转铰链关节，该专利技术专利是从制造加工角度出发考虑了重载条件下关节强度的问题，但就关节重载变形而导致的刚度问题未给出切实有效的解决途径。
[0004]应用于空间环境下的铰链关节，除了考虑承载能力外，还需要满足高定位精度的要求，从而保证天线可以持续有效地进行通讯信息的传递。涉及到精密机械
，专利号为CN103322028A的专利技术专利公开了一种精密柔性球形铰链的装置，但该装置受限于应用在小承载的光学设备中，并不适用对承载要求较高的空间机械臂应用环境。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种高精度高刚度自锁铰链关节装置，该装置承载能力高且定位精度高。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种高精度高刚度自锁铰链关节装置，包括主体、关节臂、锁舌、锁钩、弹性件、旋转限位部和轴向限位部，所述关节臂和所述锁钩均转动连接于所述主体；
[0008]所述锁舌的一端固连于所述关节臂、相对的另一端为锁定端部；
[0009]所述锁钩设有位于所述锁定端部转动路径上的锁定凸起，所述弹性件设于所述主体和所述锁钩之间，施加给所述锁钩朝向所述锁舌旋转的弹性力；
[0010]所述旋转限位部设于所述主体和所述关节臂之间，用于所述关节臂朝向所述锁钩旋转时的限位；
[0011]所述轴向限位部设于所述主体，且与所述锁舌的两侧相对并对其限位；
[0012]工作时，所述关节臂朝向所述锁钩旋转，所述锁定端部推动所述锁定凸起转动并在其上相对其滑动，所述锁定端部离开所述锁定凸起时，所述锁定凸起通过所述弹性力抵触并施加给所述锁舌壁面锁定力。
[0013]根据本专利技术一实施例，所述主体包括锁架，所述锁钩和所述弹性件均设于所述锁架。
[0014]根据本专利技术一实施例，所述锁架上设有拉紧凸耳，所述弹性件包括：
[0015]拉紧螺杆，依次穿设于所述锁钩和所述拉紧凸耳，且所述拉紧螺杆的头部位于所述锁钩一侧；
[0016]锁紧螺母，螺纹连接于所述拉紧螺杆的另一端，且位于所述拉紧凸耳远离所述锁钩的一侧；
[0017]复位弹簧，穿设于所述拉紧螺杆且位于所述拉紧凸耳和所述锁钩之间，所述复位弹簧呈压缩状态。
[0018]根据本专利技术一实施例，所述锁定端部和所述锁定凸起的接触面均为圆弧面。
[0019]根据本专利技术一实施例，所述旋转限位部包括：
[0020]限位凸耳，设于所述关节臂的侧壁；
[0021]限位螺杆，穿设于并螺纹连接于所述限位凸耳；
[0022]旋转限位挡块，设于所述主体且位于所述限位螺杆的旋转路径上。
[0023]根据本专利技术一实施例，所述旋转限位部设有两个，分别位于所述关节臂的两侧。
[0024]根据本专利技术一实施例，所述轴向限位部包括两个轴向限位挡块，两个所述轴向限位挡块分别与所述锁舌的两侧相对，所述锁舌向所述锁钩旋转时进入两个所述轴向限位挡块之间。
[0025]根据本专利技术一实施例，所述轴向限位挡块与所述锁舌之间的间隙小于等于0.1mm。
[0026]根据本专利技术一实施例，所述锁定凸起与所述锁舌壁面的接触点为O，所述锁舌壁面在所述接触点O处的法线和所述接触点O与所述锁钩转轴的连线之间的夹角为α，所述锁定凸起与所述锁舌壁面的摩擦系数为μ，α＜arctan(μ)。
[0027]本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0028]本专利技术实施例中设置锁钩和锁舌，使得关节臂旋转到位后可完成自锁，且锁定力强。设置旋转限位部，限制了锁紧后关节臂因外力影响继续向锁钩旋转，且锁钩和锁舌配合限制关节臂远离锁钩旋转，也就是说自锁后关节臂两个方向的旋转自由度均被限制。还设置有轴向限位部，以限制锁紧后关节臂沿其转动轴方向的位移。通过旋转限位部和轴向限位部使得定位精度更高。
