展开铰链及星载天线的制作方法

1.本发明涉及铰链设备技术领域，尤其涉及一种展开铰链及星载天线。


背景技术：

2.由于航天运载工具有效发射容积的限制，星载天线或太阳翼在发射时需收拢起来，待入轨后由展开铰链驱动天线或太阳翼展开、锁定并进入工作状态。星载天线或太阳翼通常由多块面板组成，不同面板之间的展开需有一定的展开顺序，以避免不同面板之间发生干涉和碰撞，保证星载天线或太阳翼的正常工作。但是，传统的铰链只能实现天线或太阳翼板的展开和锁定，无法自行控制不同面板的展开顺序。


技术实现要素：

3.本发明提供一种展开铰链及星载天线，用以解决现有技术中铰链无法自行控制不同面板的展开顺序的缺陷。
4.本发明提供一种展开铰链，包括：母铰链，所述母铰链设有滑道，所述母铰链用于与星载天线的第一板连接；公铰链，所述公铰链与所述母铰链通过第一铰链轴铰接，所述公铰链设有锁定组件，所述锁定组件在所述公铰链与所述母铰链位于同一平面时，所述锁定组件与所述滑道卡接，所述公铰链上设置有限位槽，所述公铰链用于与所述星载天线的第二板连接，所述限位槽用于在所述星载天线处于折叠状态时，对所述星载天线的第三板形成限位作用；第一弹性件，所述第一弹性件的内圈与所述第一铰链轴连接，所述第一弹性件的端部与所述公铰链连接，所述第一弹性件用于驱动所述公铰链转动。
5.根据本发明提供的一种展开铰链，所述母铰链包括：第一铰链本体，所述第一铰链本体的一端设有凹槽，在所述公铰链与所述母铰链发生相对转动后，所述公铰链的部分位于所述凹槽内；一对第一铰接板，两个所述第一铰接板相对设置，并分别与所述第一铰链本体连接，所述第一铰链板与所述公铰链铰接；第一安装板，所述第一安装板与所述第一铰链本体的侧面连接，所述第一安装板用于与所述第一板连接。
6.根据本发明提供的一种展开铰链，所述滑道设置在所述第一铰链本体的表面，所述滑道包括：第一滑道本体，所述第一滑道本体与所述第一铰链本体连接；相对设置的一对第二滑道本体，两个所述第二滑道本体分别与所述第一滑道本体连接，每个所述第二滑道本体的截面呈梯形结构，两个所述梯形结构的上底面之间构成滑动通道，所述滑动通道朝向所述公铰链的转动方向；其中，所述锁定组件与所述第二滑道本体卡接。
7.根据本发明提供的一种展开铰链，所述母铰链还包括：一对调节件，两个所述调节件相对设置，所述调节件设置在所述第一铰链本体设有所述凹槽的一端，所述调节件贯穿所述第一铰链本体，所述调节件位于所述第一铰链本体下方的长度可以调节，所述调节件能够在所述公铰链发生转动后与所述公铰链接触。
8.根据本发明提供的一种展开铰链，所述公铰链包括：第二铰链本体，所述第二铰链本体在所述公铰链发生转动后，能够与所述调节件接触；一对第二铰接板，两个所述第二铰
接板相对设置，并分别与所述第二铰链本体连接，所述第二铰接板的一端与所述第一铰接板通过所述第一铰链轴铰接，所述第二铰接板的另一端通过第二铰链轴与所述锁定组件铰接；第二安装板，所述第二安装板与所述第二铰链本体的侧面连接，所述第二安装板用于与所述第二板连接。
9.根据本发明提供的一种展开铰链，所述锁定组件包括：锁定杆，所述锁定杆的第一端通过所述第二铰链轴与所述第二铰接板铰接；滑槽，所述滑槽与所述锁定杆的第二端连接，在所述锁定杆转动过程中，所述滑槽能够朝所述滑道运动，所述滑槽的内部设有隔板，所述隔板将所述滑槽分隔成第一滑槽和第二滑槽；一对限位块，两个所述限位块分别设置在所述第一滑槽和所述第二滑槽内，所述限位块的形状与所述第二滑道本体的形状相匹配；一对第二弹性件，两个所述第二弹性件分别设置在所述第一滑槽和所述第二滑槽内，每个所述第二弹性件的两端分别与所述隔板和所述限位块连接。
10.根据本发明提供的一种展开铰链，所述公铰链还包括限位柱，所述限位柱设置在任一所述第二铰接板上，所述限位柱用于在所述公铰链未发生转动时，对所述锁定组件起到限位作用。
11.根据本发明提供的一种展开铰链，所述公铰链还包括第三弹性件，所述第三弹性件的两端分别与所述限位柱连接，所述第三弹性件的中间部分卡设在所述锁定杆上，所述第三弹性件用于在所述锁定杆转动后为所述锁定杆锁紧提供压力。
