[发明专利]一种小型化、高精度锁紧机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种锁紧机构，特别涉及一种用于锁紧转位机构的锁紧机 构。

背景技术

基于捷联惯组的车载定位定向设备可以在不依赖外部信息的条件下，为 车辆提供方位、姿态和定位信息。多位置旋转调制方式可提高车载定位定向 设备的初始对准精度，在完成初始对准后转位机构电机断电，此时转位机构 轴系处于自由状态，为了保证在车辆行进过程中转位机构不受外部环境干 扰，提高导航精度和可靠性，需要设计锁紧机构将转位机构轴系进行锁紧。

随着捷联惯组小型化趋势，需要设计一种小型化、结构简单、成本低、 高精度的锁紧机构，以满足系统需求。

目前多位置旋转调制定位定向设备采用的锁紧机构主要包括以下三种， 但是均存在一些问题和不足：

1)机械挡块加电机堵转锁紧方式：转位机构主轴电机在堵转工作中会 产生大量的热量甚至会烧毁电机，使系统失效；

2)电磁铁锁紧方式：由于电磁铁的影响光学陀螺精度进而影响系统精 度；

3)固定环加螺杆锁紧方式：时常发生抱死主轴的情况。

其他机械锁紧方式如齿盘存在结构复杂、尺寸较大、部件易磨损等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术不足，提供一种可靠性高、 定位精度高、使用寿命长的转位机构锁紧机构。

本发明所采用的技术方案是：

一种小型化、高精度锁紧机构，包括球头、片簧、角度电机、挡块和基 座；片簧的一端、角度电机、挡块和转位机构均与基座固定连接；角度电机 转动轴与转位机构的转动轴垂直；挡块对转位机构进行限位；球头固定连接 在转位机构上，球头的一端为球面；片簧为片状，片簧的另一端弯成拱形， 并与角度电机上的旋转臂杆连接；

锁紧时，角度电机的旋转臂杆对片簧不施加力矩；片簧的拱形部位外侧 与球头的球面接触对球头施加弹性力，使转位机构与挡块靠紧，锁紧转位机 构；解锁时，角度电机的旋转臂杆转动，带动片簧的拱形部位与球头的球面 分离，转位机构自由转动。

所述弹性力对球头的作用方向与转位机构的转动轴方向的角度为25° ～65°。

所述球头的球面半径与片簧的拱形部位半径的比为0.5～0.7。

所述球头的球面半径与片簧的宽度之比为0.5～0.7。

所述挡块与转位机构的接触面为圆柱面，挡块与转位机构以圆柱母线接 触。

所述弹性力的大小为200cN～400cN。

所述片簧的材料为铍青铜。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1)可靠性高：锁紧机构工作常态为锁紧状态，在锁紧状态下不需要角 度电机等执行机构通电工作，锁紧可靠性高，且避免了角度电机长时间工作 引起的发热以及烧毁电机的可能。

2)锁紧精度高：挡块为圆柱体，与转位机构在圆柱体母线上定位，定 位精度高，抗磨损性能好，磨损后易于调整；

3)使用寿命长：锁紧机构通过片簧的固有弹性力实现锁紧功能，片簧 由铍青铜材料制成，具有使用寿命长、抗磨损、结构不易变形等优点。由于 片簧是弹性部件，磨损后仍然可以达到定位精度要求；锁紧力在片簧的弹性 工作区域内使用次数可达上万次；

4)节省空间：锁紧机构通过球头与片簧为解除改变作用力方向，角度 电机、片簧占用空间小，方便紧凑布局，尤其高度方向上占用空间小，体积 可小于120mm×60mm×30mm。

5)对系统无磁场干扰：转位机构无强磁场干扰不会对光学陀螺等磁敏 感器件的精度造成影响。

6)锁紧力矩可达0.765Nm，满足车载静态、动态环境使用要求；

附图说明

图1为本发明锁紧机构测试图；

图2为本发明锁紧机构俯视图；

图3为本发明片簧侧视图；

图4为本发明片簧俯视图；

图5为本发明球头俯视图；

图6为本发明球头侧视图。

具体实施方式

本发明应用于采用多位置转位方式的捷联惯组，用于转位机构轴系锁紧 和解锁。

锁紧机构主要由球头1、片簧3、角度电机4、基座5、挡块6组成。

各个部分主要实现的功能如下：

1)片簧3生成锁紧力；