一種可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)，其包括：上端橫向桿件組件、下端橫向桿件組件和拉桿組件；所述可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)在空間的整體布局呈Z型，且上端橫向桿件組件、下端橫向桿件組件和拉桿組件均包括：桿件，以及位于桿件兩側(cè)的連接接頭和調(diào)整接頭；其中，下端橫向桿件組件的連接接頭上有限位槽，拉桿組件的連接接頭上有通孔；拉桿組件的連接接頭通過拉桿角度調(diào)整接頭與靠近下端橫向桿件組件連接接頭的桿件一端連接；上端橫向桿件組件、下端橫向桿件組件和拉桿組件的調(diào)整接頭分別與一個球形鉸鏈固定連接，三個球形鉸鏈均與艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)連接；上端橫向桿件組件、下端橫向桿件組件的連接接頭分別與外部的產(chǎn)品活動連接。
【專利說明】
一種可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于航天裝配技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)。【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國載人航天事業(yè)的發(fā)展，空間站等密封艙結(jié)構(gòu)內(nèi)部需要一種能夠提供載荷安裝、具有足夠的力學性能承受發(fā)射段載荷、同時又要便于在軌維修或者拆卸的支撐結(jié)構(gòu)。 常見的艙內(nèi)產(chǎn)品連接結(jié)構(gòu)對于裝配精度要求高，需要通過組合加工或者精測裝配的方法來保證精度，在隨著密封艙體發(fā)射入軌之后，由于密封艙內(nèi)充壓，艙體主結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)受內(nèi)壓變形的現(xiàn)象，導致安裝在艙體主結(jié)構(gòu)上的支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附屬變形。這種附屬變形會導致在軌維修、拆卸支撐結(jié)構(gòu)時拆卸困難甚至發(fā)生故障，同時這種附屬變形也會導致支撐結(jié)構(gòu)長期存在裝配應(yīng)力，縮減結(jié)構(gòu)使用壽命。
[0003]目前較為急迫的需要一種裝配時能夠?qū)崿F(xiàn)精度調(diào)節(jié)，可承載發(fā)射段載荷，隨密封艙發(fā)射入軌之后又能夠適應(yīng)由內(nèi)壓引起的艙體變形的連接結(jié)構(gòu)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)，地面裝配時可調(diào)整精度、可以承載發(fā)射段載荷、入軌之后自適應(yīng)艙體變形。
[0005]—種可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)，其包括:上端橫向桿件組件、下端橫向桿件組件和拉桿組件；
[0006]所述可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)在空間的整體布局呈Z型，且上端橫向桿件組件、 下端橫向桿件組件和拉桿組件均包括:桿件，以及位于桿件兩側(cè)的連接接頭和調(diào)整接頭;其中，下端橫向桿件組件的連接接頭上有限位槽，拉桿組件的連接接頭上有通孔；
[0007]拉桿組件的連接接頭通過拉桿角度調(diào)整接頭與靠近下端橫向桿件組件連接接頭的桿件一端連接;上端橫向桿件組件、下端橫向桿件組件和拉桿組件的調(diào)整接頭分別與一個球形鉸鏈固定連接，三個球形鉸鏈均與艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)連接;上端橫向桿件組件、下端橫向桿件組件的連接接頭分別與外部的產(chǎn)品活動連接。
[0008]效果較好的，拉桿角度調(diào)整接頭由調(diào)整接頭和鎖緊螺栓組成;拉桿角度調(diào)整接頭的調(diào)整接頭套裝在下端橫向桿件組件的限位槽上，鎖緊螺栓穿過拉桿組件的通孔后螺釘連接。
[0009]效果較好的，所述球形鉸鏈的底座上有4個通孔，頂部為帶有外螺紋的金屬桿，夕卜螺紋與艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)的螺紋孔相配合。
[0010]效果較好的，桿件為金屬材料或者碳纖維復合材料，連接接頭和調(diào)整接頭為金屬材料。[〇〇11]效果較好的，固定連接的方式為螺紋連接。
[0012]效果較好的，銷軸連接的方式為活動連接。
[0013]有益效果:
[0014]本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)整體采用Z形的構(gòu)型，在Z的端點利用球鉸和滑套提供轉(zhuǎn)動自由度變形量，由轉(zhuǎn)動角度變形量提供了被連接點的線性位移量，具有組成簡單、地面裝配時可調(diào)整精度、可以承載發(fā)射段載荷、入軌之后自適應(yīng)艙體變形的優(yōu)勢。【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的適應(yīng)艙體變形的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的球形鉸鏈與艙體連接示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的橫向桿件組件、拉桿組件組成及與球形鉸鏈連接方式示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明的拉桿角度調(diào)整接頭示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明的拉桿組件與拉桿角度調(diào)整接頭、橫向拉桿組件連接方式示意圖； [0〇2〇]圖6為本發(fā)明的廣品安裝不意圖；[0021 ]圖7為本發(fā)明在地面裝配時調(diào)整精度示意圖；
[0022]圖8為本發(fā)明在艙體充壓狀態(tài)下進行自適應(yīng)調(diào)整示意圖。【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)適用于具有一定剛度的產(chǎn)品，不適用于柔性類產(chǎn)品。
[0024]如圖1所示，一種可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)，其包括:球形鉸鏈1、上端橫向桿件組件2、下端橫向桿件組件3、拉桿組件4拉桿角度調(diào)整接頭5;所述可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)整體呈Z型，且上端橫向桿件組件2、下端橫向桿件組件3和拉桿組件4均包括:桿件，以及位于桿件兩側(cè)的連接接頭和調(diào)整接頭。
[0025]球形鉸鏈1的數(shù)量為3個，在球形鉸鏈的底座上有4個通孔，與艙體結(jié)構(gòu)螺紋聯(lián)接的方法進行聯(lián)接，球形鉸鏈的頂部為帶有外螺紋的金屬桿，示意見圖2。
[0026]上端橫向桿件組件2的桿件，以及位于桿件兩側(cè)的連接接頭和調(diào)整接頭分別即為橫桿桿件A21、橫向桿件連接接頭A22和橫向桿件調(diào)整接頭A23。橫向桿件連接接頭A22和橫向桿件調(diào)整接頭A22位于橫桿桿件A21的兩側(cè)，橫向桿件A21可以使用金屬材料或者碳纖維復合材料，兩側(cè)的接頭材料為金屬材料。如果橫向桿件A21材料選用金屬材料，和橫向桿件連接接頭A22和橫向桿件調(diào)整接頭A23可以使用焊接的方式進行連接;如果橫向桿件A21材料選用復合材料，和橫向桿件連接接頭A22和橫向桿件調(diào)整接頭A23可以使用膠接的方式進行連接;橫向桿件調(diào)整接頭A23位于橫向桿件A21靠近球形鉸鏈的一側(cè)，在接頭上有螺紋孔， 通過與球形鉸鏈上外螺紋金屬桿的螺紋聯(lián)接實現(xiàn)與球形鉸鏈1的連接。橫向桿件連接接頭 A22位于橫向桿件A21與產(chǎn)品進行連接的一側(cè)，在接頭上有銷軸聯(lián)接孔，與產(chǎn)品通過銷軸聯(lián)接實現(xiàn)連接。
[0027]下端橫向桿件組件3的桿件，以及位于桿件兩側(cè)的連接接頭和調(diào)整接頭分別記為橫桿桿件B31、橫向桿件連接接頭B32和橫向桿件調(diào)整接頭B。下端橫向桿件組件3組成與上端橫向桿件組件2結(jié)構(gòu)形式一致，差別在于下端橫向桿件組件3上的橫向桿件連接接頭B32 上設(shè)計有限位槽，用于與拉桿組件4的連接。
[0028]拉桿組件4的桿件，以及位于桿件兩側(cè)的連接接頭和調(diào)整接頭分別記為拉桿桿件 41、拉桿連接接頭42和拉桿調(diào)整接頭43，拉桿組件4與上端橫向桿件組件2的結(jié)構(gòu)形式一致， 拉桿調(diào)整接頭43位于拉桿桿件41靠近球形鉸鏈的一側(cè)，在接頭上有螺紋孔，通過與球形鉸鏈上外螺紋金屬桿的螺紋聯(lián)接實現(xiàn)與球形鉸鏈1的連接。拉桿連接接頭42位于另外一側(cè)，在接頭上有通孔，與拉桿角度調(diào)整接頭5通過螺釘聯(lián)接進行連接，上述連接方式見圖3所示。
[0029]拉桿角度調(diào)整接頭5由調(diào)整接頭51和鎖緊螺栓52組成，如圖4所示，拉桿角度調(diào)整接頭5的調(diào)整接頭51套裝在下端橫向桿件組件3的限位槽上，可以繞橫向下端橫向桿件組件 3進行轉(zhuǎn)動以調(diào)整角度，鎖緊螺栓52穿過拉桿組件4的通孔后螺釘連接。如圖5所示。
[0030]拉桿組件4的連接接頭通過拉桿角度調(diào)整接頭5與靠近下端橫向桿件組件3連接接頭的桿件一端連接;上端橫向桿件組件2、下端橫向桿件組件3和拉桿組件4的調(diào)整接頭分別與一個球形鉸鏈1固定連接，三個球形鉸鏈1均與艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)連接;上端橫向桿件組件2、下端橫向桿件組件3的連接接頭分別與外部的產(chǎn)品活動連接。[0031 ]在進行裝配時，可以通過轉(zhuǎn)動球形鉸鏈1上的外側(cè)螺紋桿來調(diào)整上端橫向桿件組件2、下端橫向桿件組件3、拉桿組件4的長度，可調(diào)整的長度范圍與球形鉸鏈1上的外側(cè)螺紋桿長度有關(guān)。上端橫向桿件組件2、下端橫向桿件組件3、拉桿組件4均可以利用球形鉸鏈來進行調(diào)整裝配角度，如果調(diào)整后上端橫向桿件組件2與下端橫向桿件組件3上的接口不同面導致拉桿組件4無法安裝，可旋轉(zhuǎn)拉桿角度調(diào)整接頭5完成裝配。產(chǎn)品裝配及尺寸調(diào)整方法示意見圖6及圖7所示。在完成角度調(diào)整之后通過擰緊螺釘實現(xiàn)鎖緊。在完成裝配時的精度調(diào)整之后，本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)所有涉及到螺紋聯(lián)接的環(huán)節(jié)均需要涂防松膠防松。