12.根据本发明提供的一种展开铰链，所述母铰链还包括微动开关，所述微动开关设置在所述第一铰链本体上；所述公铰链还包括微动开关档杆，所述微动开关档杆设置在所述第二铰链本体上，在所述公铰链转动至与所述母铰链位于同一平面时，所述微动开关档杆与所述微动开关接触。
13.本发明还提供一种星载天线，包括所述第一板、所述第二板、第三板、铰接件以及如上所述的展开铰链，所述第一板、所述第三板和所述第二板依次折叠，所述第一板和所述第二板的一端与所述展开铰链连接，所述第一板和所述第三板的另一端与所述铰接件连接。
14.本发明提供的展开铰链，通过设置母铰链、公铰链和第一弹性件，能够在压紧力解除后，自行带动星载天线的面板按顺序展开，满足了星载天线面板展开的需求。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
16.图1是本发明提供的展开铰链处于收拢状态时的结构示意图；
17.图2是本发明提供的展开铰链处于展开状态时的机构示意图之一；
18.图3是图2中示出的第二铰链本体的结构示意图；
19.图4是本发明提供的展开铰链处于展开状态时的机构示意图之二；
20.图5是本发明提供的展开铰链处于展开状态时的机构示意图之三；
21.图6是本发明提供的展开铰链处于展开状态时的剖面图；
22.图7是本发明提供的星载天线处于收拢状态时的结构示意图；
23.图8是图7中示出的e处的局部放大图；
24.图9是本发明提供的星载天线处于展开90
°
状态时的结构示意图；
25.图10是图9中示出的a处的局部放大图；
26.图11是本发明提供的星载天线完全展开后的结构示意图；
27.附图标记：
28.100：母铰链；101：第一铰链本体；102：第一铰接板；103：滑道；104：调节件；105：微动开关；106：第一安装板；200：公铰链；201：第二铰链本体；202：第二铰接板；203：第二安装板；204：限位槽；205：微动开关档杆；206：第二铰链轴；207：第三弹性件；210：锁定组件；211：锁定杆；212：滑槽；213：第二弹性件；214：限位块；215：盖板；300：第一铰链轴；400：第一弹性件；501：轴承；502：第一挡圈；503：第二挡圈；600：第一板；700：第三板；701：档杆；800：第二板；900：铰接件；1000：展开铰链；1031：第一滑道本体；1032：第二滑道本体。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
30.本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。
31.下面结合图1-图11描述本发明的展开铰链以及星载天线。
32.如图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，展开铰链1000包括：母铰链100、公铰链200、第一铰链轴300和第一弹性件400。母铰链100设有滑道103，母铰链100用于与星载天线的第一板600连接，公铰链200与母铰链100通过第一铰链轴300铰接，公铰链200设有锁定组件210，当公铰链200转动至与母铰链100处于同一平面时，锁定组件210与滑道103卡接。公铰链200上设置有限位槽204，公铰链200用于与星载天线的第二板800连接，限位槽204用于在星载天线处于折叠状态时，对星载天线的第三板700形成限位作用。第一弹性件400的内圈与第一铰链轴300连接，第一弹性件400的端部与公铰链200连接，第一弹性件400用于驱动公铰链200转动。
