專利名稱：多功能金屬橡膠柔性連接件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將航天器與其上的敏感設(shè)備進(jìn)行連接的連接件。
背景技術(shù)：
航天器上的敏感設(shè)備(如太空望遠(yuǎn)鏡，氣象探測設(shè)備，通信天線等)，要求航天器必須具有很高的指向精度以及指向穩(wěn)定性。航天器熱致結(jié)構(gòu)變形會大大降低敏感設(shè)備在工作狀態(tài)下的指向精度和穩(wěn)定性，影響設(shè)備工作效能，引起成像抖動，目標(biāo)觀測區(qū)域偏差、通信信號損失等失效。航天器結(jié)構(gòu)中的熱致變形主要來源于兩個方面1)在軌環(huán)境溫度與地面安裝環(huán)境溫度差異引起結(jié)構(gòu)熱致應(yīng)力；2)在軌運行過程中由于日食和星食等引起的熱致沖擊應(yīng)力和熱致循環(huán)應(yīng)力。敏感設(shè)備與航天器結(jié)構(gòu)的其他部分相互連接、相互約束，無法有效釋放熱應(yīng)力從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生熱致結(jié)構(gòu)變形和振動。敏感設(shè)備與航天器的連接采用柔性連接方式可以有效的釋放熱應(yīng)力，減小敏感設(shè)備的熱致變形，但由于航天器在發(fā)射狀態(tài)下要承受較大的振動載荷，采用現(xiàn)有柔性連接件進(jìn)行連接存在著降低了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度放大設(shè)備的低頻振動幅度，降低了敏感設(shè)備在發(fā)射過程中的可靠性的弊端。

發(fā)明內(nèi)容
針對航天器與其上的敏感設(shè)備進(jìn)行連接采用現(xiàn)有的柔性連接件存在降低了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度放大設(shè)備的低頻振動幅度，降低了敏感設(shè)備在發(fā)射過程中的可靠性的弊端，本發(fā)明提供一種能夠同時提供敏感設(shè)備柔性連接和減振的、具有優(yōu)良非線性剛度特性的柔性連接件。
多功能金屬橡膠柔性連接件，它是由柔性墊1、壓環(huán)2、約束殼3、連桿4和底座5組成，所述約束殼3為筒形，柔性墊1和壓環(huán)2都設(shè)置在筒形約束殼3的內(nèi)部，所述柔性墊1包括上柔性墊1-1和下柔性墊1-2，上柔性墊1-1和下柔性墊1-2分別設(shè)置在壓環(huán)2的上下兩端；所述連桿4縱向穿過壓環(huán)2的中心并與壓環(huán)2固接，連桿4的一端從約束殼3的一端伸出，約束殼3的另一端固定有底座5，底座5的下端設(shè)有底座連接頭5-1。
本發(fā)明所述連接件是一種非線性柔性連接件，適用于高精度敏感設(shè)備與基座結(jié)構(gòu)的柔性連接。這種柔性連接件具有優(yōu)良的非線性剛度特性，參照圖1，其“變形/力”的非線性特性具有明顯的拐點，在達(dá)到拐點變形之前為柔性連接件的線性“柔性段”，連接件具有很大的柔性；拐點變形之后是柔性連接件的線性“特硬段”，連接件具有很大的剛性。這種多功能金屬橡膠柔性連接件能夠有效的釋放在軌狀態(tài)下的熱致應(yīng)力，緩沖熱致應(yīng)力沖擊。同時，能夠在大振動載荷下顯著增加設(shè)備與基座的連接剛度，提高振動固有頻率，保障航天器敏感設(shè)備在發(fā)射過程中的安全。綜上，本發(fā)明所述柔性連接件具有非線性剛度拐點明顯、耐高溫、耐低溫、耐腐蝕、壽命長、真空環(huán)境下材料化學(xué)成分不揮發(fā)、連接方式多樣等優(yōu)點。廣泛適用于航天、航空及其他領(lǐng)域的柔性連接功能，利于推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明所述多功能金屬橡膠柔性連接件非線性剛度特性曲線圖，圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是具體實施方式
三所述結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是具體實施方式
五所述結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是具體實施方式
