阅读说明：本技术 航天器及其弹簧预紧高刚度锁定装置 (Spacecraft and spring pre-tightening high-rigidity locking device thereof ) 是由 丁海鑫 赵发刚 王智磊 薛景赛 赵枝凯 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种航天器及其弹簧预紧高刚度锁定装置,包括底座、支架、锁定杆、主钩、副钩、第一弹簧、第二弹簧和锁定轮,底座内部为空腔结构,支架位于底座的顶部,锁定杆的一端垂直插入于空腔内并与主钩挡板相接触,另一端向空腔外延伸并与锁定轮连接,主钩包括主钩钩部和主钩杆部,主钩杆部的一端与主钩钩部相连接,另一端插入空腔内,主钩钩部设置在底座外部,第一弹簧与第二弹簧均位于空腔内,锁定杆、第一弹簧、第二弹簧和锁定轮相配合工作,副钩与主钩相扣合锁紧。本发明可以通过弹簧预紧的方式大大提高锁定装置的刚度,结构设计合理,体积紧凑,能够适用于卫星等航天器中的大型平面展开锁定,具有较高的刚度。(The invention provides a spacecraft and a spring pre-tightening high-rigidity locking device thereof, which comprise a base, a support, a locking rod, a main hook, an auxiliary hook, a first spring, a second spring and a locking wheel, wherein the base is internally provided with a cavity structure, the support is positioned at the top of the base, one end of the locking rod is vertically inserted into the cavity and is contacted with a baffle of the main hook, the other end of the locking rod extends outwards from the cavity and is connected with the locking wheel, the main hook comprises a main hook part and a main hook rod part, one end of the main hook rod part is connected with the main hook part, the other end of the main hook rod part is inserted into the cavity, the main hook part is arranged outside the base, the first spring and the second spring are both positioned in the cavity, the locking rod, the first spring, the second spring and the locking wheel are. The invention can greatly improve the rigidity of the locking device by a spring pre-tightening mode, has reasonable structural design and compact volume, can be suitable for unfolding and locking large planes in spacecrafts such as satellites and the like, and has higher rigidity.)

航天器及其弹簧预紧高刚度锁定装置

技术领域

本发明涉及航天器结构和机构，具体涉及一种航天器及其弹簧预紧高刚度锁定装置，适用于卫星等航天器中大型平面的锁定。

背景技术

随着航天器技术的发展，对大型平面如：太阳电池阵、天线、反射器等在航天器上的应用日趋广泛，对锁定后刚度的要求日益增高，但常规的锁定方式刚度较小，因此不适合在未来的航天器上应用。以上技术问题对航天器上的大型平面高刚度锁定提出了需求。

申请号为CN201810749925.4的中国发明专利公开了一种随动式展开锁定组件，包括定位销、杠杆轴、杠杆座、锁紧杠杆、顶杆座、顶杆和顶杆弹簧，定位销安装在可动件上，杠杆座安装在固定件上，可动件和固定件通过铰链连接，锁紧杠杆通过杠杆轴安装在杠杆座上，锁紧杠杆绕杠杆轴转动，顶杆座安装在杠杆座上，顶杆弹簧设置在顶杆座内部，顶杆安装在顶杆座内，顶杆沿顶杆座平动。但该结构设计不合理，工作原理较为复杂，后期维护部方便。

因此，有必要设计一种结构设计合理，结构简单，体积紧凑，能够适用于卫星等航天器中的大型平面展开锁定，具有较高的刚度的航天器及其弹簧预紧高刚度锁定装置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航天器及其弹簧预紧高刚度锁定装置。

根据本发明提供的一种弹簧预紧高刚度锁定装置，包括底座、支架、锁定杆、主钩、副钩、第一弹簧、第二弹簧和锁定轮，

所述底座内部为空腔结构，所述支架位于所述底座的顶部，所述锁定杆的一端垂直***于所述空腔内并与所述主钩挡板相接触，另一端向空腔外延伸并与所述锁定轮连接，

所述主钩包括主钩钩部和主钩杆部，所述主钩杆部的一端与所述主钩钩部相连接，另一端***所述空腔内，所述主钩钩部设置在所述底座外部，所述第一弹簧与所述第二弹簧均位于所述空腔内，

所述锁定杆、所述第一弹簧、所述第二弹簧和所述锁定轮相配合工作，使得所述副钩与所述主钩相扣合锁紧。

进一步地，所述锁定杆的底部与所述主钩挡板相接触，所述锁定杆用于对所述主钩挡板进行限位。

进一步地，所述第一弹簧为预紧弹簧，所述第二弹簧为锁定弹簧。

进一步地，所述锁定装置还包括锁定轮滑槽，所述锁定轮通过所述锁定轮滑槽定轴转动。

进一步地，所述锁定轮滑槽为圆周形结构的滑槽，所述锁定轮滑槽与所述锁定轮相适配。

进一步地，所述主钩杆部能够进行弹性变形。

进一步地，所述主钩与所述副钩相接触的表面均设置倒圆角，所述主钩与所述副钩相适配。

进一步地，所述锁定轮滑槽上还设有锁定凹槽，展开后，所述锁定轮进入所述锁定凹槽内，所述锁定凹槽与所述锁定轮相适配。

进一步地，展开后，所述锁定杆的底部与所述主钩挡板相分离。

相应地，本发明还提供了一种航天器，所述航天器包括上述所述的弹簧预紧高刚度锁定装置。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明的弹簧预紧高刚度锁定装置，该装置可以通过弹簧预紧的方式大大提高锁定装置的刚度，结构设计合理，结构简单，体积紧凑，能够适用于卫星等航天器中的大型平面展开锁定，具有较高的刚度；