33.具体来说，星载天线共包括三块面板，分别为第一板600、第三板700和第二板800，第一板600、第三板700和第二板800依次折叠，其中，第一板600和第三板700的一端通过铰接件900连接，在本实施例中，铰接件900即为常规的铰链，第一板600和第二板800的另一端通过展开铰链1000连接。在星载天线处于折叠状态时，第三板700上的档杆701位于公铰链200的限位槽204内，当星载天线需要展开时，星载天线的压紧释放装置解除对第二板800和第三板700的约束，第二板800在展开铰链1000的驱动下展开，第三板700的档杆701位于公铰链200的限位槽204内，第三板700相对于第一板600处于静止状态。此时，公铰链200沿展开方向运动，当公铰链200转动90
°
，即公铰链展开到90
°
时，第三板700的档杆701脱离限位槽204，第三板700解除限位，在铰接件900的驱动下展开。当公铰链200和母铰链100处于同
一平面时，公铰链200的锁定组件210与母铰链100的滑道103相卡接，使展开铰链1000完全展开。
34.进一步地，第一弹性件400用于为公铰链200转动时提供动力，驱动公铰链200转动。
35.可选地，在本发明的一个实施例中，第一弹性件400为涡卷弹簧。
36.本发明实施例提供的展开铰链，通过设置母铰链、公铰链和第一弹性件，能够在压紧力解除后，自行带动星载天线的面板按顺序展开，满足了星载天线面板展开的需求。
37.如图1所示，母铰链100包括：第一铰链本体101、一对第一铰接板102和第一安装板106。第一铰链本体101的一端设有凹槽，在公铰链200与母铰链100发生相对转动后，公铰链200的部分位于该凹槽内。两个第一铰接板102相对设置，并分别与第一铰链本体101连接，第一铰链本体101与公铰链200铰接。第一安装板106与第一铰链本体101的侧面连接，第一安装板106用于与第一板600连接。
38.具体来说，在图1所示的实施例中，母铰链100与公铰链200处于收拢状态，公铰链200位于母铰链100的下部。母铰链100的第一铰链本体101上设有凹槽，以便公铰链200围绕第一铰链轴300转动时，公铰链200的部分位于该凹槽内，以使公铰链200可与母铰链100位于同一平面，进而实现公铰链200与母铰链100完全展开，具体地，如图2所示，即为公铰链200与母铰链100处于展开时的状态。
39.如图1所示，在本发明的一个实施例中，滑道103设置在第一铰链本体101的表面，滑道103包括：第一滑道本体1031和相对设置的一对第二滑道本体1032。第一滑道本体1031与第一铰链本体101连接，两个第二滑道本体1032分别与第一滑道本体1031连接，每个第二滑道本体1032的截面呈梯形结构，两个梯形结构的上底面之间构成滑动通道，滑动通道朝向公铰链200的转动方向，其中，锁定组件210与第二滑道本体1032卡接。
40.具体来说，滑道103的第一滑道本体1031位于第一铰链本体101的顶面，即在母铰链100和公铰链200处于收拢状态时，公铰链200位于第一铰链本体101的下方，滑道103位于第一铰链本体101的上方。滑道103的第二滑道本体1032的截面形状设置为梯形结构。
41.如图2所示，在本发明的一个实施例中，公铰链200包括：第二铰链本体201、一对第二铰接板202和第二安装板203。两个第二铰接板202相对设置，并分别与第二铰链本体201连接，第二铰接板202的一端与第一铰接板102通过第一铰链轴300铰接，第二铰接板202的另一端通过第二铰链轴206与锁定组件210铰接。第二安装板203与第二铰链本体201的侧面连接，第二安装板203用于与第二板800连接，其中，第二铰链轴206为偏心轴。
42.具体地，如图3所示，第二铰链本体201与一对第二铰接板202连接，第二铰接板202的下部与第一铰接板102铰接，第二铰接板202的上部与锁定组件210铰接，第二铰接板202围绕第一铰链轴300转动时，可带动锁定组件210由第一铰链本体101的下方转动至第一铰链本体101的上方。