六所述結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式是一種多功能金屬橡膠柔性連接件，參照圖2，它是由柔性墊1、壓環(huán)2、約束殼3、連桿4和底座5組成，所述約束殼3為筒形，柔性墊1和壓環(huán)2都設(shè)置在筒形約束殼3的內(nèi)部，柔性墊1包括上柔性墊1-1和下柔性墊1-2，上柔性墊1-1和下柔性墊1-2分別設(shè)置在壓環(huán)2的上下兩端，所述柔性墊1是由金屬橡膠制備而成，金屬橡膠是由若干根盤繞成螺旋狀的金屬絲纏繞疊加擠壓成的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)體，本實施方式所述上柔性墊1-1和下柔性墊1-2選用相同材料、直徑的金屬絲，采用相同的纏繞密度制備成相同直徑的柔性墊。所述連桿4縱向穿過壓環(huán)2的中心并與壓環(huán)2固接，連桿4的一端從約束殼3的一端伸出，連桿4伸出約束殼3之外部分的端頭設(shè)有外螺紋，底座5固定在約束殼3的另一端，底座5的下端設(shè)有底座連接頭5-1，底座連接頭5-1上設(shè)有外螺紋，連桿4的上端設(shè)有外螺紋4-1；所述金屬橡膠連接件即通過連桿4端頭的外螺紋和底座連接頭5-1的外螺紋與基座和設(shè)備連接。
使用時，將本實施方式所述金屬橡膠柔性連接件的一端與航天器的基座進(jìn)行連接，另一端與敏感設(shè)備連接。工作時，基座結(jié)構(gòu)發(fā)生熱致變形，連桿4連同壓環(huán)2與約束殼3發(fā)生相對運動，上柔性墊1-1和下柔性墊1-2其中之一受到壓縮(連桿4向上運動時，上柔性墊1-1壓縮；連桿4向下運動時下柔性墊1-2壓縮)。其工作過程如下初始壓縮階段為柔性連接件的線性“柔性段”，柔性墊1的柔性很大，柔性連接件對所連接設(shè)備的約束力很小，基座結(jié)構(gòu)的熱致應(yīng)力通過柔性墊1的壓縮得到釋放，顯著降低熱致變形，因此能夠緩沖熱致沖擊引起對敏感設(shè)備精度的影響；在基座結(jié)構(gòu)大幅度振動的情況下，連桿1連同壓環(huán)2與約束殼3發(fā)生大的相對運動，柔性墊1受到約束殼3和底座5的約束，直徑不能繼續(xù)增大，剛度激劇增大。柔性連接件工作在“特硬段”，因此能夠有效的抑制大幅度振動。
本實施方式所述約束殼3的筒形是橫截面為圓形的筒，也可以是方形、菱形、梯形、正多邊形的筒，也可以是橫截面為其它形狀的筒，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
具體實施方式
二本實施方式所述約束殼3的端頭設(shè)有連桿4的穿出孔3-1，連桿4與穿出孔3-1之間留有間隙，參照圖2。由于本實施方式所述連接件的連桿4徑向未采用剛性限位，允許所述柔性連接件兩側(cè)連接接頭的軸線成一定角度，即實現(xiàn)基座和設(shè)備之間有一定的擺動，因此本實施方式所述的非線性金屬橡膠柔性連接件能夠同時對基座和設(shè)備提供彎曲方向的柔性連接。
具體實施方式
三結(jié)合圖3說明本具體實施方式
。本實施方式與前述實施方式不同之處在于，在底座5的內(nèi)表面設(shè)有連桿導(dǎo)向孔5-2，在約束殼3的端頭設(shè)有連桿4的穿出孔3-1，穿出孔3-1的內(nèi)徑與連桿4的外徑尺寸相同，也就是說，穿出孔3-1與連桿4之間沒有間隙。由于連桿4的徑向采用了剛性限位，僅允許連桿做軸向的相對運動，因此限制了連接在柔性連接件兩端的基座和設(shè)備之間的擺動，因此本實施方式所述連接件能夠抵抗剪切和彎曲變形，適用于要求側(cè)向具有大剛度的連接，同時適用于對基座和設(shè)備之間徑向定位要求高的連接。
具體實施方式
四本實施方式所述底座5與約束殼3之間通過螺紋連接。底座5與約束殼3以螺紋方式連接，可以調(diào)節(jié)初始變形量，從而調(diào)節(jié)非線性剛度的拐點以適用于不同的工作環(huán)境。
具體實施方式
五結(jié)合圖4說明本具體實施方式
。在采用柔性連接件連接基座和設(shè)備時，柔性連接件在受拉和受壓狀態(tài)時，其受力大小不同，為獲得所要實現(xiàn)的剛度特性要求，需要選擇不同剛度的柔性墊。因此，本實施方式所述上柔性墊1-1與下柔性墊1-2選用兩種不同金屬絲材料、纏繞密度及直徑的柔性墊。因此本實施方式所述結(jié)構(gòu)適用于基座與設(shè)備之間要求具有不同拉、壓剛度特性的柔性連接。
具體實施方式
六結(jié)合圖5說明本具體實施方式
。本實施方式與具體實施方式
