一种豆荚杆四向同步展开驱动机构的制作方法

1.本发明涉及种豆荚杆四向同步展开驱动机构，是航天领域内大型网/膜类天线豆荚杆支撑结构的多方向驱动展开机构，以及民用领域内采用豆荚杆作为支撑结构的多方向驱动展开机构。


背景技术：

2.当前，大型空间可展网/膜类天线的支撑结构采用豆荚杆，豆荚杆可以实现压平卷曲，展开后又具有一定刚度，在航天领域已广泛应用。采用豆荚杆作为支撑机构的大型复杂网/膜类天线发射前豆荚杆压平卷曲收拢，在发射到预定轨道上解锁后采用驱动机构实现豆荚杆多方向同步、有序、可控的展开进而带动天线展开。目前，对于大型空间可展网/膜类天线采用多驱动展开机构，多方向同步展开时辅助展开机构相对复杂且驱动电机较多，控制难度大，多方向展开同步性难以保证。


技术实现要素：

3.本发明的技术解决问题是：多方向展开的豆荚杆展开机构多电机驱动，展开同步性差；提供了种豆荚杆四向同步展开驱动机构，解决现有技术中多电机驱动，控制系统复杂，同步性难以保证的问题。
4.本发明的技术解决方案是：
5.一种豆荚杆四向同步展开驱动机构，包括：驱动机构单元、同步传动机构单元和豆荚杆收卷机构单元；
6.驱动机构单元安装固定在同步传动机构单元的基座板上；豆荚杆收卷机构单元通过其推力轴承安装在同步传动机构单元的基座板上，且在驱动机构单元齿轮带动下能够转动，实现豆荚杆四个相互垂直的方向同步展开；
7.驱动机构单元包括：驱动固定座、驱动电机、驱动齿轮、一级减速齿轮、二级减速齿轮、换向减速齿轮和驱动锥齿轮；
8.驱动电机安装在驱动固定座上,驱动齿轮安装在驱动电机的输出轴上；一级减速齿轮安装在驱动固定座上与驱动齿轮啮合；二级减速齿轮安装在驱动固定座上且与一级减速齿轮安装在同一轴上；换向减速齿轮安装在驱动固定座上与二级减速齿轮啮合；驱动锥齿轮安装在驱动固定座上且与换向减速齿轮安装在同一轴上；
9.驱动电机带动驱动齿轮，驱动齿轮与一级减速齿轮啮合；一级减速齿轮与二级减速齿轮固定在同一个转轴上；二级减速齿轮与换向减速齿轮啮合。
10.进一步的，同步传动机构单元包括：第一传动锥齿轮、传动杆、第二传动锥齿轮、传动直齿轮、第一联动直齿轮、第二联动直齿轮、第一豆荚杆导向轮、第二豆荚杆导向轮、豆荚杆压紧驱动滚轮、豆荚杆驱动导向座、豆荚杆保形导向座以及基座板；
11.第一传动锥齿轮安装在传动杆的一端，第二传动锥齿轮安装在传动杆的另一端且与传动直齿轮啮合；传动直齿轮与第一联动直齿轮同轴，均安装在豆荚杆驱动导向座上；第
二联动直齿轮也安装在豆荚杆驱动导向座上且与第一联动直齿轮同轴啮合；
12.豆荚杆驱动导向座安装在基座板上；
13.第一豆荚杆导向轮、第二豆荚杆导向轮和豆荚杆保形导向座均安装在基座板上，且在基座板的四个相互垂直方向上均安装有上述三个部件；
14.四对豆荚杆压紧驱动滚轮分别安装在基座板的四个相互垂直方向上,每对豆荚杆压紧驱动滚轮分别与第二联动直齿轮和第一联动直齿轮对应同轴。
15.进一步的，豆荚杆收卷机构单元包括：豆荚杆固定座、推力轴承、豆荚杆和内齿齿轮；
16.豆荚杆、推力轴承和内齿齿轮均安装在豆荚杆固定座上；四根豆荚杆安装在豆荚杆固定座上四个侧面上；推力轴承安装在豆荚杆固定座两端；内齿齿轮安装在豆荚杆固定座两端内孔上。
17.进一步的，所述四根豆荚杆在同一个平面内呈十字交叉状，相邻豆荚杆之间相互垂直。
18.进一步的，豆荚杆固定座通过推力轴承安装在基座板上，且内齿齿轮与二级减速齿轮啮合；驱动锥齿轮与第一传动锥齿轮啮合。
19.进一步的，驱动电机通过驱动齿轮、一级减速齿轮、二级减速齿轮传动到内齿齿轮上。
20.进一步的，驱动电机通过驱动齿轮、一级减速齿轮、二级减速齿轮、换向减速齿轮、驱动锥齿轮传动到第一传动锥齿轮上，再传动到第二传动锥齿轮、第一联动直齿轮、第二联动直齿轮上，最终传递到豆荚杆压紧驱动滚轮上。
21.进一步的，豆荚杆压紧驱动滚轮的转速大于豆荚杆固定座的转速，豆荚杆展开的动力由豆荚杆压紧驱动滚轮带动。
