[发明专利]带辐板的穿过式支枢

说明书

技术领域

本发明涉及一种穿过式支枢(through pivot)，也就是一种能支撑从支枢两侧伸出的旋转轴的装置，并且涉及一种用该支枢制造、用于具有有限旋转幅角的旋转轴的安装结构。

背景技术

在空间应用中，有必要使人造卫星或太空船的某些部件，例如天线、尾桁等状态良好地以预定的方向定向，例如，使它们指向恒星、保持目标指向地球表面的某点、或者能够观察到地球或一些天体的表面上的特定区域。这些定位需要频繁矫正从而补偿不可避免的方向偏移，并且这些多重校正包括对这些飞行器附件及其安装结构大量微转循环，这相位(phase)被称为精确定向。

由于人造卫星进入轨道的不可撤回的性质，由此太空船的设计需要很长的使用期限，对安装要进行多次循环测量从而确保它们能经受巨大的应力。例如，使用期限大于600000循环。对安装结构其它要求是要有很好的机械强度(能经受施加到安装轴上外力和弯曲力矩)、高横向刚度、高精度零误差导航、在两个方向上大于1°的旋转幅度和小阻力矩。

如大家所知，实际中用一个具有交叉弹性辐板(web)的支枢构建一个旋转轴的安装结构，特别是大家所知的是“邦迪克斯支枢”(Bendix Pivot)。这种类型的支枢不是穿过式支枢。由于必须对安装轴采用悬臂安装方式安装，这就意味着即使采用双支枢安装时也会在支枢的辐板上产生很大的应力并且很大的应力会被传递到支撑架。因此这种类型的支枢仅提供了有限的机械强度和横向刚度，并且不能很好地满足精确定向装置的所有要求。

如大家所知，实际中用一个具有两个球轴承的支枢安装结构支撑轴。这样的装置会被磨损因此寿命有限。同样这种类型的支枢也不能很好地满足用于空间应用的精确定向安装设计的所有要求。

发明内容

本发明的一个目的是为旋转轴提供一种能避免至少一些上述现有技术中的缺点的支枢和安装结构。更具体地，本发明的目的是为适用于构造精确定向装置，特别是空间应用的旋转轴提供一种支枢和安装结构。

为了实现这个目的，本发明提供了一种穿过式支枢，该支枢包括定子和转子，该转子能围绕旋转轴线相对于定子旋转并且能接受与旋转轴线对齐的穿过轴，该支枢的特征在于该转子由多个能够发生变形以允许转子旋转的挠性元件连接到定子，并且在静止状态时，这些挠性元件相对于经过旋转轴线的径向方向形成一倾斜角度。

由于这些特征，使该支枢能支撑一个穿过轴，从而具有良好的机械特性。除此之外，由于通过挠性元件的变形使转子转动，这样就没有由于摩擦产生的机械磨损并且可以延长其寿命。已经观察到挠性元件以一角度倾斜的布置限制了挠性元件的拉力和弯曲力。因此挠性元件的阻力矩和应力很小，并且这样就允许在数个幅角内精确导航，并且延长了寿命。

该定子优选包括正多边形形式的框架，该挠性元件被安装到框架的相应顶点。

该转子有利地包括圆柱形环，该挠性元件被安装到所述环的外表面上。

在具体实施例中，该环具有中心孔，该转子能接受通过所述中心孔的穿过轴。

该支枢有利地包括三个均匀分布的挠性元件。

该挠性元件有利地是布置在与旋转轴线平行的平面中的平面矩形辐板。这样能承受轴向力。

在一具体实施例中，倾斜角在2°至10°之间，优选4°至5°之间。

本发明还提供了一种轴安装结构，其包括根据以上发明的、布置成相互具有一定间隔的两个支枢并且它们各自的旋转轴线共线。

这种布置能更加有效地吸收施加到安装轴上的力并且因此能提高机械强度和刚度。除此之外，这样能够在安装结构两侧上使轴能携带有用的部件。

附图说明

参照下面的附图，对本发明的更清楚的理解、其它目的、细节、特征和优点将在下面本发明一个具体实施例的描述中提供，该具体实施例仅仅是以非限制示出的方式提供。在这些附图中：

图1是本发明的一实施例中的支枢的透视图，

图2是图1中支枢的辐板布置图，

图3是曲线图，示出了图1中支枢具有不同倾斜角时所施加的扭矩和转角之间的关系，

图4是类似图2的视图，

图5是包含两个图1中所示类型的支枢的安装结构的视图，

图6是穿过图5中安装结构的横截面剖视图，

图7和图8是曲线图，示出了图1中作为转角函数的支枢的辐板应力。

具体实施方式

支枢1包括定子2，定子包括等边(isosceles)三角形的支架，支枢1还包括能够绕轴线A相对于定子2旋转的转子3。该转子3为围绕轴线A旋转的圆柱环形形式。定子2与转子3的中心彼此重合。