(2)本发明的弹簧预紧高刚度锁定装置，锁定杆、第一弹簧、第二弹簧和锁定轮相配合工作，能够使副钩与主钩相扣合锁紧，使得本发明的锁定效果好，能够广泛应用在航天器上，具有良好的市场前景和应用前景。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的弹簧预紧高刚度锁定装置的立体结构示意图；

图2为本发明的弹簧预紧高刚度锁定装置的侧视图；

图3为本发明的弹簧预紧高刚度锁定装置的锁定过程示意图；

图4为本发明的弹簧预紧高刚度锁定装置的锁定过程示意图；

图5为本发明的弹簧预紧高刚度锁定装置的锁定过程示意图。

其中，图中对应的附图标记为：1-底座，2-支架，3-锁定杆，4-主钩，41-主钩钩部，42-主钩杆部，5-副钩，6-第一弹簧，7-第二弹簧，8-锁定轮，9-主钩挡板，10-锁定轮滑槽，11-锁定凹槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本发明实施例提供了一种航天器及其弹簧预紧高刚度锁定装置，包括底座1、支架2、锁定杆3、主钩4、副钩5、第一弹簧6、第二弹簧7和锁定轮8，

所述底座1内部为空腔结构，所述支架2位于所述底座1的顶部，所述锁定杆3的一端垂直***于所述空腔内并与所述主钩挡板9相接触，另一端向空腔外延伸并与所述锁定轮8连接，

所述主钩4包括主钩钩部41和主钩杆部42，所述主钩杆部42的一端与所述主钩钩部41相连接，另一端***所述空腔内，所述主钩钩部41设置在所述底座1外部，所述第一弹簧6与所述第二弹簧7均位于所述空腔内，

所述锁定杆3、所述第一弹簧6、所述第二弹簧7和所述锁定轮8相配合工作，使得所述副钩5与所述主钩4相扣合锁紧。

所述锁定杆3的底部与所述主钩挡板9相接触，所述锁定杆3用于对所述主钩挡板9进行限位。所述第一弹簧6为预紧弹簧，所述第二弹簧7为锁定弹簧。

所述锁定装置还包括锁定轮滑槽10，所述锁定轮8通过所述锁定轮滑槽10定轴转动。所述锁定轮滑槽10为圆周形结构的滑槽，所述锁定轮滑槽10与所述锁定轮8相适配。所述主钩杆部42能够进行弹性变形。

所述主钩4与所述副钩5相接触的表面均设置倒圆角，所述主钩4与所述副钩5相适配。

所述锁定轮滑槽10上还设有锁定凹槽11，展开后，所述锁定轮8进入所述锁定凹槽11内，所述锁定凹槽11与所述锁定轮8相适配。

展开后，所述锁定杆3的底部与所述主钩挡板9相分离。

更为具体地，请参阅图1-5。如图1-5所示，主钩杆部采用热处理后具有一定弹性的构件，在外力作用下可以产生一定的变形，副钩与主钩的接触面采用倒圆角设计，使副钩与主钩接触后可以平稳、可靠的进入主钩内；

在初始状态下第一弹簧处于压缩状态，并且锁定杆尾部与主钩挡板相互接触，此时锁定杆尾部限制了主钩挡板的位移，使第一弹簧保持压缩状态，同时第二弹簧处于压缩状态，锁定轮在锁定轮凹槽中，使第二弹簧保持压缩状态；

在有源或者无源的驱动力作用下展开，使得副钩做定轴转动，并且在展开过程中锁定轮在锁定轮凹槽中运动，锁定杆尾部与主钩挡板保持相互接触，因此在展开的过程中第二弹簧和第一弹簧保持压缩状态，直到达到临界锁定状态为止；

在达到临界锁定状态时主钩与副钩接触，由于主钩杆部具有一定弹性，接触后副钩继续定轴转动，当展开到位时，在第二弹簧弹性势能的作用下，锁定轮将会进入锁定凹槽内，同时锁定杆尾部与主钩挡板恰好脱离接触，在第一弹簧的弹性势能作用下主钩回拉与副钩接触完成锁定。

本发明的弹簧预紧高刚度锁定装置，该装置可以通过弹簧预紧的方式大大提高锁定装置的刚度，结构设计合理，结构简单，体积紧凑，能够适用于卫星等航天器中的大型平面展开锁定，具有较高的刚度；锁定杆、第一弹簧、第二弹簧和锁定轮相配合工作，能够使副钩与主钩相扣合锁紧，使得本发明的锁定效果好，能够广泛应用在航天器上，具有良好的市场前景和应用前景。

实施例2

在实施1的基础上，本发明实施例还提供了一种航天器，所述航天器包括上述实施例中所述的弹簧预紧高刚度锁定装置。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。