43.进一步地，如图4所示，在本发明的一个实施例中，锁定组件包括：锁定杆211、滑槽212、一对限位块214和一对第二弹性件213。锁定杆211的第一端通过第二铰链轴206与第二铰接板202铰接。滑槽212与锁定杆211的第二端连接，滑槽212在锁定杆211转动过程中能够沿滑道103的滑动方向滑动，滑槽212的内部设有隔板，隔板将滑槽212分隔成第一滑槽和第二滑槽，两个限位块214分别设置在第一滑槽和第二滑槽内，两个第二弹性件213分别设置
在第一滑槽和第二滑槽内，每个第二弹性件213的两端分别与隔板和限位块214连接。
44.具体来说，如图4和图5所示，锁定杆211围绕第二铰链轴206转动，在锁定杆211转动过程中，锁定杆211带动滑槽212沿着滑道103的滑动方向移动，当滑槽212进入滑道103内时，限位块214与滑道103的第二滑道本体1032(梯形结构的上底面)接触，限位块214在梯形结构的上底面的挤压下向靠近隔板的方向运动，进而使第二弹性件213被压缩。待公铰链200展开至180
°
时，限位块214脱离滑道103，限位块214在第二弹性件213的作用下伸出滑槽212，限位块214与第二滑道本体1032(梯形结构的斜面)卡接，阻止公铰链200沿收拢方向运动，实现公铰链200与母铰链100锁紧。
45.进一步地，限位块214的形状与第二滑道本体1032的形状相匹配，以实现多个角度的锁紧。可选地，在本发明的一个实施例中，限位块214与第二滑道本体1032卡接的表面为阶梯状，阶梯状可形成多个限位结构，以实现多个角度的锁紧。
46.进一步地，在本发明的一个实施例中，锁定组件还包括盖板215，盖板215设置在滑槽212上，以防止限位块214在公铰链200转动过程中，由滑槽212内掉出。
47.进一步地，在本发明的一个实施例中，公铰链200还包括第三挡圈和第四挡圈，第三挡圈和第四挡圈套设在第二铰链轴206的外部，并位于第二铰链轴206的两端，第三挡圈和第四挡圈分别位于第二铰接板202与锁定杆211之间，以防止锁定杆211沿第二铰链轴206的轴线方向发生移动。
48.本发明实施例提供的展开铰链，通过设置滑道和锁定组件，能够在公铰链转动至与母铰链位于同一平面时，实现不同角度的锁紧，保证了星载天线面板展开后的精度。
49.在本发明的一个实施例中，公铰链200还包括限位柱，限位柱设置在任一第二铰接板202上，限位柱用于在公铰链200未发生转动时，对锁定组件210起到限位作用。
50.如图2所示，在本发明的一个实施例中，公铰链200还包括第三弹性件207，第三弹性件207的两端分别与限位柱连接，第三弹性件207的中间部分卡设在锁定杆211上，第三弹性件207用于在锁定杆211转动后为锁定件提供压力。
51.具体来说，在公铰链200开始展开时，锁定组件210由限位柱锁定，在公铰链200展开过程中，锁定组件210的滑槽212与母铰链100的滑道103接触，锁定组件210脱离限位柱，开始沿滑道103滑动，在锁定组件210与滑道103锁定过程时，第三弹性件207用于为锁定杆211提供压力，使锁定组件210与滑道103锁紧。
52.如图1所示，在本发明的一个实施例中，母铰链100还包括一对调节件104，两个调节件104相对设置，调节件104设置在第一铰链本体101设有凹槽的一端，调节件104位于第一铰链本体101下方的长度可以调节，调节件104能够在公铰链200发生转动后与公铰链200的第二铰链本体201接触。
53.具体来说，当公铰链200展开后，公铰链200的第二铰链本体201与调节件104的底部接触，调节件104对第二铰链本体201形成限位作用，阻止公铰链200继续转动。
54.可选地，在本发明的一个实施例中，调节件104为螺钉，通过调节螺钉伸出第一铰链本体101的长度，可控制公铰链200的转动角度。
55.如图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，母铰链100还包括微动开关105，微动开关105设置在第一铰链本体101上。公铰链200还包括微动开关档杆205，微动开关档杆205设置在第二铰链本体201上，在公铰链200转动至与母铰链100位于同一平面时，微动开关档
