一种铰链机构的制作方法

1.本实用新型涉及航天飞行器零部件技术技术领域，具体而言，涉及一种铰链机构。


背景技术：

2.太阳翼是一种将太阳能转化为电能的装置，主要应用于航天器，发射阶段通常靠拢在星体表面，入轨后展开，由于运载环境存在不可避免的振颤，因此发射阶段需要将太阳翼压紧在星体上，以保护太阳翼不被振动破坏。航天器发射阶段，太阳翼通常靠拢在星体表面，入轨后展开，太阳翼铰链用于连接星体和太阳翼，或者连接太阳翼与太阳翼，并实现太阳翼的展开功能，目前航天飞行器中，除了太阳翼，遮光板、天线等结构展开以及收拢也需要铰链，但是目前所使用的铰链多为涡卷弹簧驱动形式，体积较大，成本较高，对板间距，外包络等要求较高。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在解决上述技术问题中的至少一个方面。
4.为解决上述问题，本实用新型提供了一种铰链机构，包括第一基座、第二基座、第一扭簧、第二扭簧和限位件，所述第一基座包括第一基座本体和与所述第一基座本体连接的限位配合件，所述第一基座和所述第二基座转动连接，所述第一扭簧的两端分别与所述第一基座本体和所述第二基座连接，且所述第一扭簧适于驱动所述第一基座相对所述第二基座展开，所述限位件与所述第二基座转动连接，且所述限位件以及所述限位配合件分别位于所述第一基座本体和所述第二基座之间，所述第二扭簧的两端分别与所述限位件和所述第二基座连接，且所述第二扭簧适于驱动所述限位件与所述限位配合件相配合，以限制所述第一基座相对所述第二基座收拢。
5.本实用新型提供的一种铰链机构，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：
6.第一基座能够相对第二基座转动，进而实现展开或收拢，可以令第一基座顺向转动为收拢动作，令第一基座逆向转动为展开动作，第一扭簧设置在第一基座和第二基座之间，给予第一基座逆向转动而进行展开动作的作用力，直至逆向转动的第一基座与第二基座相干涉(此时第一基座相对第二基座展开至最大角度)，第二扭簧设置在限位件和第二基座之间，给予限位件逆向转动的力，进而使限位件能够与限位配合件抵接配合，完成对第一基座的锁定，从而保证第一基座展开至最大角度后不会顺向收拢，其中，通过第一扭簧和第二扭簧分别给予第一基座逆向展开以及限位配合件的逆向锁定，使得第一基座完成收拢后与第二基座之间的间隔较小，缩小了整体体积，降低了成本，应用到航天飞行器中的太阳翼、遮光板或天线结构中后，不会占用较大的包络空间。
7.进一步地，所述第二基座包括第二基座本体以及分别设置于所述第二基座本体上的第一轴体和第二轴体，所述限位件的一端套设于所述第二轴体，所述限位配合件的一端套设于所述第一轴体，所述第二扭簧适于驱动所述限位件的另一端抵接于所述限位配合件
的另一端。
8.进一步地，所述第一扭簧套设于所述第一轴体，且所述第一扭簧的两端分别抵接于所述第一基座本体和所述第二基座本体，所述第二扭簧套设于所述第二轴体，且所述第二扭簧的一端与所述第二基座本体连接，所述第二扭簧的另一端与所述限位件连接。
9.进一步地，所述限位件包括相互连接的限位件本体和插接配合部，所述第二基座本体设有插接孔，所述限位件本体套设于所述第二轴体，所述第二扭簧的一端插设于所述插接孔，所述第二扭簧的另一端插设于所述插接配合部。
10.进一步地，所述第一基座本体和所述第二基座本体上分别设置有条形槽，所述第一扭簧的两端适于分别置于对应的所述条形槽，以对所述第一扭簧轴向限位。
11.进一步地，所述限位配合件远离所述第一基座本体的一侧壁包括弧形限位壁，所述限位件远离所述第二基座的一端适于沿所述弧形限位壁移动，直至所述第一基座相对所述第二基座展开至最大角度。