一不同之處在于，所述底座連接頭5-1上設(shè)有內(nèi)螺紋，連桿4的上端設(shè)有外螺紋，也可以設(shè)置內(nèi)螺紋，以適應(yīng)與基座或設(shè)備之間的不同聯(lián)接方式。實際應(yīng)用中，底座連接頭、連桿與基座或設(shè)備之間的連接也可以采用鉸連接、側(cè)掛的連接方式，或者其它連接方式，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多功能金屬橡膠柔性連接件，其特征在于它是由柔性墊(1)、壓環(huán)(2)、約束殼(3)、連桿(4)和底座(5)組成，所述約束殼(3)為筒形，柔性墊(1)和壓環(huán)(2)都設(shè)置在筒形約束殼(3)的內(nèi)部，所述柔性墊(1)包括上柔性墊(1-1)和下柔性墊(1-2)，上柔性墊(1-1)和下柔性墊(1-2)分別設(shè)置在壓環(huán)(2)的上下兩端；所述連桿(4)縱向穿過壓環(huán)(2)的中心并與壓環(huán)(2)固接，連桿(4)的一端從約束殼(3)的一端伸出，約束殼(3)的另一端固定有底座(5)，底座(5)的下端設(shè)有底座連接頭(5-1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能金屬橡膠柔性連接件，其特征在于所述柔性墊(1)是由金屬橡膠制備而成，所述金屬橡膠是由若干根盤繞成螺旋狀的金屬絲纏繞疊加擠壓成的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能金屬橡膠柔性連接件，其特征在于所述底座(5)與約束殼(3)之間通過螺紋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能金屬橡膠柔性連接件，其特征在于所述上柔性墊(1-1)與下柔性墊(1-2)選用兩種不同金屬絲材料、纏繞密度及直徑的柔性墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的多功能金屬橡膠柔性連接件，其特征在于所述約束殼(3)的端頭設(shè)有連桿4的穿出孔(3-1)，連桿(4)與穿出孔(3-1)之間留有間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的多功能金屬橡膠柔性連接件，其特征在于所述約束殼(3)的端頭設(shè)有連桿(4)的穿出孔(3-1)，穿出孔(3-1)的內(nèi)徑與連桿(4)的外徑尺寸相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能金屬橡膠柔性連接件，其特征在于底座(5)的內(nèi)表面設(shè)有連桿導(dǎo)向孔(5-2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的多功能金屬橡膠柔性連接件，其特征在于所述底座連接頭(5-1)上設(shè)有外螺紋，連桿(4)的上端設(shè)有外螺紋(4-1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的多功能金屬橡膠柔性連接件，其特征在于所述底座連接頭(5-1)上設(shè)有內(nèi)螺紋。
全文摘要
多功能金屬橡膠柔性連接件，涉及一種將航天器與其上的敏感設(shè)備進(jìn)行連接的連接件。針對航天器與其上的敏感設(shè)備進(jìn)行連接采用現(xiàn)有的柔性連接件存在降低了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度放大設(shè)備的低頻振動幅度，降低了敏感設(shè)備在發(fā)射過程中的可靠性的弊端，本發(fā)明提供一種多功能金屬橡膠柔性連接件，它的約束殼(3)為筒形，柔性墊(1)和壓環(huán)(2)都設(shè)置在筒形約束殼(3)的內(nèi)部，連桿(4)縱向穿過壓環(huán)(2)的中心并與壓環(huán)(2)固接，連桿(4)的一端從約束殼(3)的一端伸出，約束殼(3)的另一端固定有底座(5)。本發(fā)明所述柔性連接件能夠在大振動載荷下顯著增加設(shè)備與基座的連接剛度，提高振動固有頻率，保障航天器敏感設(shè)備在發(fā)射過程中的安全，利于推廣應(yīng)用。
文檔編號F16F1/371GK1888464SQ200610010309
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者鄭鋼鐵, 梁魯, 王天昊, 白紹竣, 王樹嶺 申請人:鄭鋼鐵, 梁魯, 王天昊, 白紹竣, 王樹嶺