杆205与微动开关105接触。
56.具体来说，当公铰链200展开到位时，微动开关105与微动开关档杆205接触，微动开关105触发，展开铰链1000展开到位信号生成。
57.如图6所示，在本发明的一个实施例中，展开铰链1000还包括轴承501、第一挡圈502和第二挡圈503。第一弹性件400的内圈与第一铰链轴300固定连接，第一弹性件400的端面与公铰链200的第二铰接板202固定连接，第一弹性件400用于驱动公铰链200转动。第一挡圈502套设在第一铰链轴300的外部，并位于第一弹性件400与一个第二铰接板202之间，用于防止第一弹性件400沿第一铰链轴300的轴线方向发生移动。轴承501套设在第一铰链轴300的外部，并位于另一个第二铰接板202处，轴承501用于减小公铰链200相对第一铰链轴300转动时二者之间的摩擦力，第二挡圈503套设在第一铰链轴300的外部，第二挡圈503靠近第一挡圈502设置，并位于第一铰接板102和第二铰接板202之间，用于防止第二铰接板202沿第一铰链轴300的轴线方向发生移动。
58.本发明实施例提供的展开铰链，通过将第二铰链轴设置为偏心轴，调节件伸出第一铰链本体的长度可调，以及将限位块的表面加工成阶梯状，可补偿加工、装配等误差对锁定精度的影响，保证展开铰链具有较高的锁定刚度。
59.如图7所示，本发明实施例还提供了一种星载天线，包括第一板600、第二板800、第三板700、铰接件900以及展开铰链1000。第一板600、第三板700和第二板800依次折叠，第一板600与第二板800的一端与展开铰链1000连接，第一板600与第三板700的另一端与铰接件900连接。
60.具体来说，如图8所示，在星载天线处于收拢状态时，第三板700的档杆701位于公铰链200的限位槽204内，第三板700因受展开铰链1000的限位作用，第三板700相对于第一板600处于相对静止状态。
61.如图9和图10所示，当锁定组件210沿展开方向运动90
°
后，第三板700上的档杆701脱离限位槽204，第三板700的限位解除，在铰接件900的驱动下，星载天线展开。
62.如图11所示，为星载天线全部展开时的状态。
63.本发明实施例提供的星载天线，通过设置展开铰链，能够在压紧力解除后，自行带动星载天线的面板按顺序展开，满足了星载天线面板展开的需求。
64.以下详细说明本发明提供的星载天线的工作原理。
65.在星载天线处于折叠状态时，第三板700上的档杆701位于公铰链200的限位槽204内，当星载天线需要展开时，星载天线的压紧释放装置解除对第二板800和第三板700的约束，第二板800在展开铰链1000的驱动下展开，第三板700的档杆701位于公铰链200的限位槽204内，第三板700相对于第一板600处于静止状态。锁定组件210沿展开方向运动，当展开到90
°
后，第三板700上的档杆701脱离公铰链200上的限位槽204，第三板700解除限位，在铰接件900的驱动下展开。待继续展开一定角度后，锁定组件210与母铰链100上的滑道103接触，在第三弹性件207的作用下，锁定组件210脱离限位柱，开始沿滑道103运动，当滑槽212进入滑道103内时，限位块214与滑道103的第二滑道本体1032接触，限位块214在第二滑道本体1032的挤压下向靠近隔板的方向运动，进而使第二弹性件213被压缩。待公铰链200展开至180
°
时，限位块214脱离滑道103，限位块214在第二弹性件213的作用下伸出滑槽212，限位块214与第二滑道本体1032的斜面卡接，阻止公铰链200沿收拢方向运动，同时，调节件
104的底部与第二铰链本体201接触，限制公铰链200继续沿展开方向运动，展开铰链1000锁定，此时，微动开关档杆205与微动开关105接触，微动开关105触发，展开铰链1000展开到位信号生成。
66.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。