12.进一步地，第二基座还包括第一固定耳，两个第一固定耳相对设置于所述第二基座本体上，所述第一轴体一端设置有第一限位凸起，所述第一轴体的另一端设置有第一环形卡槽，所述第一轴体插设于两个第一固定耳，所述第一环形卡槽中卡接有第一卡环，所述第一卡环和所述第一限位凸起分别抵接在对应的所述第一固定耳，以对所述第一轴体轴向限位。
13.进一步地，第二基座还包括第二固定耳，两个第二固定耳相对设置于所述第二基座本体上，所述第二轴体上间隔设置有第二限位凸起和第二环形卡槽，所述第二轴体插设于两个第二固定耳，所述第二环形卡槽中卡接有第二卡环，所述第二卡环和所述第二限位凸起分别抵接在对应的所述第二固定耳，以对所述第二轴体轴向限位，并且，所述限位件位于两个所述第二固定耳之间。
14.进一步地，所述第二轴体上套设有两个所述第二扭簧，所述第一轴体上套设有两个所述第一扭簧。
15.进一步地，两个所述固定耳组成一个耳组件，两个所述耳组件相对设置于所述第二基座本体上，各所述耳组件均通过所述第二轴体连接所述限位件，两个所述限位配合件相对设置于所述第一基座本体，两个所述限位件分别适于与对应的所述限位配合件相配合。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例的一种视角下铰链机构完全展开的示意性结构图；
17.图2为本实用新型实施例的另一种视角下铰链机构完全展开的示意性结构图；
18.图3为本实用新型实施例的铰链机构完全收拢的示意性结构图；
19.图4为本实用新型实施例的铰链机构完全收拢的侧视图。
20.附图标记说明：
21.1、第一基座；11、第一基座本体；12、限位配合件；121、弧形限位壁； 2、第二基座；21、第二基座本体；22、第二轴体；221、第二限位凸起；222、第二卡环；23、第一轴体；231、第一限位凸起；232、第一卡环；24、第一固定耳；25、第二固定耳；3、限位件；31、限位件本体；32、插接配合部； 4、条形槽；5、第一扭簧；6、第二扭簧。
具体实施方式
22.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
24.而且，附图中z轴表示竖向，也就是上下位置，并且z轴的正向(也就是z轴的箭头指向)表示上，z轴的负向(也就是与z轴的正向相反的方向) 表示下；附图中x轴表示纵向，也就是前后位置，并且x轴的正向(也就是 x轴的箭头指向)表示前，x轴的负向(也就是与x轴的正向相反的方向) 表示后；附图中y轴表示横向，也就是左右位置，并且y轴的正向(也就是 y轴的箭头指向)表示左，y轴的负向(也就是与y轴的正向相反的方向) 表示右。
25.同时需要说明的是，前述z轴、x轴、y轴表示含义仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
26.参见图1至图4，本实用新型实施例的一种铰链机构，包括第一基座1、第二基座2、第一扭簧5、第二扭簧6和限位件3，所述第一基座1包括第一基座本体11和与所述第一基座本体11连接的限位配合件12，所述第一基座 1和所述第二基座2转动连接，所述第一扭簧5的两端分别与所述第一基座本体11和所述第二基座2连接，且所述第一扭簧5适于驱动所述第一基座1相对所述第二基座2展开，所述限位件3与所述第二基座2转动连接，且所述限位件3以及所述限位配合件12分别位于所述第一基座本体11和所述第二基座2之间，所述第二扭簧6的两端分别与所述限位件3和所述第二基座2连接，且所述第二扭簧6适于驱动所述限位件3与所述限位配合件12相配合，以限制所述第一基座1相对所述第二基座2收拢。