22.进一步的，豆荚杆在同一平面内四个相互垂直的四个方向上同步展开，且展开速度可控。
23.本发明与现有技术相比的有益效果是：
24.(1)本发明利用一个电机驱动通过各种齿轮和传动连杆传动，传动效率高，利用差动传动驱动实现豆荚杆在四个方向有序、平稳、同步展开。
25.(2)本发明利用豆荚杆导向轮和豆荚杆保形导向座实现豆荚杆展开路劲稳定，展开后豆荚杆形状稳定。
26.(3)本发明豆荚杆四向同步展开驱动机构具有展开同步性好、质量轻、展开可靠，该四向同步展开驱动机构不仅能应用大型网/膜类天线豆荚杆支撑结构的端部驱动展开机构，以及民用域内采用豆荚杆或类豆荚杆作为支撑结构的驱动展开机构。
附图说明
27.图1豆荚杆驱动机构图；
28.图2豆荚杆传动机构图；
29.图3豆荚杆收卷机构图；
30.图4豆荚杆展开机构收纳图；
31.图5豆荚杆展开机构展开图。
32.图中标号说明：
33.图1中：1-1-驱动固定座；1-2-驱动电机；1-3-驱动齿轮；1-4-一级减速齿轮；1-5-二级减速齿轮；1-6-转向减速齿轮；1-7-驱动锥齿轮；
34.图2中：2-1-第一传动锥齿轮；2-2-传动杆；2-3-第二传动锥齿轮；2-4-传动直齿轮；2-5-第一联动直齿轮；2-6-第二联动直齿轮；2-7-第一豆荚杆导向轮；2-8-第二豆荚杆导向轮；2-9-豆荚杆压紧驱动滚轮；2-10-豆荚杆驱动导向座；2-11-豆荚杆保形导向座；2-12-基座板。
35.图3中：3-1-豆荚杆；3-2-豆荚杆固定座；3-3-推力轴承；3-4-内齿齿轮。
具体实施方式
36.下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。
37.基于大型空间可展网/膜类天线的多方向展开同步性好的功能要求，本发明提出了一种豆荚杆四向同步展开驱动机构，该机构主要集成了驱动机构单元；传动机构单元和豆荚杆收卷机构单元。驱动机构单元安装固定在同步传动机构单元的基座板上；豆荚杆收卷机构单元通过其推力轴承安装在同步传动机构单元的基座板上，且在驱动机构单元齿轮带动下能够转动，实现豆荚杆四个相互垂直的方向同步展开；
38.驱动机构单元包括：驱动固定座1-1、驱动电机1-2、驱动齿轮1-3、一级减速齿轮1-4、二级减速齿轮1-5、换向减速齿轮1-6和驱动锥齿轮1-7；
39.驱动电机1-2安装在驱动固定座1-1上,驱动齿轮1-3安装在驱动电机1-2的输出轴上；一级减速齿轮1-4安装在驱动固定座1-1上与驱动齿轮1-3啮合；二级减速齿轮1-5安装在驱动固定座1-1上且与一级减速齿轮1-4安装在同一轴上；换向减速齿轮1-6安装在驱动固定座1-1上与二级减速齿轮1-5啮合；驱动锥齿轮1-7安装在驱动固定座1-1上且与换向减速齿轮1-6安装在同一轴上；
40.驱动电机1-2带动驱动齿轮1-3，驱动齿轮1-3与一级减速齿轮1-4啮合；一级减速齿轮1-4与二级减速齿轮1-5固定在同一个转轴上；二级减速齿轮1-5与换向减速齿轮1-6啮合。
41.同步传动机构单元包括：第一传动锥齿轮2-1、传动杆2-2、第二传动锥齿轮2-3、传动直齿轮2-4、第一联动直齿轮2-5、第二联动直齿轮2-6、第一豆荚杆导向轮2-7、第二豆荚杆导向轮2-8、豆荚杆压紧驱动滚轮2-9、豆荚杆驱动导向座2-10、豆荚杆保形导向座2-11以及基座板2-12；
42.第一传动锥齿轮2-1安装在传动杆2-2的一端，第二传动锥齿轮2-3安装在传动杆2-2的另一端且与传动直齿轮2-4啮合；传动直齿轮2-4与第一联动直齿轮2-5同轴，均安装在豆荚杆驱动导向座2-10上；第二联动直齿轮2-6也安装在豆荚杆驱动导向座2-10上且与第一联动直齿轮2-5同轴啮合；
43.豆荚杆驱动导向座2-10安装在基座板2-12上；
44.第一豆荚杆导向轮2-7、第二豆荚杆导向轮2-8和豆荚杆保形导向座2-11均安装在基座板2-12上，且在基座板2-12的四个相互垂直方向上均安装有上述三个部件；