附图说明
[0029]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
[0030]图1为本专利技术截面图；
[0031]图2为本专利技术图1的局部放大图；
[0032]图3为本专利技术正视图；
[0033]图4为本专利技术锁定过程中示意图；
[0034]图5为本专利技术到位锁定示意图；
[0035]图6为本专利技术到位锁定支点几何示意图。
[0036]附图标记说明：
[0037]1：主体；2：关节臂；3：锁舌；4：锁钩；5：弹性件；6：第一转轴；7：第二转轴；8：锁架；9：拉紧凸耳；10：拉紧螺杆；11：锁紧螺母；12：复位弹簧；13：锁定端部；14：锁定凸起；15：限位凸耳；16：限位螺杆；17：旋转限位挡块；18：轴向限位挡块；19：三角安装座。
具体实施方式
[0038]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0039]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0040]参看图1至6，本专利技术的核心是提供一种高精度高刚度自锁铰链关节装置，包括主体1、关节臂2、锁舌3、锁钩4和弹性件5，关节臂2和锁钩4均转动连接于主体1。
[0041]主体1为箱体，箱体为长方体空腔，箱体底面四角及中棱边预留用于连接卫星或飞行器的安装孔。关节臂2用于连接天线、机械臂等外载荷，关节臂2上连接载荷的接口可可根据实际使用需求进行接口匹配。
[0042]关节臂2通过第一转轴6连接于主体1，第一转轴6通过轴承固定于主体1，轴承的型号和数量可根据结构刚度需求适应性选择。例如可选深沟球轴承、角接触球轴承等。且第一转轴6可两端支撑或者悬臂支撑。通过第一转轴6关节臂2可相对主体1旋转。
[0043]锁舌3的一端固连于关节臂2、相对的另一端为锁定端部13，锁定端部13为圆弧面。锁舌3两侧的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高精度高刚度自锁铰链关节装置，其特征在于，包括主体、关节臂、锁舌、锁钩、弹性件、旋转限位部和轴向限位部，所述关节臂和所述锁钩均转动连接于所述主体；所述锁舌的一端固连于所述关节臂、相对的另一端为锁定端部；所述锁钩设有位于所述锁定端部转动路径上的锁定凸起，所述弹性件设于所述主体和所述锁钩之间，施加给所述锁钩朝向所述锁舌旋转的弹性力；所述旋转限位部设于所述主体和所述关节臂之间，用于所述关节臂朝向所述锁钩旋转时的限位；所述轴向限位部设于所述主体，且与所述锁舌的两侧相对并对其限位；工作时，所述关节臂朝向所述锁钩旋转，所述锁定端部推动所述锁定凸起转动并在其上相对其滑动，所述锁定端部离开所述锁定凸起时，所述锁定凸起通过所述弹性力抵触并施加给所述锁舌壁面锁定力。2.根据权利要求1所述的高精度高刚度自锁铰链关节装置，其特征在于，所述主体包括锁架，所述锁钩和所述弹性件均设于所述锁架。3.根据权利要求2所述的高精度高刚度自锁铰链关节装置，其特征在于，所述锁架上设有拉紧凸耳，所述弹性件包括：拉紧螺杆，依次穿设于所述锁钩和所述拉紧凸耳，且所述拉紧螺杆的头部位于所述锁钩一侧；锁紧螺母，螺纹连接于所述拉紧螺杆的另一端，且位于所述拉紧凸耳远离所述锁钩的一侧；复位弹簧，穿设于所述拉紧螺杆且位于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜景明，王浩淼，陈欢，沈亮，蒋秋香，刘承山，傅质彬，贺小平，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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