27.本实施例中，第一基座1能够相对第二基座2转动，进而实现展开或收拢，可以令第一基座1顺向转动为收拢动作，令第一基座1逆向转动为展开动作，第一扭簧5设置在第一基座1和第二基座2之间，给予第一基座1逆向转动而进行展开动作的作用力，直至逆向转动的第一基座1与第二基座2 相干涉(此时第一基座1相对第二基座2展开至最大角度)，第二扭簧6设置在限位件3和第二基座2之间，给予限位件3逆向转动的力，进而使限位件3能够与限位配合件12抵接配合，完成对第一基座1的锁定，从而保证第一基座1展开至最大角度后不会顺向收拢，其中，通过第一扭簧5和第二扭簧6分别给予第一基座1逆向展开以及限位配合件12的逆向锁定，使得第一基座1完成收拢后与第二基座2之间的间隔较小，缩小了整体体积，降低了成本，应用到航天飞行器中的太阳翼、遮光板或天线结构中后，不会占用较大的包络空间。
28.可选地，参见图1和图2，所述第二基座2包括第二基座本体21以及分别设置于所述第二基座本体21上的第一轴体23和第二轴体22，所述限位件 3的一端套设于所述第二轴体22，所述限位配合件12的一端套设于所述第一轴体23，所述第二扭簧6适于驱动所述限位件3的另一端抵接于所述限位配合件12的另一端。
29.这里，限位配合件12与第一基座本体11固定连接，可以是焊接，也可以是一体成型，限位配合件12的一端套设于所述第一轴体23，也就是说第一基座1是通过限位配合件12
与套于第一轴体23，实现第一基座1和第二基座 2的转动连接。第二扭簧6具体是驱动限位件3远离第二轴体22的一端逆向转动，以对限位配合件12抵接配合，进而保证第一基座1展开到最大角度后的锁定。
30.可选地，参见图1和图2，所述第一扭簧5套设于所述第一轴体23，且所述第一扭簧5的两端分别抵接于所述第一基座本体11和所述第二基座本体 21，所述第二扭簧6套设于所述第二轴体22，且所述第二扭簧6的一端与所述第二基座本体21连接，所述第二扭簧6的另一端与所述限位件3连接。
31.这里，第一扭簧5具体是套于第一轴体23上，且第一扭簧5的一端与第一基座本体11抵接，第一扭簧5的另一端与第二基座本体21抵接，第二扭簧6具体是套于第二轴体22上，且第二扭簧6一端连接于第二基座本体21，第二扭簧6另一端插连接于限位件3。如此，第一基座1收拢动作时，通过驱动第一扭簧5的一端为第一扭簧5蓄力。
32.需要说明的是，图1和图2中，第一扭簧5的一端是抵接于第一基座本体11的，另一端应当是抵接于第二基座本体21的，而不是如图1、图2所示的状态。
33.可选地，参见图1和图2，所述限位件3包括相互连接的限位件本体31 和插接配合部32，所述第二基座本体21设有插接孔，所述限位件本体31套设于所述第二轴体22，所述第二扭簧6的一端插设于所述插接孔，所述第二扭簧6的另一端插设于所述插接配合部32。
34.这里，插接部可以与限位板本体固定连接，比如焊接固定，或者是一体成型等。具体地，第二扭簧6的一端插接于第二基座本体21的插接孔中，另一端插接于限位件3的插接配合部32中，保证对第二扭簧6的轴向固定，同时，在顺向转动限位件3时，第二扭簧6蓄力也不会使第二扭簧6的两端从插接处脱落。
35.可选地，参见图1和图2，所述第一基座本体11和所述第二基座本体21 上分别设置有条形槽4，所述第一扭簧5的两端适于分别置于对应的所述条形槽4，以对所述第一扭簧5轴向限位。
36.这里，通过第二基座本体21和第一基座本体11上设置条形槽4，与第一扭簧5的两端配合，可保证第一扭簧5轴向限位。
37.可选地，参见图1和图4，所述限位配合件12远离所述第一基座本体11 的一侧壁包括弧形限位壁121，所述限位件3远离所述第二基座2的一端适于沿所述弧形限位壁121移动，直至所述第一基座1相对所述第二基座2展开至最大角度。