45.四对豆荚杆压紧驱动滚轮2-9分别安装在基座板2-12的四个相互垂直方向上,每对豆荚杆压紧驱动滚轮2-9分别与第二联动直齿轮2-6和第一联动直齿轮2-5对应同轴。
46.豆荚杆收卷机构单元包括：豆荚杆固定座3-1、推力轴承3-2、豆荚杆3-3和内齿齿轮3-4；
47.豆荚杆3-3、推力轴承3-2和内齿齿轮3-4均安装在豆荚杆固定座3-1上；四根豆荚杆3-3安装在豆荚杆固定座3-1上四个侧面上；推力轴承3-2安装在豆荚杆固定座3-1两端；内齿齿轮3-4安装在豆荚杆固定座3-1两端内孔上。
48.优选的，四根豆荚杆3-3在同一个平面内呈十字交叉状，相邻豆荚杆3-3之间相互垂直。
49.豆荚杆固定座3-1通过推力轴承3-2安装在基座板2-12上，且内齿齿轮3-4与二级减速齿轮1-5啮合；驱动锥齿轮1-7与第一传动锥齿轮2-1啮合。驱动电机1-2通过驱动齿轮1-3、一级减速齿轮1-4、二级减速齿轮1-5传动到内齿齿轮3-4上。
50.驱动电机1-2通过驱动齿轮1-3、一级减速齿轮1-4、二级减速齿轮1-5、换向减速齿轮1-6、驱动锥齿轮1-7传动到第一传动锥齿轮2-1上，再传动到第二传动锥齿轮2-3、第一联动直齿轮2-5、第二联动直齿轮2-6上，最终传递到豆荚杆压紧驱动滚轮2-9上。
51.豆荚杆压紧驱动滚轮2-9的转速大于豆荚杆固定座3-1的转速，豆荚杆展开的动力由豆荚杆压紧驱动滚轮2-9带动。
52.本发明豆荚杆在同一平面内四个相互垂直的四个方向上同步展开，且展开速度可控。
53.实施例：
54.图1中显示驱动电机1-2安装在驱动固定座1-1上,驱动齿轮1-3安装在驱动电机1-2的输出轴上；一级减速齿轮1-4安装在驱动固定座1-1上与驱动齿轮1-3啮合。
55.图1中显示二级减速齿轮1-5安装在驱动固定座1-1上且与一级减速齿轮1-4安装在同一轴上；换向减速齿轮1-6安装在驱动固定座1-1上与二级减速齿轮1-5啮合。
56.图1中显示驱动锥齿轮1-7安装在驱动固定座1-1上且与换向减速齿轮1-6安装在同一轴上。
57.图2中显示第一传动锥齿轮2-1安装在传动杆2-2上，第二传动锥齿轮2-3也安装在传动杆2-2上与传动直齿轮2-4啮合；传动直齿轮2-4与第一联动直齿轮2-5同轴，均安装在豆荚杆驱动导向座2-10上；第二联动直齿轮2-6也安装在豆荚杆驱动导向座2-10上与第一联动直齿轮2-5同轴啮合。
58.图2中显示豆荚杆驱动导向座2-10安装在基座板2-12上。
59.图2中显示第一豆荚杆导向轮2-7、第二豆荚杆导向轮2-8和豆荚杆保形导向座2-11均安装在基座板2-12上。
60.图2中显示豆荚杆压紧驱动滚轮2-9安装在基座板2-12上,豆荚杆压紧驱动滚轮2-9与第二联动直齿轮2-6同轴。
61.图3中显示豆荚杆3-3、推力轴承3-2和内齿齿轮3-4均安装在豆荚杆固定座3-1上。
62.图4中显示豆荚杆固定座3-1通过推力轴承3-2安装在基座板2-12上，且内齿齿轮3-4与二级减速齿轮1-5啮合；驱动锥齿轮1-7与第一传动锥齿轮2-1啮合。
63.图5中显示驱动电机1-2通过驱动齿轮1-3、一级减速齿轮1-4、二级减速齿轮1-5传动到内齿齿轮3-4上；
64.图5中显示驱动电机1-2通过驱动齿轮1-3、一级减速齿轮1-4、二级减速齿轮1-5、
换向减速齿轮1-6、驱动锥齿轮1-7传动到第一传动锥齿轮2-1上，再传动到第二传动锥齿轮2-3、第一联动直齿轮2-5、第二联动直齿轮2-6上，最终传递到豆荚杆压紧驱动滚轮2-9；
65.图5中显示豆荚杆压紧驱动滚轮2-9的转速大于豆荚杆固定座3-1的转速，故此豆荚杆展开的主要动力由豆荚杆压紧驱动滚轮2-9带动。
66.本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。