[0032]發(fā)射入軌之后，如圖8所示，本發(fā)明連接結(jié)構(gòu)可利用球形鉸鏈1處的轉(zhuǎn)動所提供的角度的微變形量進行自適應(yīng)調(diào)整，從而使產(chǎn)品免受由于艙體內(nèi)壓變形施加給產(chǎn)品的破壞應(yīng)力。[〇〇33]在進行產(chǎn)品的裝配時，根據(jù)被安裝產(chǎn)品的接口位置，兩根橫向桿件及拉桿在球形鉸鏈處可以實現(xiàn)3個方向的轉(zhuǎn)動，以此進行裝配尺寸的調(diào)整;所述上端及下端橫向桿件組件與拉桿組件可進行的調(diào)整尺寸由球形鉸鏈能夠轉(zhuǎn)動的角度范圍決定。與球形鉸鏈連接的一側(cè)通過改變螺紋連接的扣數(shù)實現(xiàn)桿件的長度調(diào)整;通過拉桿角度調(diào)整接頭在橫向桿件上的轉(zhuǎn)動可以保證:兩根橫向桿件組件上與提供給產(chǎn)品的接口不同面時也可以進行連接。與被安裝產(chǎn)品的連接位置調(diào)整完畢后，通過螺釘預緊施加摩擦力的方式保證拉桿角度調(diào)整接頭不會在下端橫向桿件組件上轉(zhuǎn)動，完成調(diào)整后所有螺紋聯(lián)接處涂防松膠防松。
[0034]在安裝完產(chǎn)品后，固定結(jié)構(gòu)一側(cè)可以實現(xiàn)被安裝產(chǎn)品所有自由度的完全約束，球形鉸鏈、上端橫向桿件組件、下端橫向桿件組件、拉桿組件、拉桿角度調(diào)整接頭組成的” Z”型桁架結(jié)構(gòu)一側(cè)實現(xiàn)被安裝產(chǎn)品5個自由度的約束，通過這種方式保證整個支撐結(jié)構(gòu)可以完成發(fā)射段的承載任務(wù)。在發(fā)射入軌后，橫向桿件及拉桿可以通過球形鉸鏈進行一個方向的轉(zhuǎn)動以自動適應(yīng)艙體主結(jié)構(gòu)在環(huán)向及軸向的變形，拆除產(chǎn)品上與艙內(nèi)次結(jié)構(gòu)連接的螺釘及與本發(fā)明連接結(jié)構(gòu)上的銷釘即可以實現(xiàn)產(chǎn)品的拆卸。
[0035]當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)，其特征在于，包括:上端橫向桿件組件(2)、下端橫 向桿件組件(3)和拉桿組件(4);所述可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)在空間的整體布局呈Z型，且上端橫向桿件組件(2)、 下端橫向桿件組件(3)和拉桿組件(4)均包括:桿件，以及位于桿件兩側(cè)的連接接頭和調(diào)整 接頭;其中，下端橫向桿件組件(3)的連接接頭上有限位槽，拉桿組件(4)的連接接頭上有通 孔；拉桿組件(4)的連接接頭通過拉桿角度調(diào)整接頭(5)與靠近下端橫向桿件組件(3)連接 接頭的桿件一端連接;上端橫向桿件組件(2)、下端橫向桿件組件(3)和拉桿組件(4)的調(diào)整 接頭分別與一個球形鉸鏈(1)固定連接，三個球形鉸鏈(1)均與艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)連接;上端橫向 桿件組件(2)、下端橫向桿件組件(3)的連接接頭分別與外部的產(chǎn)品活動連接。2.如權(quán)利要求1所述的可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)，其特征在于，拉桿角度調(diào)整接頭 (5)由調(diào)整接頭(51)和鎖緊螺栓(52)組成;拉桿角度調(diào)整接頭(5)的調(diào)整接頭(51)套裝在下 端橫向桿件組件(3)的限位槽上，鎖緊螺栓(52)穿過拉桿組件(4)的通孔后螺釘連接。3.如權(quán)利要求1所述的可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)，其特征在于，所述球形鉸鏈(1)的 底座上有4個通孔，頂部為帶有外螺紋的金屬桿，外螺紋與艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)的螺紋孔相配合。4.如權(quán)利要求1所述的可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)，其特征在于，桿件為金屬材料或者 碳纖維復合材料，連接接頭和調(diào)整接頭為金屬材料。5.如權(quán)利要求1所述的可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)，其特征在于，固定連接的方式為螺 紋連接。6.如權(quán)利要求1所述的可適應(yīng)艙體變形的連接機構(gòu)，其特征在于，銷軸連接的方式為活動連接。
【文檔編號】B64G1/22GK105947234SQ201610302725
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】張嘯雨, 李翔, 許煥賓, 梁東平, 張曉莉
【申請人】北京空間飛行器總體設(shè)計部