38.这里，第一基座1在展开至最大角度的过程中，第二扭簧6驱动限位件3 逆向转动，进而限位件3远离第二轴体22的一端(记为自由端)沿着弧形限位壁121移动，直至第一基座1展开至最大角度后，限位件3的自由端不再继续沿弧形限位壁121移动，在第二扭簧6的作用下，限位件3不会顺向转动，保证将第一基座1锁定在最大角度，锁定间隙趋于零，在限位件3的锁定下，即此时第一基座1与第二基座2不会再有转动间隙，提高了展开后的铰链机构的刚度。
39.可选地，参见图1和图2，第二基座2还包括第一固定耳24，两个第一固定耳24相对设置于所述第二基座本体21上，所述第一轴体23一端设置有第一限位凸起231，所述第一轴体23的另一端设置有第一环形卡槽，所述第一轴体23插设于两个第一固定耳24，所述第一环形卡槽中卡接有第一卡环 232，所述第一卡环232和所述第一限位凸起231分别抵接在对应的所述第一固定耳24，以对所述第一轴体23轴向限位。
40.这里，参见图1，安装第一轴体23时，第一轴体23具有第一环形卡槽的一端依次插入两个第一固定耳24，直至第一限位凸起231抵接一端的第一固定耳24，此时再将第一卡环232卡接在第一环形卡槽中，第一环形卡槽与限位凸起共同对第一轴体23进行轴向限位，安装便捷。当然在向第一固定耳24 插入第一轴体23前，先在第一扭簧5套于第一轴体23即可。
41.可选地，参见图1和图2，第二基座2还包括第二固定耳25，两个第二固定耳25相对设置于所述第二基座本体21上，所述第二轴体22上间隔设置有第二限位凸起221和第二环形卡槽，所述第二轴体22插设于两个第二固定耳25，所述第二环形卡槽中卡接有第二卡环222，所述第二卡环222和所述第二限位凸起221分别抵接在对应的所述第二固定耳25，以对所述第二轴体 22轴向限位，并且，所述限位件3位于两个所述第二固定耳25之间。
42.这里，第二轴体22与两个第二固定耳25的安装方式与第一轴体23的安装方式类似，不同的是，在插入第二轴体22前，先将限位件3的一端置于两个第二固定耳25之间，即第二轴体22插入的顺序为“第二固定耳25-限位件 3-第二固定耳25”，最后在套设第二扭簧6，并将第二扭簧6的两端分别插入第二基座本体21的插接孔以及限位件3的插接配合部32。
43.可选地，参见图1和图2，所述第二轴体22上套设有两个所述第二扭簧6，所述第一轴体23上套设有两个所述第一扭簧5。
44.这里，两个插接配合部32左右对称设置在限位件本体31上，两个第一扭簧5左右对称套于第二轴体22上，由两个第二扭簧6对一个限位件3进行驱动。
45.可选地，参见图1和图2，两个所述固定耳组成一个所述耳组件，两个所述耳组件相对设置于所述第二基座本体21上，各所述耳组件均通过所述第二轴体22连接所述限位件3，两个所述限位配合件12相对设置于所述第一基座本体11，两个所述限位件3分别适于与对应的所述限位配合件12相配合。
46.这里，两个第一扭簧5共同对第一基座1的展开动作提供驱动力，四个第二扭簧6对两个限位件3进行逆向转动提供驱动力，两个限位件3分别适于与两个限位配合件12配合，共同实现锁定。
47.需要说明的是，第一基座相对第二基座的最大展开角度是有两者在转动时相干涉决定的，以图1和图2进行示例性说明，第一基座逆向转动至90
°
后与第二基座发生了干涉，无法再继续展开。
48.术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”和“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
49.虽然本实用新型公开披露如上，但本实用新型公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。